Урок Физики 3

Не долго дочь терпела такое положение дел, когда брат – исследователь и бунтарь, а она вроде как смиренная ученица...

На следующий день, как только дочь вернулась со школы:

– Папа, спроси меня, что было в школе?

Я помнил, конечно, что у  неё в этот день единственный в неделю урок «физики»...

– Неужели ты спросила у учителя про планетарную модель Бора?

– Угу

– И? Чем учитель 10 класса дальше в физике учителя 7го?

– Ну...

– Что, «ну»?!

– Ответ тебе не понравится, сразу скажу...

– Всё так плохо?

– Да. Он сказал, что планетарная модель Бора соответствует современным физическим стандартам...

– КАК ЭТО?! Он не отстал лет на 100?! Ну а ты? Промолчала?

– Нет, конечно!

– И что, ты ему рассказала, что движение по окружности есть движение с ускорением и далее по тексту?

– Конечно!

– И он?

– Сказал, что я ошибаюсь.

– Он потрудился сообщить в чём?

– Да. Он сказал, что сила увеличивает энергию тела только если действует по линии движения. А в случае модели Бора электромагнитная сила действует ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО линии движения, поэтому энергия электрона не изменяется и он движется БЕЗ УСКОРЕНИЯ.

Тут я оторопел. Такого я не ожидал. Сначала я воообще не знал, что сказать... Как бы не была тупа учительница сына, этот оказался ещё тупее... Это уже пошла какая-то шизика....

– К А К   Э Т О?! – Выдавил я из себя где-то через минуту... – Он, конечно же, изрёк сей «факт», оставив его полностью бездоказательным?

– Наоборот! Он очень обрадовался моему вопросу, очень хотел, чтобы мы поняли то, что он сказал и ДОКАЗАЛ это!

– Господи прости... КАК ОН МОГ ЭТО ДОКАЗАТЬ?????

– Очень просто! Он сказал, что посмотрите на формулу энергии (1/2)*mv^2. В любой точке движения по кругу, скорость равна v. То есть скорость ВЕЗДЕ ОДНА И ТА ЖЕ, значит она константа, значит ДВИЖЕНИЕ БЕЗ УСКОРЕНИЯ...

Меня накрыла вторая волна шока... определённо этот дебил теперь мой фаворит...

– И ты промолчала...

– Промолчала.

– И поверила ему?

– Ты меня за дуру держишь?

– Так ты понимаешь, где ошибка?

– Конечно!

– Где?!

– Скорость – это ВЕКТОР. Он характеризуется как модулем, так и НАПРАВЛЕНИЕМ. Чтобы вектор изменился, достаточно, чтобы ОДНО ИЗ ДВУХ поменялось: ИЛИ МОДУЛЬ, ИЛИ НАПРАВЛЕНИЕ. При движении по кругу модуль, конечно не меняется, но МЕНЯЕТСЯ НАПРАВЛЕНИЕ, ведь вектор ПОВОРАЧИВАЕТСЯ...

– ФУХ... Хоть ты не потеряна для науки... А чего промолчала?

– А что я могла сказать? Формула кинетической энергии, как ты нас учил, это dT = p°dv, где  ° – скалярное произведение между вектором скорости и ковектором импульса, мы же помним, что скалярное произведение – это операция спаривания объектов из двойственных пространств, а вся кинетическая энергия равна интегралу от правой части. Поскольку скалярное произведение зависит от угла, то даже при равенстве длин но ненулевом угле скалярное произведение не будет равно 0, а значит КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ИЗМЕНИТСЯ...

– Но мы не учили:

– ни скалярное произведение
– ни векторное
– ни дифференциал
– ни производную
– ни интеграл...

Из того, что я тебе сейчас сказала, я не могу в классе повторить ни слова... Вот и молчала...

– Да, похоже, даже сам твой учитель не понял, как работают векторы... тем более их скалярные произведения...

– Видишь, и ты не знаешь, что здесь можно сделать...

– Ну, говори за себя...

– Правда??? И как бы ты это описал?

– Помнишь формулу общего ускорения?

– Конечно! a= (dv/dt)*е(tau)+v^2/r*е(ц). Но тут же опять дифференциалы...

– А ты их замени на дельты. Дельта «в» по дельта «т» смотрится вполне кошерно. Из неё прямо вытекает, что при любом r, меньшим, чем бесконечность, член v^2/r не зануляется, в с ним и всё ускорение.

– Хм.. можно попробовать...

– Правда тут другая загвоздка. Мы доказали, что движение по кругу ВСЕГДА ускоренное, но как ты докажешь ему теперь, что электрон ОБЯЗАН испускать электромагнитную волну?! Не будешь же ты ему писать уравнения Максвела для скалярного и векторного потенциалов...

– Папа, ты слишком сложно думаешь!

– Кто бы говорил! И как ты без уравнений Максвела обойдёшься?

– Очень просто: как известно, скорость взаимодействия равна скорости света. Электрон создаёт вокруг себя поле. Как бы быстро не передавалось изменение в движении, фотоны не могут лететь быстрее скорости света. Значит электрическое поле начнёт МЕНЯТЬСЯ, начиная от заряда и распространяясь к своим краям. Это породит...

– Магнитное поле!

– Молодец! А оно будет само менятся и породит...

– Электрическое!!! А это ж и есть электромагнитная волна по определению! Дочь, это гениально!

– Что, папа, без уравнений никуда?

– Выходит, что так. И что через неделю хочешь попробовать?

– Конечно?

– Уверена? И так у тебя одни трояки по физике, так и на четвёрки скатишься...

– Они всё равно пока не идут в зачёт.

– Ну смотри, Эмиль Нётер...