Причины и следствия в физике

[Cos(x-pi/2)]

Mihaylo

Mihaylo в сообщении #1734292 писал(а):

Я вам скажу больше, ничего не изменится. Выяснение того, что там на квантовом уровне происходит, не изменит того факта, что $I:=\frac{U}{R}$, например.

Изменится. О том, чего не знаете, лучше делайте как можно меньше утверждений, а не больше. Поинтересуйтесь, например, эффектом Джозефсона, стационарным и нестационарным. Нестационарный эффект Джозефсона применяется, в частности, в современной метрологии для создания эталона вольта.

В стационарном режиме ток $I>0$ течёт через джозефсоновский контакт при нулевом напряжении на контакте: $U=0.$ В этом режиме сопротивление $R,$ если его определять через малую вероятность туннелирования электронов сквозь слой диэлектрика в джозефсоновском контакте, не равно нулю. Формула $I=U/R$ здесь вообще не работает.

В нестационарном режиме всё ещё интереснее: при постоянном токе $I>0$ (он создаётся и задаётся лабораторным источником тока) на джозефсоновском контакте имеется (оно появляется автоматически) переменное напряжение $U(t)$ с отличным от нуля средним значением $U_{\text{ср}}$ зависящим от $I.$ Частота этого переменного напряжения универсально зависит от $U_{\text{ср}}$ (следовательно и от $I)$ и на практике оказывается высокой - несколько сотен МГц при $U_{\text{ср}}$ порядка мкВ.

Вследствие того, что джозефсоновский контакт содержит слой диэлектрика, он имеет некоторую ёмкость $C$ и из-за этого его вольт-амперная характеристика (взаимосвязь между $U_{\text{ср}}$ и $I)$ оказывается с гистерезисом; поэтому $R$ как в законе Ома здесь не определить - между $U_{\text{ср}}$ и $I$ нет однозначной зависимости. Т.е. при одном и том же постоянном $I$ (меньшем некоторого критического значения) контакт может быть в двух состояниях: напряжение на нём $U=U_{\text{ср}}=0$ (режим стационарного эффекта Джозефсона), либо напряжение на нём $U_{\text{ср}}\neq 0$ (нестационарный режим). Эту бистабильность планировалось использовать в логических элементах ЭВМ - раньше, а сейчас вроде пытаются для квантовых компьютеров применять более сложные устройства с контактами Джозефсона - квантовые интерферометры в роли кубитов.

Mihaylo в сообщении #1734292 писал(а):

Мы же прекрасно понимаем, что ток создаётся напряжением, ускорение - силой и т.д. Это помогает нам быстро воссоздавать картинку (проводить анализ и синтез) физической системы. Но зачем это нарочно отвергается, когда это обобщённо обсуждается?

Оно не отвергается, а уходит на задний план как школьная банальность, как раз не помогающая проводить полезный для практики анализ и синтез сложных систем. Школьные задачки специально составлены по-простому, чтобы детишкам всё представлялось понятным. Но школьной простоты недостаточно для количественного решения "взрослых" задач.

Да, в детстве мы поняли, что такое ток, напряжение, сила, ускорение - всё на простейших школьных примерах. Ну и отлично. Но ведь надо не стоять на одном и том же месте, а идти вперёд - изучать более сложную науку. И, оказывается, проводить анализ и синтез физической системы физикам помогает в первую очередь не зазубренное в школе, а высокоразвитый математический аппарат довольно сложных физических теорий. Теории эти основаны на огромном многообразии опытов. Примеры, разобранные в школьных учебниках, это жалкая капля в море; и принимать их за фундаментальные принципы, которыми якобы решаются любые физические задачи - нелепая ошибка.

Не физики что-то отвергают, а Вы тут стараетесь отвергнуть проверенный практикой инструмент анализа и синтеза - отрицаете свободу в выборе математических преобразований, наиболее подходящих к разнообразным задачам в каждом конкретном случае. При этом предложенную Вам задачку чуть выше школьного уровня Вы игнорируете - пока это и всё, что Вы тут явно демонстрируете своим "обобщённым обсуждением".

Думать, будто школьных представлений достаточно для всех задач "анализа и синтеза физических систем", Вам самому станет смешно, если познакомитесь с серьёзной экспериментальной и теоретической физикой. Анализ физических явлений гораздо более многоплановый, чем представляется дилетантам. Он включает совместно и эксперименты и разные по структуре и сложности теории - феноменологические и микроскопические, и в каждой из них есть ряд приближений, а также принимаются для проверки различные гипотезы. Это я Вам уже пояснял на примере закона Ома (см. "Ответ с не самой большой простынёй" здесь: https://mirror.dxdy.ru/post1731353.html#p1731353 ), но Вы на тот текст (как и теперь на студенческую задачку) не отреагировали.

Вот ещё пара примеров применения понятия "причинность" в физике. Это уже очень сложные примеры. Но Вы хотя бы просто сравните (если сможете :) в них уровень или характер обсуждения с вашим. Пример 1: книга Х.М. Нуссенцвейг "Причинность и дисперсионные соотношения" (есть на Либгене. Кстати, в ней сначала рассмотрен механический аналог RLC-контура: осциллятор с затуханием). Пример 2: в очень сложной книге физиков Боголюбова и Ширкова "Квантовые поля" в предметном указателе есть тема "Условие причинности", так называется раздел 15.3 на стр. 131; за ним следует 15.4 Дифференциальное условие причинности. Книга есть на этой странице сайта eqworld.

На eqworld в разделе "Книги по физике" вообще много хороших учебников, в том числе по курсу "Общая физика" для начинающих студентов. Советую поизучать их и побольше задач порешать, прежде чем упрекать физиков в недооценке причинно-следственных связей. А пока, по отсутствию вашего решения простой студенческой задачи можно сделать вывод, что проблема исключительно у Вас -- проблема с пониманием и знанием физики, выходящей за рамки школьной.

[pppppppo_98]

Евгений Машеров в сообщении #1734263 писал(а):

тогда вместо смерти у Вас будут красиво растопырены волосы).

помню чуваков из луганска (в ютюбе) с подобным опытом

[realeugene]

Лукомор в сообщении #1734301 писал(а):

Ибо затухающие колебания в контуре, это не нуль...

Так по вашему условию в контуре нет затухающих колебаний.

[pppppppo_98]

Евгений Машеров в сообщении #1734274 писал(а):

мысл в нём появляется, когда мы обнаруживаем, что на одну из величин можем влиять, или хотя бы заранее узнать её значение.

Золотые слова Юрий Венекдитович (с)...Тутошние теоретики почему то забыли что физика - это не поиск абсолютной истины, как устроено все на свете, а всего лишь обобщение практических опытов - как с помощью кучи камней, палок и используя голову и некоторый предыдущий опыт - сделать что-то полезное (желательно управлемое)

-- добавлено через 26 минут --

Лукомор в сообщении #1734301 писал(а):

Ибо затухающие колебания в контуре, это не нуль...

Звыняй камерад но я не ведаю какая должна быть синусоида модулированная экспонентой, что бы она обратилась в 0 на конечном инетрвале... И никто не знает кроме вас, а если вы знаете то вам новую теорию аналитических функцию пора создавать... А если у вас грандмысля при формулировке задачи была, что [-25,25]мВ=0 , то так и надо формулировать, а то ведь язык птиц не все тут понимают в совершенстве

-- добавлено через 18 минут --

Mihaylo в сообщении #1734226 писал(а):

Большинство людей (99,99%) используют уравнения физических законов по принципу "не думай, вычисляй".

аюсолютно правильный подход наиболее првгматической копенгагенской интерпретациии

EUgeneUS в сообщении #1734215 писал(а):

1. Он утверждает, что для причинно-следственных связей нужна т.н. "стрела времени".

не нужна

EUgeneUS в сообщении #1734215 писал(а):

Это так - причины всегда раньше, чем следствие.

по ипределению так

EUgeneUS в сообщении #1734215 писал(а):

2. Он утверждает, что математические преобразования равенств, "ломают" в уравнениях причинно-следственные связи.

не во всех практических задачах нужны эти связи..., если я занимаюсь электротехникой - например силовой электроникой, нахрена забивать голову распостранием волн от синхронных генераторов до ЧРП или мехнизмами горения метанвоздушной смеси в камере сгорания газовой турбины, которая крутит синхронный генератор...все то что нужно знать написано в госте - проверянном времени нормативном документе

-- добавлено через 24 минуты --

EUgeneUS в сообщении #1734146 писал(а):

А изменение электронной плотности это не ток, который изменил распределение потенциалов?

ну тогда изменение волновой фккнкиц - а жто уже точно не ток....

EUgeneUS в сообщении #1734146 писал(а):

3. Никакие уравнения в дифференциальной форме, хоть гиперболические, хоть параболические с эллиптическими не могут отражать причинно-следственные связи принципиально по простой причине: они принципиально связывают значения физических величин "здесь и сейчас".

в локальной окрестности... не поверищь но есть и удаленные части системы, причинно не связные с твоей локальной окрестенностью , со всеми ее производными и 100500 значений локальных полей\

Mihaylo в сообщении #1734192 писал(а):

ависимость $U = F(I)$, то увидите, в первую очередь, процесс накопления заряда.

не вижу - в розетке электроны стоят на месте, ну точнее колебаются с частотой 50 Гц...Где накопление не вижу...

[Лукомор]

realeugene в сообщении #1734318 писал(а):

Так по вашему условию в контуре нет затухающих колебаний.

А если найду?

У меня в условии их нет в момент
$t = t_0$, то есть до этого момента они когда-то уже затухли в ноль.
И в моей задаче скромно предлагается записать формулы и нарисовать графики основных величин на временном интервале $t < t_0$

[Mihr]

Лукомор в сообщении #1734321 писал(а):

в моей задаче скромно предлагается записать формулы и нарисовать графики основных величин на временном интервале $t < t_0$

Шутить изволите?
В рамках математической модели задачи, если в какой-то момент времени ток в контуре и напряжение между обозначенными точками одновременно в точности равны нулю, то они были равны нулю и во все предшествующие моменты времени. Иными словами, однажды возбуждённые колебания не затухают полностью никогда. Ну, а практически мы не можем измерять сколь угодно малые напряжения и токи. И Ваш вопрос, видимо, следует понимать так: в данный момент времени колебания практически затухли, а вот что было раньше? Здесь уместно вспомнить анекдот:

Известный анекдот писал(а):

— Мама, а что было раньше?
— Раньше было всё!

Действительно, могло быть очень и очень многое. Решение определяется двухпараметрической функцией

$$U=U_0e^{-\beta t}\sin(\omega t+\varphi)$$

где $\omega, \beta$ определяются параметрами системы ($L, C, R$), а вот $U_0, \varphi$ могут быть какими угодно. Так что на Ваш вопрос можно дать бесконечно много одинаково правильных ответов.

[Лукомор]

Mihr в сообщении #1734322 писал(а):

Так что на Ваш вопрос можно дать бесконечно много одинаково правильных ответов.

А никто и не обещал, что их будет один два или три...

[Mihr]

Лукомор, и что Вы хотели сказать своей задачей?

[Лукомор]

Я погорячился, конечно, и слишком радикально поменял условия исходной задачи, a нужно было оставив условие без изменений, только изменить вопрос.
Исправляюсь...

.

Cos(x-pi/2) в сообщении #1734286 писал(а):

Задача:

Дано: в контуре с заданными $L,C,R$ (см. рис. ниже) в момент времени $t_0=0$ напряжение между точками "а" и "б" равно нулю, т.е. $U(0)=0,$ и при этом ток в контуре равен заданной (т.е. известной) величине $I(0)=I_0>0.$

Найти: $I(t)$ и $U(t)$ в виде явных функций времени при $t<t_0$

[Mihr]

Лукомор, задача Cos(x-pi/2) мне понятна, она вполне осмыслена. В чём смысл Вашей вариации этой задачи?

-- добавлено через 3 минуты --

И Вы уж определитесь, пожалуйста: начальный ток равен нулю или не равен?

-- добавлено через 5 минут --

Вы редактируете свой пост после того, как я на него ответил, — получается общая невнятица. Лучше так не делайте.

[Лукомор]

Mihr в сообщении #1734326 писал(а):

В чём смысл Вашей вариации этой задачи?

Смысл в том, что к задаче приложена схема контура, состоящего из соединённых последовательно $R$, $C$, $L$, и отсутствуют внешний источник напряжения/тока, и тумблер, которым этот источник можно подключать/отключать. Соответственно, колебания в контуре существовали всегда, и всегда затухали по экспоненциальному закону.
Причем, ввиду отсутствия источника, эти колебания возникли спонтанно,

[Mihr]

Лукомор в сообщении #1734328 писал(а):

Смысл в том, что к задаче приложена схема контура, состоящего из соединённых последовательно $R$, $C$, $L$, и отсутствуют внешний источник напряжения/тока, и тумблер, которым этот источник можно подключать/отключать. Соответственно, колебания в контуре существовали всегда, и всегда затухали по экспоненциальному закону.
Причем, ввиду отсутствия источника, эти колебания возникли спонтанно,

Только-то? И стоило ли ради столь глубокой мысли огород городить? Ну, считайте, что внешний источник тока просто не нарисовали. Или что конденсатор вначале зарядили, а затем вставили в схему. Или что контур на какое-то время поместили в переменное магнитное поле. Какая разница, каким именно образом возникли колебания?

[realeugene]

Лукомор в сообщении #1734328 писал(а):

Причем, ввиду отсутствия источника, эти колебания возникли спонтанно,

Вы же можете сообщить момент времени, когда эти колебания возникли?

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1734291 писал(а):

Кстати, теория электрических цепей это одна из дисциплин, в которой:
1. Принцип причинности играет ненулевую роль.

Вот кстати спасибо что упомянули. ТЭЦ лично для меня в своё время (при прохождении в вузе) наверное и стала триггером, после которого ток и напряжение совершенно сравнялись "в правах" и на которые я стал смотреть как на математические артефакты, особенно когда там полезли комплексные величины (в переменном токе). Вероятно (но это не точно), это же делает теормех с теми, кто раньше на ускорение и силу смотрел как бы "бытовым" (ну или "школьным") взглядом.

[Mihr]

Кстати. Пост нашего мэтра с упоминанием гистерезиса заставил меня вспомнить о другом устройстве с неоднозначной зависимостью тока от напряжения — неоновой лампе. Которая начинает работать при одном напряжении, а прекращает при другом (меньшем). Mihaylo, Вы смогли бы описать работу "неонки" при помощи закона Ома?