na dokładność ustalenia wykładnika potęgi.
Inspiracją dla tytułu tej notki był komentarz prof. A. Jadczyka, w którym cytuje on różne rezultaty eksperymentów, na podstawie których Charles Coloumb sformułował swoje słynne prawo:
Cóż, jest teoria Maxwella, wynikajace z tej teorii niejednorodne rónanie Poissona i przwidywanie teorii:
Siła przyciagania pomiędzy dwoma danymi ładunkami jest odrotnie proporcjonalna do ich odległości w potedze 2.
Tyle teoria. Ale czy jest to dobra teoria? Czy może wymaga zasadniczej zmiany, bowiem np. doświadczenie da wykładnik potegi rózny od 2. Może trochę więcej niz dwa, a może troche mniej - i już trzeba będzie coś z teorią zrobić. Zatem: jaką mamy pewność co do wykładnika dokładnie 2? A może 2.1? Lub 1.9?
W cytowanej przez mnie pracy Bartletta i ski, z roku 1970, jest krótka historia dokładności wykładnika potęgi.
Doświadczenie Cavendisha z roku 1773 dawało 2.0 ± 0.02
Doświadczenie Coulomba z roku 1785 dawało 2.0 ± 0.04
Doświadczenie Maxwella z roku 1873 dawało 2.0 ± 0.000049
Doświadczenie Plimptona i Lawtona z roku 1936 dawało 2.0 ± 0.000000002
Doświadczenie Cochrana i Frankena z roku 1969 dawało 2.0 ± 0.0000000000092
Doświadczenie Bartletta z roku 1970 dało
2.0 ± 0.00000000000013
Wygląda więc na no, że wykładnik jest dokładnie równy 2 z dokładnością do trzynastu miejsc po przecinku!!!!!!
Aż mnie zatkało! Tyle lat, tyle wysiłku i ... tylko trzynaście zer. Wziąłem kartkę papieru, ołówek i przystąpiłem do roboty. Już po kilkunastu minutach doliczyłem się do 26 miejsca po przecinku.
I co? Nic, dwa było nadal 2.0.
Odpocząłem, zjadłem obiad i ... przeliczyłem jeszcze raz. Tym razem nie przeszkadzała mi wnuczka, więc doliczyłem się do 52 miejsca po przecinku i ... nic. 2.0 jak równało się 2.0 tak i nie przestało się temu równać.
Zrozumiałem, że nie tędy droga.
Jak zdyscyplinowany sufista zacząłem przekręcać w swojej głowie wszystkie ważniejsze komentarze pod notką prof. Jadczyka "Masa fotonu i prawo Coulomba, czyli co ma piernik do wiatraka" i zauważyłem (dziwne, że nikomu to się nie rzuciło w oczy), że jeden komentator z uporem maniaka stara się zwrócić uwagę innych komentujących na jedną, bardzo ważną jego zdaniem okoliczność.
Ale oddajmy mu głos:
1.@Autor
Jak Coulomb otrzymał odległość w kwadracie?
waldemar.m378
Dygresja: Oczywiście, jak zwykle w takich sytuacjach, na profesorskim blogu znajdzie się jakiś dyżurny przydupas, który wtrąci swoje trzy grosze:
Dla zwykłych ludzi, którzy zwykle nie mają nic wspólnego z nauką, odległość, jako miara długości, nie może być w kwadracie, bo ona opisuje jego bok.
Zwykły człowiek nie wie, że termin "odległość w kwadracie" dotyczy drugiej potęgi wartości tejże odległości.
Ale w sumie nie wytrąciło to naszego Dociekliwca pospolitego "fedrować" temat dalsze:
2.@Arkadiusz Jadczyk
http://www.studyphysics.ca/30/coulomb.pdf
Ja rozumiem, że większość polskich fizyków, to absolwenci takich sobie Wyższych Szkół Pedagogicznych w Opolu, ale Ty, czy Jeden Bloger tej Szkoły nie kończyliście, więc może uda się Tobie znaleźć chociaż jedną pracę w języku polskim, w której dokonano analizy eksperymentu Coulomba i pokazano skąd u niego pojawiło się "r w kwadracie".
Tak przy okazji: Co to według Ciebie "Elektrostatyka"?
waldemar.m378
3. @Arkadiusz Jadczyk
Wahadło torsyjne Coulomba
Możesz opisać eksperyment na tym wachadle i wyprowadzić wzór Coulomba z rezultatów tego eksperymentu?
waldemar.m378
Nie mogę powiedzieć, prymitywnie, bo prymitywnie, ale starał się profesor Jadczyk odpowiedzieć na jedno z moich pytań:
@waldemar.m
Prymitywne doświadczenie opisane jesttutaj:
Skrótowo opiszę po polsku.
Mamy kulkę z polistyrenu. Pokryta dobrze przewodzącym grafitem.Zawieszona na dwóch nitkach, tak że może się odchylać tylko w jednym kierunku. Oprócz tego, na dwóch izolowanych szynach, naprzeciw naszej kuli, mamy dwie inne kule. Te będą odpychać naszą wiszącą.
Elektryzujemy, wyrównujemy ładunki itd. Następnie, przy danej odległości pomiędzy wiszącą a odpychającymi, wiszącą zwalniamy i mierzymy o ile się odchyli.Z odchylenia wyliczamy działającą na nią siłę.
Na jedno ze swoich pytań otrzymałem jednoznaczną odpowiedź:
@waldemar.m
Elektrostatyka - tam gdzie pole elektryczne jest praktycznie stałe w czasie.
Arkadiusz Jadczyk580
Ale dopiero moje dodatkowe pytanie pozwoliło powiązać ogólne pojęcie "Elektrostatyka" z przedmiotem notki – czyli prawem Coulomba:
@Arkadiusz Jadczyk
Elektrostatyka - tam gdzie pole elektryczne jest praktycznie stałe w czasie.
A gdzie w eksperymencie Coulomba mamy do czynienia z elektrostatyką?
waldemar.m378
i zasygnalizować moją WATPLIWOSC: A gdzie w eksperymencie Coulomba mamy do czynienia z elektrostatyką?
Na godzinę 21:51 kijowksiego czasu w dniu 13.07.2010 na blogu prof. Jadczyka było już 269 (minus kilka) komentarzy, ale żaden z wymądrzających się komentujących, łącznie z ich Guru, prof. Jadczykiem, ani słowem nie zająknął się na ten temat!
To jeszcze nie wszystko. Drążyłem temat dalej i sugerowałem swój punkt widzenia. Trochę już tym "prymitywnym" podejściem wyprowadzony z równowagi walnąłem prosto z mostu:
@Arkadiusz Jadczyk
Prymitywne doświadczenie opisane jest tutaj:
Dość ze mnie robić prymitywa. Wystarczy, że ten poziom prezentują na amerykańskim uniwersytecie.
Dzisiejsze doświadczenie z wynikami, przy uzyciu elektroniki miast nitek, opisane jest np. tutaj. Dokładność jest tez o nieba większa.
Ten drugi eksperyment to jeszcze większy prymityw.
A teraz do sedna, gdyż albo Pan napradę nie domyśla się o co mi chodzi, albo jak zwykle gra pajaca.
Tak w jednym, jak i w drugim eksperymencie użyto kulek wykonanych z materiałów o których wiemy, że są ... przewodnikami.
A jak są przewodnikami, to ... posiadają ładunek własny ..... (jaki?)
Tenże ładunek gra ważną rolę w tym eksperymencie.
Domyśla się Pan jaką?
Co tak naprawdę obserwował Coulomb i co on mierzył?
waldemar.m378
Ten fragment znalazł swoje przedłużenie:
@Arkadiusz Jadczyk
Polistyren nie jest zbyt dobrym przewodnikiem.
Dobrze o Tobie świadczy, że to wiesz, ale nie wystawia Tobie dobrego świadectwa ta okoliczność, że elementem "roboczym" w tym eksperymencie jest ten grafit, który został naniesiony na polistyren.
Jak myślisz dlaczego i jaki ładunek wniósł grafit do tego eksperymentu?
A jak są przewodnikami, to ... posiadają ładunek własny ..... (jaki?)
No jaki?
W tym "współczesnym" eksperymencie użyto na przykład aluminium, a o ładunku atomów aluminium pisałem w wykładzie o prądzie.
Jeśli ktoś skojarzy te informacje, to ... zrozumie, że Coulomb nie mógł mierzyć oddziaływania ładunków statycznych i ... dlatego wyszła mu odległość w kwadracie.
Co tak naprawdę obserwował Coulomb i co on mierzył?
Obserwował odchylenia. I je mierzył.
FANTASTYCZNA odpowiedź!!! Faktycznie, Coulomb obserwował odchylenia, a nie ładunki statyczne. Po upływie 235 lat można już chyba było do tego dojść i zrobić eksperymenty rewidujące tą sytuację.
waldemar.m378
Prościej, przejrzyściej i bardziej zrozumiale co do intencji nie można było postawić sprawy.
Po upływie 235 lat można już chyba było do tego dojść i zrobić eksperymenty rewidujące tą sytuację.
Co otrzymałem w zamian?
@waldemar.m
Usunąłem bodaj siedem Twoich kolejnych komentarzy. Były napuszone, niegrzeczne, pozbawione treści a ziejące zarozumiałością i bufonadą.
Arkadiusz Jadczyk
I dopiero po tym, nastąpił maleńki "przełom" w tej sprawie. Chłopcy zebrali się do kupy, poczuli się pewniej, plunęli na eksperyment Coulomba i matematycznymi sztuczkami dokazują, że musi być r w kwadracie, czyli w drugiej potędze. Najbardziej snsacyjną informację zamieścił komentator "mhg": Prawo Coulomba z wykładnikiem ,,n", czemu nie?. Ale .... ...można wyprowadzić wzór na element natężenia pola dE w obszarze wewnątrz naładowanej powierzchniowo sfery w przestrzeni trójwymiarowej, w postaci:
dE= C*[r^(2-n)-R^(2-n)]*dw,
gdzie C - pewna tu nieistotna techniczna wielkość, R, r są odległościami punktu wewnętrznego P obszaru od elementów sfery o kącie bryłowym dw leżących po przeciwnych stronach punktu P wzdłuż cięciwy łączącej te elementy sfery.
Na tej podstawie wykonano pomiar natężenia pola elektrycznego wewnątrz sfery i okazało sie zerowe w dowolnym punkcie P. Pomiar wykonał Willams i Faller w 1971r. A to może zajść jedynie, gdy n=2, a więc jak w prawie Coulomba już znanym.Dokładnośc tego pomiaru wyniosła 3*10^(-16). Czy jeszcze mamy wątpić? mhg 0
Na tym kończę wstęp do tego zagadnienia. Będę jeszcze do niego wracał, ale już dzisiaj mogę powiedzieć tak: dla inteligentnych ludzi w tej notce jest wystarczająco informacji, żeby wyciągnąć dwa sensacyjne wnioski.
P.S. Usunął to moich komentarzy prof. Jadczyk dużo więcej niż deklaruje, ale to nic w porównaniu z Eine i TcC, którzy zablokowali mi możliwość komentowania do końca trwania Salonu.
Inne tematy w dziale Technologie
