Kvant 1982, số 4 · Trang
QUANTUM
4
1982
Tạp chí VẬT LÝ VÀ TOÁN HỌC PHỔ BIẾN
VIỆN KHOA HỌC LIÊN XÔ VÀ VIỆN KHOA HỌC SƯ PHÁP LIÊN XÔ
Hình vẽ cho thấy một nhóm các đường được vẽ bởi máy tính bằng phương trình tham số
ở đâu và . Khi thay đổi từ 0 thành 1, điểm có tọa độ (đầu bút trên máy vẽ) di chuyển dọc theo một đường nhất định, mô tả đường cong phía trên và điểm có tọa độ di chuyển dọc theo một đường khác (đường cong có hai vòng ở phía dưới). Bằng cách liên tục đưa ra các giá trị trung gian của tham số trả về từ 0 đến 1, máy tính đã vẽ 38 đường cong trung gian bằng bút mỏng hơn. Nói chung, bản vẽ sử dụng quá trình biến dạng đường này sang đường khác; bạn chỉ cần tưởng tượng rằng các đường cong thay đổi khi tham số thay đổi, không phải theo bước nhảy mà liên tục. Bạn có thể đọc về sự biến dạng đường đi trong bài viết “Định lý cơ bản của đại số” của L. Pontryagin được xuất bản trong số này.
Yu. kotov
2
Mùa xuân vũ trụ của nhân loại
Đối với tất cả chúng ta, tháng Tư đã bị hủy bỏ bởi hai sự kiện nổi bật - ngày sinh nhật của V.I. Lenin và chuyến bay có người lái đầu tiên vào vũ trụ. Vào ngày 12 tháng 4 năm 1961, tàu vũ trụ Vostok do Yu. A. Gagarin, đã thực hiện chuyến bay vào vũ trụ vào quỹ đạo đầu tiên trên thế giới, kéo dài 108 phút. 21 năm tách chúng ta ra khỏi sự kiện nổi bật này trong lịch sử loài người, và mỗi sự kiện đó đều bị hủy bỏ bởi những thành công đáng chú ý trên con đường vào vũ trụ.
Nước ta đã phóng hơn 1.300 vệ tinh nhân tạo trên Trái đất và vài chục tàu vũ trụ có người lái và tự động. Hướng chính trong việc phát triển nghiên cứu không gian trong những năm All-Misdes là thành lập các trạm khoa học quỹ đạo “Salyut”. Theo L.I. Brezhnev, “Khoa học Liên Xô coi việc tạo ra các trạm quỹ đạo với các phi hành đoàn luân phiên là con đường chính của con người vào không gian.”
Trạm khoa học quỹ đạo Salyut-6 đã hoạt động thành công trong không gian gần Trái đất trong hơn bốn năm. Ban đầu người ta cho rằng nó có thể hoạt động thành công trong một năm rưỡi. Tuy nhiên, cho đến nay khoảng thời gian này đã bị vượt quá gần ba lần. Thời gian của các thí nghiệm chính tại trạm Salyut-6 không ngừng tăng lên - 96, 140, 175, 185 ngày! Rekord cuối cùng thuộc về phi hành gia Leonid Ivanovich Popov và Valery Viktorovich Ryumin.
Tại trạm Salyut-6, lần đầu tiên các thiết bị khoa học phức tạp như điện thoại hạ milimet BST-1 và kính thiên văn vô tuyến KRT-10 với đường kính ăng-ten 10 m đã được thử nghiệm.
Thành tựu của du hành vũ trụ là tài sản của tất cả mọi người và góp phần củng cố hòa bình và phát triển tiến bộ. Vì vậy, nước ta sẽ đóng góp rất lớn vào sự phát triển hợp tác quốc tế trong lĩnh vực vũ trụ. Các phi hành gia đến từ Tiệp Khắc, Ba Lan, Cộng hòa Dân chủ Đức, Bulgaria, Hungary, Romania, Việt Nam, Cuba và Mông Cổ đã làm việc cùng với các phi hành gia Liên Xô trên Salyut-6. Quá trình chuẩn bị cho chuyến bay vào vũ trụ chung giữa Liên Xô và Pháp đang tiến triển thành công; Hợp tác Xô-Ấn trong lĩnh vực nghiên cứu vũ trụ đang phát triển.
Nghiên cứu vũ trụ của Liên Xô đang mở đường cho con người tạo ra các trạm quỹ đạo chuyên dụng được thiết kế để phát triển công nghệ vũ trụ sử dụng phương pháp không đồng phân và chân không sâu, cũng như các phòng thí nghiệm y tế và sinh học đặc biệt. Thậm chí, các trạm quỹ đạo nặng hơn và hoạt động lâu hơn với thiết bị khoa học tiên tiến phục vụ nhiều nghiên cứu vật lý thiên văn cũng sẽ xuất hiện. Sự phát triển của nền văn minh sẽ đòi hỏi phải tạo ra các cơ sở sản xuất không gian trên quỹ đạo, các nhà máy điện mạnh, các khu định cư khoa học quốc tế, chiếu sáng vệ tinh gần Trái đất nhất - Mặt trăng.
Không gian cũng đang chờ đợi bạn, những độc giả thân mến của chúng tôi. Nghề vũ trụ không hề dễ dàng; nó đòi hỏi sự đào tạo khoa học sâu sắc và chăm sóc sức khỏe hoàn hảo. Và bất cứ ai muốn thành thạo nó đều phải chuẩn bị cho việc này trong những năm đi học.
L. Pontryagin
Định lý cơ bản của đại số
Ở đây chúng ta sẽ chứng minh định lý cơ bản của đại số, trong đó phát biểu rằng mọi đa thức có hệ số phức đều có ít nhất một nghiệm phức.
Trong trường hợp này, số thực được coi là trường hợp đặc biệt của số phức. Định lý này lần đầu tiên được Gauss chứng minh vào năm 1799 cho trường hợp đặc biệt của đa thức có hệ số thực. Gauss đã chỉ ra rằng mọi đa thức đều có ít nhất một nghiệm thực hoặc nghiệm phức. Theo quan điểm của đại số trừu tượng hiện đại, định lý này cho thấy trường số phức đại số là đóng: điều này có nghĩa là khi xét nghiệm của các phương trình đại số (tức là nghiệm của đa thức) trong trường này, chúng ta không thể thu được các số mới.
Theo nghĩa này, trường số phức hoàn toàn khác với trường số thực, không đóng về mặt đại số.
Điều đáng chú ý là trường số phức được lấy từ trường số thực bằng cách chỉ cộng nghiệm của một phương trình .
Chứng minh định lý cơ bản của đại số dựa trên các thông điệp từ đại số trừu tượng và trên việc xem xét cụ thể trường số phức. Chứng minh chặt chẽ của nó phải dựa trên định nghĩa chính xác của số thực và định nghĩa chính xác về tính liên tục của hàm số. Những gì tôi đang trình bày ở đây không phải là một bằng chứng chặt chẽ mà có tính thuyết phục về mặt hình học dựa trên việc xem xét các đường đi trong mặt phẳng của một biến phức và các biến dạng của chúng. Chứng minh điều này không chỉ chứng minh định lý mà ở một mức độ nào đó đòi hỏi tại sao nó đúng.
Theo hệ quả của định lý cơ bản của đại số, chúng ta sẽ chỉ ra cách xem xét một đa thức với các hệ số phức (đặc biệt là hệ số thực) trên một đa giác.
Đường đi trong mặt phẳng biến phức tạp
Nếu điểm trong mặt phẳng của một biến phức di chuyển theo thời gian khi thời gian thay đổi trong phạm vi , thì chúng ta coi rằng một đường đi đã cho trong mặt phẳng (Hình 1). Do đó, đường dẫn là hàm của biến thực , lấy các giá trị phức, được xác định trên khoảng , ; .
Công thức này thiết lập đường dẫn. Ở đây chúng ta đang nói về chuyển động của một điểm, được thực hiện một cách tự nhiên, không cần lăn kim. Vậy hàm là hàm liên tục. Chúng tôi không làm rõ khái niệm về tính liên tục ở đây, vì nó rõ ràng về mặt trực giác, giống như chuyển động của một điểm. Cần phải hiểu rõ ràng rằng con đường là một quá trình
Hình 1
4
chuyển động chứ không phải đường mà điểm chuyển động mô tả. Tuy nhiên, cùng một dòng có thể được mô tả theo những cách khác nhau.
Trong quá trình chuyển động, điểm tại những thời điểm khác nhau có thể cùng rơi vào một điểm trên mặt phẳng nên không loại trừ đẳng thức
tại .
Vì vậy, để có thể có giao lộ tự. Nó thậm chí có thể bao gồm một điểm, chính xác là trong trường hợp điểm không di chuyển chút nào khi thay đổi.
Trong phần tiếp theo, trừ khi điều này được nêu cụ thể, chúng ta sẽ luôn giả sử rằng let không đi qua gốc tọa độ, nghĩa là đại lượng không biến mất đối với bất kỳ giá trị nào .
Điểm được gọi là điểm bắt đầu của đường dẫn và điểm là điểm kết thúc của đường dẫn đó.
Nếu đẳng thức giữ nguyên thì gọi nó là đóng (Hình 2).
Vì số phức không biến mất nên với bất kỳ giá trị nào, đối số được xác định là số phức ; nhưng nó chỉ được định nghĩa theo thuật ngữ . Sự mơ hồ này là điều chúng tôi không mong muốn. Để loại bỏ nó, chúng ta sẽ chọn một đối số được xác định rõ ràng cho điểm bắt đầu .
Sau đó, khi tăng lên, chúng ta sẽ chọn đối số của điểm sao cho với những thay đổi nhỏ thì nó sẽ thay đổi ít. Sự mơ hồ về lựa chọn đối số này sẽ bị loại bỏ. Việc thêm số vào đối số tại sẽ ngay lập tức dẫn đến sự thay đổi mạnh về giá trị . Bằng cách chọn giá trị ban đầu của đối số và đảm bảo rằng đối số của điểm thay đổi liên tục cùng với , chúng ta thu được một hàm được xác định rõ ràng , thay đổi liên tục, nghĩa là không có bước nhảy. Nếu bạn chọn giá trị ban đầu của đối số khác, thay đổi nó thành , thì nó sẽ khác với giá trị được chọn trước đó chính xác trong suốt quá trình thay đổi . Theo đó, với phương pháp xây dựng hàm này, giá trị
không phụ thuộc vào giá trị ban đầu được chọn ngẫu nhiên của đối số của số .
Nếu để đóng thì điểm và trùng nhau và do đó, đối số của chúng và chỉ có thể khác nhau . Do đó, số (1) trong trường hợp đường dẫn kín là . Số nguyên được gọi là chỉ số của một đường dẫn khép kín trong mặt phẳng của số nguyên phức . Cần nhấn mạnh một lần nữa rằng chỉ số của một đường dẫn khép kín chỉ có thể được xác định nếu nó không đi qua gốc tọa độ.
Chỉ số có ý nghĩa hình học đơn giản. Cụ thể, nó cho biết số lần điểm , mô tả một đường dẫn khép kín, đi xung quanh gốc tọa độ (Hình 3).
Hãy xem xét một ví dụ đơn giản. Giả sử đóng lại. Nó mô tả một đường tròn có tâm tại điểm 1 và bán kính và vượt qua đường tròn
5
theo thời gian đều ngược chiều kim đồng hồ. Nếu số nhỏ hơn 1 thì đường tròn không chứa điểm gốc và chỉ số đường dẫn là 0. Nếu thì đường tròn chứa điểm gốc và chỉ số đường dẫn là 1 (bạn hãy tự kiểm tra điều này). Trong trường hợp , để nó đi qua gốc tọa độ và chỉ số của nó không được xác định. Nếu số nhỏ hơn 2, như đã nêu, thì biến dạng của một đường khép kín không làm thay đổi chỉ số của nó, trừ khi tại một điểm nào đó biến dạng đi qua gốc tọa độ.
Bằng cách nói rằng hãy để nó được mô tả bằng chuyển động của một thời điểm, chúng tôi chỉ muốn làm cho định nghĩa về đường đi trở nên trực quan hơn. Trong thực tế, chúng ta đang nói về sự phụ thuộc của biến phức vào một số tham số hành động (có thể được biểu thị bằng một chữ cái khác). Vì vậy, ví dụ: giả sử (2) được viết dưới dạng (3) trong đó tham số không còn là mà là . Rõ ràng rằng giả sử (3) được mô tả bởi điểm , khi điểm mô tả let
Ở đây là một tham số số mà chính nó phụ thuộc vào. Nói rằng khi thay đổi thì cho (3) biến dạng.
Hãy để chúng tôi giới thiệu khái niệm về biến dạng đường dẫn. Giả sử rằng biến dạng, nếu nó thay đổi dần dần
Hình 4.
Biến dạng đường đi 1+r(cosα+i sinα) khi thay đổi
Hình 5.
6
thành 2π, đối số điểm thay đổi từ 0 thành . Do đó, chỉ số của đường dẫn (5) bằng (xem Hình 6, minh họa sơ đồ trường hợp ).
Hàm phức của biến phức
Nếu giá trị số của một biến phức có thể được tìm thấy bằng cách biết giá trị số của một biến phức khác , thì biến được gọi là hàm của biến , được viết dưới dạng
Nếu hàm phức của biến phức là tùy ý thì nó được gọi là hàm phân tích. Lý thuyết về hàm giải tích hiện nay là một trong những nhánh quan trọng nhất của toán học. Ở đây chúng ta sẽ chỉ quan tâm đến các hàm giải tích thuộc một loại rất cụ thể, cụ thể là đa thức.
Xét đa thức
trong đó là các hệ số phức và là số nguyên không âm được gọi là bậc của đa thức. Mục tiêu nghiên cứu của chúng tôi là chứng minh rằng đa thức (6) bậc dương có nghiệm, tức là phương trình
trong đó là đa thức (6) và có lời giải. Để chứng minh điều này ta xét đường đi khép kín
điểm mô tả khi điểm mô tả một đường dẫn đã đóng
Trường hợp số hạng tự do của đa thức bằng 0 thì không cần xét đến, vì trong trường hợp này đa thức có nghiệm rất mạnh . Vì vậy, chúng tôi sẽ giả sử rằng . Đường dẫn kín (7) phụ thuộc vào tham số và khi tham số thay đổi, nó sẽ bị biến dạng. Tại , số là 0 và đường dẫn bao gồm điểm cố định . Do đó, chỉ số của nó tại là 0. Chúng ta sẽ chứng minh rằng nếu lấy đủ lớn thì chỉ số của đường dẫn (7) là . Nhưng theo giả định , do đó, khi các số thay đổi từ giá trị lớn thành 0, đường dẫn (7) bị biến dạng, đi qua gốc tọa độ ở một giá trị nào đó, và điều này có nghĩa là ở một giá trị nào đó hàm sẽ tiến về 0, tức là nghiệm của đa thức này tồn tại (Hình 7).
Để chứng minh rằng với một đủ lớn, đường dẫn đóng (7) có chỉ số bằng , chúng ta tiếp tục đường dẫn này thành một đường dẫn đơn giản hơn, chỉ số của nó dễ tính toán.
Trước hết, chúng ta sẽ phân tích đa thức thành tổng của hai
trong đó được cho bởi
Đa thức là các số được xác định rõ ràng, khi đó tất cả chúng đều không vượt quá modulo một số hằng số . Từ bất đẳng thức (8) đã được chứng minh trong bài viết trước (xem «Kvant», 1982, Số 3), mở rộng đến một số số hạng tùy ý, suy ra điều đó cho
Xét đa thức , phụ thuộc vào tham số , , cho bởi công thức sau:
Chúng ta có sự bình đẳng
Ở đâu
7
Hình 7.
(xem (8)). Nó theo sau
Chúng ta biểu thị bằng , khi đó bất đẳng thức cuối cùng có dạng
Do đó, tại phần bên phải của bất đẳng thức trước là dương. Do đó, mô hình của hàm không biến mất đối với bất kỳ giá trị nào của trừ khi .
Bây giờ chúng ta hãy chú ý đến thực tế là tại đa thức biến thành đa thức mà chúng ta đã biết. Và chỉ số đường dẫn , khi mô tả vòng tròn , đã được chúng tôi tính toán (xem (5)). Nó bằng . Tại đa thức biến thành đa thức và đường đi (7) được xác định bởi nó có chỉ số cũng bằng . Vì vậy, chúng ta đã chứng minh rằng chỉ số đường dẫn (7), được xác định bởi đa thức , tại bằng . Từ đó, như đã nêu ở trên, suy ra rằng đa thức biến mất ở một giá trị nào đó , trong đó .
Vậy định lý cơ bản của đại số đã được chứng minh.
Chia đa thức
Khi chia số nguyên dương cho số nguyên dương ta thu được đẳng thức
trong đó và là số nguyên không âm và . Số gọi là thương, là số dư khi chia số cho số .
Một phương pháp chia số là tốt từ số học. Nhưng cũng giống như số nguyên, các đa thức cũng có thể chia được cho nhau. Chúng ta sẽ bắt đầu từ hai đa thức
Ở đây chúng ta sẽ giả sử rằng các số và không bằng 0, do đó đa thức có bậc và đa thức có bậc . Bằng cách chia đa thức cho đa thức , chúng ta có thể đạt được đẳng thức sau, tương tự như đẳng thức (9):
(10)
trong đó bậc của đa thức nhỏ hơn . Đa thức và lần lượt được gọi là thương và số dư khi chia đa thức cho đa thức .
Nếu thì đa thức được cho là chia hết cho đa thức và là thương của phép chia của chúng.
Đẳng thức (9) được chứng minh bằng số học và đẳng thức (10) phải được chứng minh bằng đại số. Nhưng phép chia đa thức không được đưa vào chương trình giảng dạy ở trường hiện nay. Để chứng minh (10), chúng ta phải xây dựng các đa thức và thỏa mãn đẳng thức này. Quá trình xây dựng này là một thuật toán rất quan trọng. Hãy mô tả nó.
Nếu thì , và đẳng thức (10) được thỏa mãn.
Bây giờ chúng ta sẽ xây dựng các đa thức và với giả định rằng . Đầu tiên chúng ta xây dựng đẳng thức
(11)
trong đó xây dựng đa thức nhỏ hơn . Để làm điều này, hãy đặt
Thế thì sự khác biệt
có bậc nhỏ hơn , vì trong đa thức này hệ số bằng 0 và các bậc còn lại có trong đa thức này rất nhỏ hơn . Do đó, đẳng thức (11) được xây dựng.
8
Nếu đa thức có bậc nhỏ hơn thì đẳng thức (11) đã là đẳng thức (10). Trong trường hợp ngược lại, chúng ta áp dụng cho đa thức quy trình tương tự đã được áp dụng cho đa thức khi xây dựng đẳng thức (11). Và sau đó chúng ta có được sự bình đẳng cho nó
và bậc của đa thức đã nhỏ hơn bậc của đa thức . Nếu đa thức đã có bậc nhỏ hơn , thì thay từ đẳng thức cuối cùng vào đẳng thức (11), chúng ta nhận được
đó đã là sự bình đẳng (10). Nếu đa thức cũng có bậc lớn hơn , thì chúng ta sẽ tiếp tục xây dựng thêm và cuối cùng chúng ta sẽ chứng minh được đẳng thức mong muốn (10).
Ở đây chúng ta đã mô tả quá trình chia đa thức cho đa thức , tức là tìm các đa thức và có trong đẳng thức (10). Bây giờ chúng ta hãy chứng minh rằng chúng được xác định duy nhất bởi các đa thức và . Giả sử rằng nếu chúng ta vi phạm đẳng thức (10), chúng ta có đẳng thức
và bậc của đa thức nhỏ hơn . Trừ đẳng thức (12) khỏi đẳng thức (10), ta thu được
Vì bậc của đa thức bằng và bậc của đa thức nhỏ hơn nên đẳng thức cuối cùng chỉ có thể đúng với điều kiện , sao cho .
Đa thức có hệ số phức tùy ý
Bây giờ, theo định lý cơ bản của đại số, nghiệm của đa thức với hệ số phức sẽ được ký hiệu là . Hãy chứng minh rằng đa thức chia hết cho hai biến . Bằng cách chia đa thức cho đa thức bậc một theo các quy tắc được mô tả trong phần trước, chúng ta thu được thương số, được biểu thị bằng và một phần còn lại ở dạng đa thức bậc 0, tức là một số mà chúng ta biểu thị bằng . Như vậy chúng ta có
Vì , sau đó thay vào đẳng thức trước đó, chúng ta thu được .
Vậy đa thức được chia cho và ta có
trong đó là đa thức bậc , hiển nhiên bắt đầu bằng số hạng . Nếu thì ; thì đa thức sẽ có bậc dương và, theo những gì đã được chứng minh trước đó, có nghiệm nào đó. Như vậy, theo điều vừa chứng minh, đa thức được chia thành đa thức
(13)
Tiếp tục quá trình này hơn nữa, chúng ta thu được sự phân tách thành đa thức tuyến tính
Các số là nghiệm của đa thức , và đa thức rõ ràng không có nghiệm nào khác. Tuy nhiên, có thể cùng một gốc xuất hiện nhiều lần trong bản mở rộng này. Nhóm các nghiệm bằng nhau, ta thu được phân tích
trong đó tất cả các gốc đều khác biệt. Số được gọi là bội số của căn , số là bội số của căn , v.v., số là bội số của căn . Do đó, số nghiệm khác nhau của đa thức có thể nhỏ hơn . Tuy nhiên, nếu chúng ta tính đến bội số của mỗi nghiệm thì tổng của các bội số chính xác là . Theo nghĩa này, đa thức có chính xác nghiệm .
Đa thức có hệ số thực
Bây giờ chúng ta hãy xem xét trường hợp tất cả các hệ số của đa thức đều là số thực. Về cội nguồn
9
mà đa thức có thể biểu diễn một số thang đo thông điệp bổ sung thú vị.
Để xem xét một đa thức có hệ số thực, chúng tôi đưa ra khái niệm số , liên hợp phức của một số phức cho trước . Chính xác nếu
thì theo định nghĩa, số
(14)
được gọi là liên hợp phức của . Do đó, số , liên hợp phức với số , là ảnh phản chiếu của số so với trục của số thực.
Nếu như
Cái đó
(15)
Như vậy, các đối số của hai số liên hợp phức chỉ khác nhau về dấu. Từ công thức (14) suy ra rằng
Từ công thức (15) suy ra rằng
Cũng lưu ý rằng đẳng thức
giữ khi và chỉ khi là số thực.
Từ ba công thức trước, dễ dàng thấy rằng đối với đa thức có hệ số thực thì đẳng thức đúng
Từ đẳng thức này, suy ra rằng nếu là nghiệm của đa thức với các hệ số thực thì cũng là nghiệm của nó. Nếu là số thực thì câu này vô nghĩa. Nếu không phải là số thực thì câu lệnh biểu thị sự tồn tại, cùng với nghiệm , của một nghiệm khác . Do đó, nếu không phải là số thực thì đa thức (xem (13)) có ước số và ta thu được phân tích nhân tử
Polyaga trong sự bình đẳng này
chúng tôi nhận được
Như vậy, chúng ta đã thấy rằng đa thức có thừa số bậc hai thực sự . Theo đó, đa thức cũng là đa thức có hệ số thực, vì nó thu được bằng cách chia đa thức cho một tam thức bậc hai thực. Do đó, đa thức này có nghiệm phức và lại liên hợp theo cặp. Nếu anh ta tìm thấy một nghiệm bằng với nghiệm đã tìm thấy thì anh ta cũng sẽ tìm thấy một nghiệm . Do đó, trong trường hợp này, một thừa số bậc hai được trích từ đa thức , bằng hệ số bậc hai trước đó. Từ đó, rõ ràng rằng bội số của nghiệm phức của đa thức với các hệ số thực bằng bội số của nghiệm thức liên hợp và ta thu được phép phân tích đa thức thành thừa số thực:
Lưu ý rằng các thừa số bậc hai có dạng
trong đó tất cả đều không bằng 0, không thể phân tích thành thừa số thực được nữa.
11
toàn bộ khối lượng của một nguyên tử. Và kích thước của hạt nhân nhỏ hơn một trăm nghìn lần (!) so với kích thước của đám mây điện tử.
Giờ đây, tất cả sự tập trung của các nhà nghiên cứu đều tập trung vào bước tiếp theo - hiểu được lõi được làm bằng gì. Và một lần nữa các hạt α lại ra tay giải cứu. Rutherford và các đồng nghiệp của ông cho chúng tiếp xúc với nitơ và các loại khí nhẹ khác và quan sát sự phân hạch của hạt nhân. Đồng thời, hạt nhân hydro - proton, như sau này Rutherford gọi chúng - bay ra khỏi chúng. Các công trình đầu tiên về phản ứng phân hạch hạt nhân được xuất bản vào năm 1919, và trong đó các nhà khoa học đã kết luận rằng proton là một phần cấu trúc của hạt nhân nặng hơn.
Một năm sau, Rutherford có một bài giảng trong đó ông mô tả cách ông tưởng tượng ra cấu trúc của lõi. Theo Rutherford, hạt nhân phức tạp hơn hydro nên bao gồm các proton và electron tích điện dương. Có những lý do chính đáng cho giả định này. Sự hiện diện của proton đã được xác nhận bằng các thí nghiệm của chính Rutherford. Sự tồn tại của các electron có vẻ tự nhiên vì chúng được phát ra từ hạt nhân trong quá trình phân rã beta. Cuối cùng, giả thuyết này đã giúp giải thích dữ liệu được tích lũy vào thời điểm đó về sự tương ứng giữa khối lượng và điện tích của hạt nhân. Do đó, điện tích của hạt nhân helium gấp đôi điện tích của proton và khối lượng lớn gấp bốn lần khối lượng của hạt nhân hydro. Đối với carbon, các tương ứng này lần lượt là 6 và 12, v.v.
Giả định của Rutherford đã giải thích mọi thứ:
Yếu tố
Hydro
Heli
…
Cacbon
…
Thành phần hạt nhân
p (proton)
4p+2e−
…
16p+6e−
…
Phí lõi (Z)
+1
+2
…
+6
…
Khối lượng lõi tương đối (A)
~1
~4
…
~12
…
Giả thuyết này khá logic (nó đã tồn tại trước đó), bởi vì
(cùng điện tích hạt nhân!). Hoặc có thể có hạt nhân của một proton và một electron
13
hạt có khối lượng gần bằng khối lượng proton.
Julnot-Curie sau đó đã nói:
“Hầu hết các nhà vật lý, trong đó có chúng tôi, không quan tâm đến giả thuyết của Rutherforad. Nhưng cô ấy vẫn lang thang dưới mái vòm của tòa nhà phòng thí nghiệm Cavendish, nơi Chadwick làm việc, và khá tự nhiên và công bằng khi điểm cuối cùng trong việc khám phá neutron được đặt ở đây. Những ý tưởng từng được các giáo viên của chúng tôi - cả người sống và những người đã học từ chúng tôi - được ghi nhớ và lãng quên nhiều lần trong phòng thí nghiệm của họ, thâm nhập một cách có ý thức hoặc tiềm thức vào suy nghĩ của những người thường xuyên có mặt ở đó. đã làm.”
Bạn có thể đọc về các thí nghiệm trong đó neutron được phát hiện và tại sao nó lại trở thành một hạt hoàn toàn “độc lập”, chứ không chỉ là sự kết hợp giữa proton và electron, trong bài báo “Khám phá neutron” của L. Tarasov, được xuất bản trên «Kvant» Số 5 năm 1979. Chúng ta cần lưu ý rằng vào năm 1935, James Chadwick đã trở thành người đoạt giải Nobel về vật lý và ngay lập tức chứng minh được sự tồn tại của neutron đã thu hút sự chú ý của mọi người. Rõ ràng là hạt nhân bao gồm neutron và proton và những hạt này phải được hợp nhất bởi một loại lực mới, vẫn chưa được biết đến. Đây là cách mà khái niệm tương tác “hạt nhân” hay “mạnh” ra đời.
Dự đoán của Rutherforad rằng neutron trở thành công cụ nghiên cứu xuất sắc thâm nhập sâu vào hạt nhân cũng đã trở thành sự thật. Nhiều phòng thí nghiệm trên khắp thế giới bắt đầu bắn phá vật chất bằng neutron và thu được những kết quả thú vị.
Hãy phá vỡ trình tự thời gian một chút và bây giờ chuyển sang khám phá một hạt khác. Trong số các nguyên tố đã được biết đến của các hạt - photon (lượng tử bức xạ điện từ), electron, neutrino rất quan trọng (nhưng đã được dự đoán) và cuối cùng là neutron - một hiện tượng đáng kinh ngạc khác đã nảy sinh.
Về những khám phá “tình cờ”
Người ta thường nói rằng positron được phát hiện một cách tình cờ. Viết như thế này đã trở thành gần như truyền thống. Thật vậy, Carl Anderson, người thực hiện khám phá này, đã tiến hành các thí nghiệm “mục đích là đo quang phổ năng lượng của các electron được tạo ra trong khí quyển và trong các vật liệu do bức xạ đến từ không gian”. Không có cuộc thảo luận nào về bất kỳ positron nào.
Tuy nhiên, bất kỳ khám phá vật lý nào, dù độc đáo và bất ngờ đến đâu, luôn chỉ là một mắt xích trong chuỗi vô tận những thành công và sai lầm của khoa học. Và một ví dụ về điều này là việc phát hiện ra positron. Chúng ta sẽ chỉ nói về một số mắt xích trong chuỗi dẫn đến mục tiêu.
Về những nghiên cứu đầu tiên về tia vũ trụ.
Về thiết bị mà khám phá được thực hiện.
Về công trình của nhà vật lý Liên Xô D.V. Skovelsyn.
Và tất nhiên, về lời tiên đoán về sự tồn tại của positron - xét cho cùng, năm 1932 là năm của những lời tiên đoán được ứng nghiệm!
Tia vũ trụ (1901–1927)
Chắc hẳn mọi người đều quen thuộc với thiết bị của trường học - thìa điện. Nếu bạn sạc nó, những chiếc lá sẽ rơi ra theo thời gian và điều này xảy ra cho dù chân đế có được cách nhiệt tốt đến đâu và cho dù vỏ có được bọc kín nhiệt đến đâu. Một sự lựa chọn tự nhiên nảy sinh rằng trong những gì nảy sinh giữa các phân tử trung tính luôn có các hạt mang điện. Mặc dù không khí là chất dẫn điện kém nhưng máy ép trái cây điện vẫn bị xả điện. Nguồn gốc của ethion là gì? Nỗ lực trả lời câu hỏi này đóng một vai trò quan trọng trong việc phát hiện ra bức xạ vũ trụ.
14
Vào đầu thế kỷ của chúng ta, sau khi phát hiện ra chất phóng xạ, tình hình dường như đã tốt hơn. Một lượng đáng kể các nguyên tố phóng xạ luôn hiện diện trong đất, trong các bức tường của tòa nhà, trong vật liệu và cuối cùng là trong chính những người thí nghiệm. Khí phóng xạ đi vào khí quyển (mặc dù chúng phân hủy nhanh chóng). Bức xạ này đến từ mọi nơi “phá vỡ” các phân tử và dẫn đến ngộ độc không khí.
Công nghệ thực nghiệm đã được cải tiến; những dụng cụ tương đối đơn giản đã được thay thế bằng những dụng cụ phức tạp - máy đo điện tử, có thể tiêu thụ thậm chí vài chục ion trên một cm khối không khí. Để tăng thêm độ nhạy của máy đo điện tử và loại bỏ phông nền bên ngoài, chúng được bao quanh bởi một lớp chì có tác dụng hấp thụ bức xạ bên ngoài và giữ trong vài ngày để khí phóng xạ bên trong thiết bị phân hủy. Tuy nhiên, hiện tại đã phóng điện. Người ta đưa ra giả thuyết rằng bức xạ năng lượng từ đá của trái đất xuyên qua chì. Và kể từ đầu thế kỷ của chúng ta được đánh dấu bằng những thành công đáng kinh ngạc về tác động của bức xạ, tại sao không nâng nó lên trên bề mặt Trái đất và từ đó di chuyển ra khỏi bức xạ của nó? Và thế là nó đã được thực hiện. Đầu tiên chúng tôi thử sử dụng Tháp Eiffel (300 m), sau đó, vào năm 1909-10, K. Haeckel đã leo lên độ cao khoảng 4 km bằng khinh khí cầu. Những phép đo chính xác nhất vào thời điểm đó được thực hiện bởi V. Hess. Theo dữ liệu của ông, dòng điện phóng ban đầu giảm và sau đó tăng nhanh; ở độ cao 5 km, nó đã lớn gấp ba lần so với bề mặt Trái đất. Hex đề xuất rằng có bức xạ xuyên thấu, nếu không thì từ phía trên và bị suy giảm bởi khí quyển.
Vào năm 1922-26, công trình được thực hiện bởi một nhóm các nhà vật lý người Mỹ dưới sự lãnh đạo của R. Millikan về ảnh hưởng của khinh khí cầu (chúng bay cao tới 5 km), ở các vùng núi, dưới nước, giúp xác định chính xác bức xạ chưa biết đó rơi xuống Trái đất từ không gian bên ngoài. Millikan gọi nó là vũ trụ. Để hiểu bản chất của bức xạ này, phương pháp kích thích không còn phù hợp nữa - nó chỉ ghi nhận một hậu quả (sự kích thích), có thể do nhiều nguyên nhân gây ra. Để tiến xa hơn trong nghiên cứu về tia vũ trụ, nhà vật lý cần “công cụ nguyên bản và tuyệt vời nhất” (đây là lời của Rutherford) tồn tại vào thời điểm đó để ghi lại các hạt - một buồng mây.
buồng Wilson
(1911—1912)
Một luồng không khí ẩm được trái đất đốt nóng bốc lên. Ở các tầng cao hơn của khí quyển, khối không khí giãn nở và đồng thời nguội đi. Lúc này hơi nước ở trạng thái siêu bão hòa và bắt đầu ngưng tụ, tụ lại thành những giọt ẩm. Chúng ta nói: “bầu trời bị bao phủ bởi sương mù giam cầm”. Quá trình phát triển của giọt nước trong hơi siêu bão hòa không hề đơn giản. Vì vậy, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng để hình thành sương mù, cần phải có các trung tâm ngưng tụ, nếu không hơi nước có thể vẫn ở trạng thái siêu bão hòa trong một thời gian đáng kể. Thông thường, các hạt bụi nhỏ trở thành trung tâm ngưng tụ.
Nhà vật lý người Anh Charles Wilson cũng giải quyết những vấn đề này. Chính ông là người đã phát hiện ra rằng các tâm ngưng tụ hơi có thể trở thành các tâm không được hình thành khi hơi siêu bão hòa bị chiếu xạ bằng tia RENTen hoặc các loại bức xạ khác (α, β, γ). Với sự kiên trì đặc trưng và kỹ năng thí nghiệm khổng lồ của mình (và Wilson đã bị suy yếu do anh ấy tự mình chế tạo gần như tất cả các thiết bị), sau nhiều năm nghiên cứu về chủ đề này, các nhà khoa học đang tạo ra một thiết bị mới để phát hiện các hạt. Ông gọi nó là “buồng sương mù”, nhưng chẳng bao lâu sau, những người thử nghiệm đã đổi nó thành “buồng mây”.
Bây giờ chúng ta hãy mô tả một cách khái quát nhất nguyên lý hoạt động của buồng mây. Thể tích chứa đầy hơi
15
Chất lỏng (nước, cồn, v.v.) tăng mạnh nhờ sự trợ giúp của piston hoặc màng ngăn. Hơi nước đã được làm sạch hoàn toàn khỏi bụi vẫn ở trạng thái siêu bão hòa trong một thời gian (0,1 1 giây) và không ngưng tụ. Nếu tại thời điểm này một hạt quét qua thể tích, làm ion hóa các phân tử hơi thì ban đầu sẽ xuất hiện những giọt nước trên các hạt được tạo thành. Vệt hạt trở nên nhìn thấy được và có thể được hình thành. Để làm điều này, bức tường của buồng được làm bằng cách phát âm. Do tính dẫn nhiệt của các bức tường, nhiệt độ của hơi nước tăng lên khá nhanh, dấu vết biến mất và đôi khi toàn bộ căn phòng tràn ngập sương mù. Chúng ta cần chuẩn bị cho thiết bị hoạt động trở lại và việc chuẩn bị đã mất mười giây. Đây là nhược điểm chính của thiết bị - như các nhà vật lý nói, nó có “thời gian chết lớn”. (Nguyên lý hoạt động bề ngoài đơn giản của buồng sương mù (mô tả của nó thậm chí còn có trong sách giáo khoa ở trường) không đưa ra một chút ý tưởng nào về những khó khăn vật lý và kỹ thuật nảy sinh trong quá trình sản xuất và điều chỉnh nó.) Nhưng mười năm đã trôi qua trước khi các hệ thống máy tính “buồng sương mù” tiên tiến hơn được phát triển và với sự trợ giúp của nó, những khám phá nổi bật đã được thực hiện. Do đó, Charles Thomson Rhys Wilson “vì phương pháp làm cho đường đi của các hạt tích điện có thể nhìn thấy được bằng phương pháp ngưng tụ hơi” đã nhận được giải Nobel Vật lý năm 1927.
Vì vậy, các nhà vật lý có cơ hội quan sát các hạt và xác định nhiều đặc tính của chúng. Ở đây trong hình (Hình 1) là “vết mỡ” của hạt α, và bên trái là dấu vết đầu tiên của những giọt hiếm được hình thành bởi một electron chuyển động nhanh. Sự khác biệt rất dễ giải thích nếu chúng ta sử dụng công thức gần đúng cho số lượng ion N được hình thành trên đường đi dài 1 cm:
(1)
trong đó Z là điện tích của hạt, v là tốc độ của nó (). Một electron có năng lượng 5 MeV chuyển động gần bằng tốc độ ánh sáng và hạt alpha có cùng năng lượng chuyển động chậm hơn 20 lần. Ngoài ra, nó có tính phí gấp 2 lần.
Bằng cách đo độ cong đường đi của các electron trong ảnh, người ta có thể tìm ra động lượng của chúng. Bây giờ chúng ta sẽ không tập trung vào các nghiên cứu về hiệu ứng điện tử, bản thân chúng đã cực kỳ thú vị.
16
kết quả, nhưng hãy nhớ về việc khám phá không gian.
Đây là những gì D.V. Skobeltsyn đã viết:
“…đôi khi, các bức ảnh cho thấy đường đi thẳng của các hạt không rõ nguồn gốc, hầu như không bị từ trường làm chệch hướng, nhưng trong hiệu ứng ion hóa của chúng không thể phân biệt được với các tia β nhanh theo bất kỳ cách nào, những bức ảnh về chúng cũng có sẵn trong các bức ảnh tương tự. Những quan sát sâu hơn, kết quả của chúng được công bố vào năm 1925, đã có thể chứng minh rằng sự xuất hiện đường đi của các “tia siêu β” như vậy có liên quan đến sự đi qua buồng mây của tia γ, vốn là sự hiện diện của một dòng của các hạt tạo ra bầu khí quyển.”
Các hạt có năng lượng cao đến mức chúng thực tế không bị lệch trong trường tương đối yếu của buồng.
Skobeltsyn đã chứng minh rằng sự khởi đầu được tạo ra trong quá trình thám hiểm không gian có thể được giải thích bằng “các hạt siêu β”.
Trong một số bức ảnh của Skobeltsyn, người ta có thể nhìn thấy một dòng hạt rắn chuyển động nhanh. Chúng được gọi là mưa rào vũ trụ.
Vì vậy, các liên kết trong chuỗi dẫn đến tích cực đã được tập hợp lại:
- Tia vũ trụ được phát hiện.
- Một thiết bị đã được tạo ra - buồng mây được đặt trong từ trường.
- Thiết bị này cho phép nó trở thành một phần của hoạt động khám phá không gian. các hạt mang điện đi vào.
Nhưng trường vẫn còn nhỏ và không làm chệch hướng “tia β”.
Sự khám phá ra positron
Chúng tôi đã đề cập đến cái tên Roberta của Andris Milliken. Ông là một nhà vật lý nổi tiếng đã nhận được giải thưởng Nobel năm 1923 “vì công trình nghiên cứu điện tích cơ bản và hiệu ứng quang điện”. Theo hồi ức của bạn bè, anh kết hợp (ngoài nhiều đặc điểm hấp dẫn khác) hai phẩm chất khó có thể không nhận thấy: lắm lời, cao gấp nhiều lần mức bình thường và trực giác thể chất sâu sắc. Liệu cái trước có vai trò gì trong việc phát hiện ra positron hay không vẫn chưa được biết. Nhưng điều thứ hai hóa ra lại mang tính quyết định. Sau khi biết về các thí nghiệm của Skobeltsyn, Millikan ngay lập tức hướng dẫn một trong những nhân viên của mình, Karl Anderson, bắt đầu nghiên cứu khám phá không gian bằng cách sử dụng buồng mây, nhưng đã được đặt trong từ trường mạnh hơn nhiều so với các thí nghiệm của Skobeltsyn. Điều này đòi hỏi cả nghệ thuật thử nghiệm và phương tiện kỹ thuật đặc biệt vào thời điểm đó.
Và bây giờ người ta đã thu được những bức ảnh trong đó có thể nhìn thấy quỹ đạo đã hiệu chỉnh của các hạt vũ trụ. Hình 2 được tạo từ một bức ảnh như vậy. Mật độ nội hóa, bán kính cong của quỹ đạo - mọi thứ đều chỉ ra rằng dấu vết I và II thuộc về electron. Nhưng làm thế nào để giải thích sự xuất hiện
Hình 2. Vết electron (I, II) và positron (III, IV) trong buồng mây. (Từ trường hướng về phía chúng ta.)
Hình 3. Ảnh chụp vết positron trong buồng mây (sọc ngang nhạt là tấm chì).
17
K. Anderson gần tác phẩm sắp đặt của mình.
Có phải vết III và IV có độ cong “sai”? Số lượng chúng trong ảnh cũng gần bằng số lượng trong ảnh điện tử.
Đề xuất đầu tiên, và trọng lượng là đương nhiên, đó là đây là dấu vết của proton. Dấu khác của điện tích là dấu khác của độ cong của quỹ đạo. Nhưng một nghiên cứu về các bức ảnh đã đưa đến kết luận rằng khả năng các hạt dương bị ion hóa thực tế giống như khả năng của các electron. Nếu chúng ta giả sử rằng đây là các proton thì tốc độ của chúng sẽ cao bằng tốc độ của các electron (xem (1)), tức là ~c; động lượng của các proton như vậy lớn hơn 10³ lần động lượng của electron, và do đó, bán kính cong của quỹ đạo vết của chúng trong từ trường phải lớn hơn một nghìn lần so với bán kính cong của quỹ đạo của electron (xem (2)).
Chỉ có một kết luận duy nhất - không phải proton.
Đề xuất thứ hai là “các hạt không đều” là các electron, nhưng chuyển động theo hướng ngược lại. Khi đó quỹ đạo của chúng sẽ có độ cong ngược lại. Để kiểm tra đề xuất này, Anderson đã đưa ra một thí nghiệm sâu sắc. Ông đặt một tấm chì vào giữa buồng. Đi qua nó, hạt mất năng lượng, chuyển động chậm lại và từ trường bẻ cong quỹ đạo của nó mạnh hơn. Từ bức ảnh (Hình 3), bạn có thể xác định hướng chuyển động của hạt và biết rằng trường hướng “cách xa chúng ta”, bạn có thể chắc chắn rằng nó mang điện dương.
Và vì vậy vào năm 1932 Anderson đã đi đến kết luận rằng các hạt mới không gì khác hơn là “các electron dương” có khối lượng và điện tích . Lúc đầu, đề xuất này được đưa ra khá rụt rè. Nhưng nó đã sớm được xác nhận một cách thuyết phục trong các thí nghiệm của chính Anderson, cũng như của Blackett và Occalini. Ngoài ra, các nhà khoa học này còn chỉ ra rằng sự xuất hiện của positron trong buồng là do rò rỉ bức xạ vũ trụ.
Điều đáng kinh ngạc nhất trong câu chuyện này thậm chí không phải là việc phát hiện ra một hạt mới, mặc dù trong vật lý, đặc biệt là vào thời điểm đó, điều này có tầm quan trọng tối thượng. Điều đáng kinh ngạc là một hạt được phát hiện vào năm 1931, sự tồn tại mà tôi không tin vào - ý tưởng này quá khó hiểu. Nhưng nhiều hơn về điều này trong số tiếp theo của tạp chí.
Văn học
- L. Tarasov. Khám phá neutron. «Kvant», 1979, số 5.
- D. Yuz. Lịch sử của neutron. M., Atomizdat, 1964.
- neutron. Bối cảnh, khám phá, hậu quả. M., “Khoa học”, 1975.
- I. Dorman. Tia vũ trụ. M., “Khoa học”, 1981.
Chỉ với chúng tôi!
Kunstkamera «Kvant» đã nhận được cây nến nổi tiếng, là đơn vị cường độ sáng tiêu chuẩn cho đến năm 1967 (khi nó được thay thế bằng candela) và được cất giữ trong một hình trụ bạch kim gần Paris. Chúng tôi vẫn chưa nhận được xi lanh bạch kim.
18
Năm 1981, trước lễ kỷ niệm 20 năm chuyến bay của Yuri Gagarin, một bảo tàng tạm thời về du hành vũ trụ đã được khai trương ở Moscow, bên cạnh ga tàu điện ngầm VDNH, dưới tầng hầm của đài tưởng niệm các Anh hùng Không gian. Triển lãm của nó bao gồm các mẫu công nghệ vũ trụ, các tài liệu gốc phản ánh con đường của đất nước chúng ta đến đỉnh cao của không gian và đồ dùng cá nhân của các phi hành gia. Không phải mỗi cuộc triển lãm đều kể một câu chuyện sao?
TRONG ORBIT - BẢO TÀNG MỚI
Bạn có thể bắt đầu bằng những từ “lần đầu tiên”, “lần đầu tiên”. Nhưng những từ này phần lớn đề cập đến chính bảo tàng.
Lần đầu tiên trong hoạt động bảo tàng, âm thanh, ánh sáng, hiệu ứng quang học, thiết bị chiếu và các thiết kế mới nhất được sử dụng một cách toàn diện như vậy. Mục tiêu đang được theo đuổi là một người đến đây phải trải nghiệm sự “đắm chìm” tối đa có thể vào không gian trên trái đất.
Ngay trong các tủ trưng bày chứa đầy bộ đồ du hành vũ trụ, du khách sẽ bắt gặp các tài liệu, huy chương kỷ niệm và các di vật khác đánh dấu các giai đoạn chính trong quá trình phát triển của ngành du hành vũ trụ của Liên Xô. Sau đó, qua “cổng” ban đầu, du khách bước vào sảnh chính, nơi chứa đầy nội thất của tàu vũ trụ. Ở sâu trong các sảnh có một bố cục hoành tráng, bao gồm một cửa sổ kính màu phát ra ánh sáng xanh lam “vũ trụ”, một quả cầu bán mở “Cung hoàng đạo”, thể hiện những ý tưởng trước đây của chúng ta về Vũ trụ và một tác phẩm điêu khắc về một phi hành gia (một phần của bố cục này được sao chép trên trang đầu tiên của trang bìa của chúng tôi).
Có rất ít tủ trưng bày trong bảo tàng. Đi dọc theo hội trường, du khách có thể ngắm nhìn các hiện vật trưng bày như thể qua cửa sổ của một con tàu vũ trụ. Các lỗ gương làm bằng thép đen tạo ra ảo giác về sự “không trọng lượng”, nơi đặt các mẫu công nghệ vũ trụ được trưng bày. Một dải ruy băng dạ quang màu xanh lam ngăn cách các cuộc triển lãm với khán giả. Thiết bị âm thanh và truyền hình cho phép bạn kể một câu chuyện đầy màu sắc về cuộc sống hàng ngày và những ngày nghỉ của các phi hành gia của chúng ta.
Chuyến tham quan bảo tàng kết thúc tại phòng chiếu phim. Một mô hình máy bay hành tinh dài bảy mét với pin mặt trời lơ lửng phía trên tấm gương mờ. Bề mặt tường hội trường được làm theo dạng phù điêu với hệ thống chiếu sáng màu động.
Trong hội trường này, với sự hỗ trợ của công nghệ laser, điện tử và màn hình chia nhỏ mới nhất, khán giả được xem một tác phẩm nghệ thuật phản ánh lý tưởng nhân văn của con người trong việc khám phá không gian vũ trụ. Trong 20 phút, du khách sẽ được đưa vào cuộc hành trình khám phá không gian trong quá khứ, hiện tại và tương lai.
Các nghệ sĩ, nhà điêu khắc, kiến trúc sư và nhà thiết kế đã tham gia sáng tạo triển lãm của bảo tàng: O. Lomako (nghệ sĩ trưởng), G. Schultz, N. Lomako, Zh. Kankayan, N. Rudko, I. Kazansky. Sự lãnh đạo khoa học cho việc thành lập bảo tàng được thực hiện bởi Z. Kostrikina.
V. Koleychuk
Rạp chiếu phim
Phối cảnh tổng thể phòng triển lãm của bảo tàng
Tác phẩm điêu khắc “Cung hoàng đạo”
Bộ đồ và mô-đun hạ cánh của phi hành gia
Lunokhod và vệ tinh nhân tạo đầu tiên
Đồ dùng bắn cung của nhà du hành vũ trụ đầu tiên trên thế giới Yu. A. Gagarin
Ảnh của G. Makaryev
21
Trước hết là bài thơ hài hước của M. V. Lomonosov:
Hai nhà thiên văn học cùng nhau lắng nghe trong một bữa tiệc
Và họ đã tranh cãi rất nhiều với nhau trong lúc nóng nảy.
Một người lặp lại: Trái đất, quay tròn, chuyển động quanh vòng tròn của Mặt trời;
Một điều nữa là Mặt trời mang theo tất cả các hành tinh theo nó:
Một người là Copernicus, người kia là Ptolemy.
Tại đây, người đầu bếp đã tự mình giải quyết tranh chấp.
Người chủ hỏi: “Anh có biết đường đi của các vì sao không?
Hãy nói cho tôi biết, bạn lý luận thế nào về sự nghi ngờ này?”
Anh ấy đưa ra điều này đáp số: “Copernicus đúng về điều đó như thế nào,
Tôi sẽ chứng minh sự thật, tôi chưa bao giờ đến Mặt trời,
Ai đã từng thấy những đầu bếp đơn giản như thế này chưa?
Ai sẽ xoay lò sưởi quanh lò rang?
Pushkin, như mọi khi, ngạc nhiên trước những điểm nhấn và sự tinh tế trong bài thơ nổi tiếng “Phong trào”. Hãy nghĩ lại nội dung tuyệt tác của Pushkin:
Không có chuyển động, nhà hiền triết có râu nói.
Người kia im lặng và bắt đầu bước tới trước mặt anh,
Anh không thể phản đối mạnh mẽ hơn;
Mọi người đều khen ngợi kế hoạch đáp số.
Nhưng thưa quý vị, đây là một trường hợp buồn cười
Một ví dụ khác xuất hiện trong đầu:
Suy cho cùng, mỗi ngày mặt trời đều đi trước chúng ta,
Tuy nhiên, Galileo bướng bỉnh đã đúng.
Pozt Evgeny Vinokurov tin rằng Pushkin vẫn chưa cạn chủ đề nên đã viết bài thơ “Bằng chứng”:
tôi từ mọi phía
được bao quanh bởi sự vĩ đại.
- Điều này rất, - Tôi nghe nói,
khi họ kêu lên đây đó…
Tôi không tin rằng trái đất
đứng yên
và mặt trời mọc
mặc dù tôi tin chắc vào điều đó
mọi lúc -
nó chỉ có giá trị với tôi
nhìn ra ngoài cửa sổ.
Poztov đương nhiên bị ấn tượng bởi sự hữu hạn của tốc độ ánh sáng và những hiệu ứng liên quan đến nó. Fet trong bài thơ “To Faded Stars” viết:
Có thể bạn không thuộc những trường hợp đó
đèn:
Thời đại cổ xưa đã dập tắt bạn,—
Vì vậy, ngay cả sau khi chết tôi sẽ bay đến với bạn
bài thơ,
Đối với những bóng ma của các vì sao, tôi sẽ là bóng ma của một tiếng thở dài!
Stepan Shipchev thể hiện cùng một chủ đề theo cách khác trong bài thơ “Ánh sáng sao”:
Ánh sao buổi tối
Lấp lánh trên bầu trời.
Những khu vườn đang suy nghĩ,
Và tôi cảm thấy buồn.
Anh ấy ở đây bên cửa sổ của tôi
Những ngôi sao là ánh sáng xa xôi,
Mặc dù anh ấy rất tốt với tôi
Một trăm bốn mươi ngàn năm
Và bạn có một giờ lái xe,
Mất bao lâu để chuẩn bị sẵn sàng?
Nhưng không, để thương lượng
Hãy đến đây ngay bây giờ.
(Cuối cùng xem trang 24)
22
Tại sao cổ phần lại bị treo?
“Tại sao cọc nhôm lại treo lỏng lẻo trên lõi hở của máy biến áp?” — câu hỏi này được đề xuất bởi một người tham gia Chuyến tham quan lần thứ ba của các nhà vật lý trẻ ở Moscow. Có lẽ, bất kỳ học sinh lớp chín nào, không do dự, sẽ trả lời đại loại như sau: “Dòng điện được tạo ra trong vòng, tương tác với từ trường bên ngoài. Theo quy tắc của Lenz, dòng điện indurian luôn có chiều sao cho tác dụng của nó cản trở nguyên nhân tạo ra nó. Trong trường hợp này, dòng điện cảm ứng có hướng đến mức lực Ampe dường như đẩy chiếc cọc ra khỏi cuộn dây máy biến áp. Trong một số trường hợp, lực này cân bằng trọng lực của vòng và nó treo lơ lửng trong không khí.”
Thật dễ dàng để xác minh rằng hành vi này của vòng này chính xác là do dòng chảy indurian. Để làm điều này, chỉ cần cắt ngang cọc - nó sẽ không bị treo trong bất kỳ điều kiện nào. Tuy nhiên, có hai điểm trong lời giải thích trên mà chúng tôi muốn lưu ý. Thứ nhất, không rõ loại điện trở vòng nào - chủ động hay cảm ứng - đóng vai trò quyết định. Thứ hai, cần giải thích sự tồn tại của một vị trí cân bằng duy nhất của vòng. Chúng ta hãy cố gắng hiểu những vấn đề này.
- Hãy chứng minh rằng hiệu ứng treo vòng sẽ không tồn tại nếu vòng chỉ có lực cản chủ động. Hãy thực hiện một số tính toán.
Lực Ampe tác dụng lên một cọc mỏng có chiều dài l mang dòng điện I bằng
trong đó là hình chiếu nằm ngang của vectơ cảm ứng từ của từ trường bên ngoài (Hình 1). Dòng điện cảm ứng I được xác định theo định luật Ohm:
Ở đây là suất điện động cảm ứng, là điện trở hữu dụng của vòng dây. Theo định luật cảm ứng điện từ, suất điện động cảm ứng bằng tốc độ biến thiên của từ thông, lấy dấu ngược lại:
( là hình chiếu thẳng đứng của vectơ cảm ứng từ, là diện tích bị giới hạn bởi thể tích). Cho từ trường biến thiên theo định luật điều hòa với tần số thì
Và
trong đó và là các giá trị lớn nhất của hình chiếu ngang và dọc của vectơ cảm ứng.
Vì giá trị trung bình của sin trong khoảng thời gian bằng 0 nên giá trị trung bình của lực Ampe cũng bằng 0. Vì vậy, Kolyu sẽ không thể làm được mọi việc.
Mâu thuẫn này được loại bỏ nếu chúng ta giả sử rằng kola không chỉ có tác dụng mà còn có tác dụng
23
điện trở dẫn điện cũng đóng vai trò chính. Trong trường hợp này, dòng điện trong vòng sẽ thay đổi theo sự thay đổi pha so với EMF và đối với giá trị tức thời của lực Ampe, sẽ thu được một biểu thức khác:
Và
(ở đây là tổng điện trở của vòng, là độ lệch pha giữa dòng điện và suất điện động). Giá trị trung bình của lực trong thời gian đó sẽ bằng
đó chắc chắn không phải là số không.
Trong các thí nghiệm của mình, chúng tôi đã sử dụng các vòng làm từ nhiều lớp lá nhôm với tổng độ dày khoảng 1 mm. Bán kính bên trong của các vòng là 15 mm và bán kính bên ngoài là 30 mm. Người ta ước tính rằng ở tần số 50 Hz, điện trở hoạt động của các vòng như vậy là milliohms và điện trở cảm ứng là mười milliohms. Với các thông số như vậy, lực Ampe có mức N, đủ để giữ một chiếc nhẫn nặng vài gam. Đây là những gì được quan sát bằng thực nghiệm.
- Tại sao vòng cân bằng chỉ ở một vị trí, ở một độ cao cụ thể? Chúng tôi nhận được Đáp số cho câu hỏi này theo kinh nghiệm.
Biểu thức của lực Ampe bao gồm các giá trị biên độ của các hình chiếu thẳng đứng và nằm ngang của vectơ cảm ứng từ. Cần phải tìm hiểu xem các giá trị này thay đổi như thế nào theo chiều cao.
Chúng tôi đang tiến hành lắp đặt, ảnh chụp trong Hình 2. Một lõi hình trụ làm bằng các thanh sắt (dài 200 mm, đường kính 2 mm) được đặt trong một cuộn dây (bán kính trong của nó là 10 mm, bán kính 40 mm, cao 70 mm) với một cuộn dây đồng tráng men (đường kính 1,2 mm). Cuộn dây được cung cấp điện áp (100-120 V) từ máy biến áp tự ngẫu trong phòng thí nghiệm. Chúng tôi có thể thay đổi hình chiếu theo chiều dọc và chiều ngang của từ trường trong vùng lân cận của lõi ở các khoảng cách khác nhau tính từ cuộn dây. Để làm cảm biến, chúng tôi sử dụng một cuộn dây (làm bằng 300 vòng dây đồng tráng men có đường kính 0,2 mm), trong đó sinh ra lực điện động cảm ứng. Để đo EMF này, cuộn dây được kết nối với đầu vào của máy hiện sóng.
Hóa ra là hình chiếu thẳng đứng của vectơ cảm ứng từ thực tế không thay đổi theo chiều cao và hình chiếu ngang thay đổi như trong Hình 3. Ở đây, chiều cao phía trên cuộn dây (tính bằng cm) được vẽ dọc theo trục hoành (tính bằng cm) và giá trị biên độ của hình chiếu ngang của từ trường (tính bằng mili giây) được vẽ dọc theo trục tọa độ. Biểu đồ kết quả cho phép chúng tôi giải thích vị trí quan trọng duy nhất của việc lắp đặt vòng.
24
Để cọc có khối lượng sao cho để bù cho trọng lực tác dụng lên cọc thì cần có một hình chiếu trường nằm ngang khoảng 0,9 mT. Trên đồ thị chỉ có một điểm A tương ứng với giá trị này; Điều này có nghĩa là cọc sẽ treo ở độ cao 4 cm so với cuộn dây. Vị trí cân bằng này ổn định, vì nếu vô tình hạ chiếc vòng xuống sẽ rơi vào từ trường mạnh hơn, lực Ampe sẽ tăng lên và nâng chiếc cọc lên độ cao trước đó.
Điều gì sẽ xảy ra nếu cần có hình chiếu ngang khoảng 0,75 mT để cân bằng vòng? Giá trị này tương ứng với hai điểm trên đồ thị - C và D. Tuy nhiên, trong trường hợp này, chỉ có một điểm cân bằng ổn định - tại điểm C, tức là ở độ cao 6 cm so với cuộn dây. Và tại điểm D trạng thái cân bằng không ổn định. Thật vậy, nếu chiếc cọc giảm xuống dưới độ cao 11,5 cm một chút thì lực Ampe sẽ giảm và không thể cân bằng được lực hấp dẫn; do đó, tiền đặt cược sẽ còn giảm xuống thấp hơn nữa (đến điểm C).
Lưu ý rằng rất khó để phát hiện bằng thực nghiệm vị trí của một điểm cân bằng không ổn định. Điều này là do sự hiện diện của nhiều tác động bên ngoài khác nhau khiến cổ phần bị loại bỏ khỏi vị trí này.
Bạn có thể nghe thấy tiếng gầm của voi ma mút không?
(Để bắt đầu, xem trang 20)
Do đó, Leonid Martynov, người theo sát sự phát triển của khoa học vật lý, đã mô tả sự tương ứng giữa âm thanh và ánh sáng dưới dạng này:
Nó gần như là một cực hình của sự bất động.
Lao đi đâu đó với tốc độ âm thanh,
Biết rất rõ rằng đã có ở đâu đó
Người nào đó
bay
Với tốc độ
Sveta!
Nhưng đây là bài thơ “Tiếng nói” của Mikhail Svetlov, gợi ý rằng theo thời gian, nhờ những chuyến bay vào vũ trụ, một người có thể nghe thấy giọng nói của những người và động vật sống trước đây:
Và có thể là ở ngoài đường chân trời
Anh ấy sống giữa những thế giới đầy sao -
Không được ghi bằng máy ghi âm
Những con voi ma mút chết.
Chúng ta - cùng sống trên thế giới -
Không phải tất cả các phép lạ đã được giải quyết.
Và họ sẽ đau khổ từ hành tinh này sang hành tinh khác
Sức mạnh của giọng nói của đàn ông.
Và có lẽ trên mọi chân trời
Bây giờ lặp lại lần nữa
Lời thì thầm không ngừng của những người yêu nhau
Và Mayakovsky dày đặc bạn.
Đừng chỉ để ngôi sao tách ra,
Nhưng có thể hiểu được và sống mãi
Với giọng khàn khàn của Tsiolkovsky
Sóng âm vẫn chưa dừng lại.
Từ nhỏ tôi đã không giỏi về khoa học;
Không cần tranh cãi với các nhà khoa học,
Tôi dang đôi bàn tay già nua của mình ra
Vào trong không gian xanh vô tận.
Bầu trời đầy những cái đầu
Những người đã sống và yêu thương trên Trái đất.
Nếu Svetlov đúng, thì không khó để tính toán vũ trụ phải di chuyển ra khỏi Trái đất với tốc độ siêu thanh bao nhiêu để chẳng hạn, trong mười năm bay, nó sẽ bắt kịp tiếng gầm của voi ma mút đã bay vào vũ trụ. Như bạn đã biết, mammon đã biến mất khoảng mười nghìn năm trước.
Bạn đọc thân mến, hãy làm một số phép toán và đánh giá những khó khăn khi phóng tên lửa bay với tốc độ thích hợp.
Tiếc thay, sự tự phê bình về tư thế trong bài thơ này không phải là không có cơ sở. Nhớ lại câu chuyện của Puskin, chúng ta đừng quá khắt khe với tư thế, tuy nhiên, sai lầm chính về thể chất của Svetlov là gì? Đáp số cho câu hỏi ở thì hiện tại đơn rằng bạn không nên gửi nó đến tạp chí của chúng tôi. Hãy nghĩ xem cuộc sống trên Trái đất sẽ phức tạp hơn biết bao nếu Svetlov đúng.
25
Bài toán
M736—M740; F748—F752
M736. Đường trung tuyến BC và phân giác CL của tam giác ABC cắt nhau tại P. Chứng minh đẳng thức
Z. Andzhaparidze
M737. Hãy biểu thị bằng số lượng ngôi nhà như vậy trong thành phố của bạn nơi có ít nhất cư dân sinh sống () và bằng số lượng cư dân trong số lượng ngôi nhà lớn nhất (). Chứng minh đẳng thức
a) ;
b) ;
c) ;
… + ,
A. Zelevinsky
M738*. Chứng minh rằng a) số đường thẳng khác hướng mà một -giác cho trước tạo ra các hình chiếu có độ lớn bằng nhau không vượt quá ; b) số dòng tối đa như vậy đối với bất kỳ đa giác nào là số chẵn; c) đối với một tam giác, số này lớn hơn 3 khi và chỉ khi nó cấp tính.
B. Prasolov
M739. Chứng minh rằng với mọi giá trị mà phần bên phải có ý nghĩa thì các đẳng thức đúng
trong đó là số lẻ, là hằng số (tùy thuộc vào ).
b) Tìm cho mọi số lẻ .
M740. Seryozha đổ một ít shen vào một tấm thẻ hình trụ và hỏi dì hàng xóm của mình
26
Luda: “Bạn cần đổ bao nhiêu nước để nấu được món cháo ngon?” “Rất đơn giản,” người hàng xóm trả lời. - Nghiêng chảo - như thế này; gõ sao cho ngũ cốc đổ ra và phủ đều nửa đáy. Bây giờ hãy chú ý điểm trên thành chảo, gần mép nhất mà ngũ cốc đã nổi lên - và dùng ngón tay véo nó! Bạn cần phải đổ nước đến mức này" (Hình 1). “Chà, bạn có thể đổ nhiều hoặc ít kê, và có nhiều loại chảo khác nhau - rộng và hẹp”, Seryozha nghi ngờ. - “Không thành vấn đề, phương pháp của tôi phù hợp trong mọi trường hợp!” - Dì Lyuda tự hào trả lời.
a) Chứng minh rằng dì Lyuda đúng: tỷ lệ giữa thể tích nước và hạt kê theo công thức của dì sẽ luôn bằng nhau.
b) Tỷ lệ này là gì?
V. Semenova
F748. Một khối lập phương nhỏ trượt dọc theo một rãnh xoắn ốc có hình chữ nhật, được cắt trên bề mặt bên trong của một hình trụ rỗng dài (Hình 2). Bán kính đáy của hình trụ là R, bước vít là h và hệ số ma sát trượt là μ. Tìm tốc độ ổn định của khối lập phương. (Kích thước của khối lập phương và độ sâu của rãnh nhỏ hơn R rất nhiều.)
R. Enfijyan
F749. Đĩa lớn quay quanh trục của nó với vận tốc góc Ω. Một đĩa có bán kính r khối lượng m, trục của nó hướng thẳng đứng, được hạ từ trên xuống (Hình 3). Khoảng cách giữa các trục của các đĩa là d (d>r). Hệ số ma sát giữa các bề mặt của đĩa là μ. Xác định vận tốc góc không đổi của đĩa nhỏ. Phải tác dụng một lực bao nhiêu vào trục của đĩa lớn để tốc độ quay của nó không đổi? Không có đào tạo về trục.
S. Krotov
F750*. Khi hướng trên phần tử E thay đổi thì dòng điện chạy qua nó thay đổi như hình 4. Hướng trên phần tử E sẽ thay đổi như thế nào theo thời gian nếu đưa nó vào mạch điện như hình 5 (các thông số mạch được chỉ ra trong hình)? Điện trở tối thiểu của một điện trở có thể mắc song song với phần tử E là bao nhiêu để hướng đi đến phần tử không đổi?
Z. Rafailov
F751. Một vòng mỏng bán kính R được đặt trên một hình trụ rất thô có bán kính r nằm ngang (Hình 6). Tìm chu kỳ của vòng bình trong mặt phẳng thẳng đứng.
K. Sergeev
F752. Cách một thấu kính mỏng có tiêu cự F=10cm một khoảng L1=5m, có một vật sáng thẳng đứng đều được chiếu sáng đều.
29
M697. Chúng ta gọi độ bụng của một hình chữ nhật là tỷ lệ giữa cạnh nhỏ hơn và cạnh lớn hơn (độ bụng của hình vuông là 1). Chứng minh rằng, dù cắt hình vuông thành hình chữ nhật như thế nào thì tổng các bụng của chúng ít nhất cũng bằng 1.
Chúng ta giả sử rằng độ dài cạnh của hình vuông bằng 1. Đặt là kích thước của các hình chữ nhật của phân vùng và (). Vì cho mọi ,
(ở bên phải hình vuông).
Lưu ý rằng sự bằng nhau trong bất đẳng thức viết chỉ có thể thực hiện được nếu tất cả (), tức là nếu hình vuông được chia thành các dải bằng các đoạn song song với các cạnh của nó.
Thật thú vị khi tìm ra ước tính nào về tổng số hình chữ nhật của phân vùng có thể được đưa ra cho một hình chữ nhật nhất định có diện tích 1 và hình chậu .
S. Fomin
M698. Trên các cạnh , dựng các hình chữ nhật có kích thước nội tiếp đường tròn của tứ giác “hướng ra ngoài”. Chứng minh rằng tâm của các hình chữ nhật này là đỉnh của hình chữ nhật ) hình bình hành, ).
Chúng ta giả sử rằng độ dài cạnh của hình vuông bằng 1. Đặt là kích thước của các hình chữ nhật của phân vùng và (). Vì cho mọi ,
(ở bên phải hình vuông).
Lưu ý rằng đẳng thức trong bất đẳng thức viết có thể được đưa ra cho một hình chữ nhật có diện tích 1 và độ rỗng .
S. Fomin
M699. Hình bán nguyệt có đường kính được cắt bởi đoạn vuông góc với thành hai tam giác cong và , trong đó chiều cao
a) Gọi là tâm của các hình chữ nhật dựng trên các cạnh và của tứ giác nội tiếp (xem hình).
Vì trong một tứ giác nội tiếp trong đường tròn, tổng các góc đối diện bằng và hình chữ nhật có các cạnh đối diện bằng nhau thì và (chúng ta coi các góc nhỏ hơn ). Do đó, và . Do đó và , có nghĩa là tứ giác song song.
- Chúng ta có thể coi cạnh của hình bình hành nhìn thấy được từ điểm từ bên trong hình bình hành, cạnh nhìn thấy được từ điểm từ bên ngoài và tương tự, cạnh nhìn thấy được từ điểm từ bên trong và cạnh từ điểm nhìn thấy được từ bên ngoài. Khi đó vị trí của tất cả các đoạn và hình tam giác sẽ như trong hình.
Hãy chứng minh rằng (từ đây sẽ suy ra ). Tổng này, rất/không, bằng , vì và .
O. Penkin
a) Gọi là tâm của hình bán nguyệt đã cho. Chúng tôi sẽ giả định rằng . Với mục đích định nghĩa, giả sử điểm nằm giữa các điểm và và (xem hình).
Áp dụng định lý Pythagore cho các tam giác và , ta thu được , tức là
30
Có các đường tròn tiếp xúc AB tại các điểm E và F (xem hình). Chứng minh rằng , , giá trị của EDF không phụ thuộc vào việc chọn điểm C và AB.
M700. Có thể chia tập hợp tất cả các phân số thập phân hữu hạn thành a) hai, b) ba lớp sao cho hai số có hiệu không thuộc một lớp (với mọi số nguyên m=0, ±1, ±2…)?
F708. Một loạt thí nghiệm đã được thực hiện để nghiên cứu các tính chất của điện trở không plinoio. Đầu tiên, sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ đã được nghiên cứu. Khi nhiệt độ tăng lên giá trị , điện trở thay đổi từ giá trị Ohm thành giá trị Ohm; trong quá trình làm mát, chốt lăn ngược đi qua ở nhiệt độ (Hình 1).
Trong thí nghiệm thứ hai, một điện áp không đổi V được đặt vào điện trở, tại đó nhiệt độ của nó bằng .
Cuối cùng, khi đặt một điện áp không đổi V vào điện trở, sự dao động của dòng điện tự trở xuất hiện trong mạch. Xác định chu kỳ của các dao động này và giá trị dòng điện lớn nhất. Nhiệt độ không khí trong phòng thí nghiệm không đổi và bằng . Sự truyền nhiệt từ điện trở tỷ lệ thuận với sự chênh lệch nhiệt độ và không khí xung quanh. Điện trở nhiệt độ .
hoặc .
Gọi là tâm của đường tròn nội tiếp tam giác cong BDC, bán kính . Từ tam giác vuông , chúng ta tìm thấy hoặc . Vì , chúng ta nhận được . (Chứng minh tương tự).
- Tam giác ADF là tam giác đều nên . Tiếp theo, , và ; do đó .
c) từ lời giải ở đoạn 6) dẫn đến .
V. Người gửi
- Đáp số: bạn có thể. Chúng ta hãy chia tập hợp tất cả các phân số thập phân hữu hạn thành 3 lớp, kết hợp thành một lớp những phân số có tổng các chữ số khi chia cho 3 có cùng số dư. Dễ dàng thấy rằng hiệu của hai phân số bất kỳ thuộc cùng một lớp có tổng các chữ số chia hết cho 3, và do đó không bằng với bất kỳ nào.
A. Leiderman
Công suất Tellan được giải phóng khi dòng điện đi qua một điện trở, một phần sẽ làm nóng điện trở, một phần tiêu tán ra không gian xung quanh. Ở trạng thái cân bằng nhiệt (khi nhiệt độ của điện trở không đổi), toàn bộ năng lượng sinh ra sẽ bị tiêu tán.
Chúng ta hãy biểu thị bằng α hệ số tỷ lệ giữa công suất tiêu tán của điện trở và chênh lệch nhiệt độ giữa điện trở và không khí xung quanh.
Ở nhiệt độ điện trở là Ohm (xem Hình 1) và (trong đó V), từ đó
Sự dao động tự kháng của dòng điện ở điện áp chạy qua điện trở V sẽ xảy ra do sự dao động giá trị điện trở của điện trở. Khi nhiệt độ của điện trở trở thành , điện trở chốt lăn của nó tăng từ Ohm lên Ohm. Kết quả là nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở giảm; điện trở bắt đầu nguội hơn vòi. Ở nhiệt độ điện trở của chốt lăn sẽ xảy ra lần nữa và quá trình lặp lại.
Chu kỳ dao động của dòng điện trong mạch bằng , trong đó là thời gian nóng lên của điện trở từ đến , là thời gian làm mát từ đến .
Viết phương trình cân bằng nhiệt:
31
Hình 1.
(vì nhiệt độ của điện trở thay đổi rất ít nên chúng ta có thể giả sử rằng nhiệt lượng tỏa ra không đổi và bằng .
Thay số liệu vào, ta tìm được:
Giá trị hiện tại tối đa rõ ràng là
Giá trị tối thiểu -
Hình 2 cho thấy đồ thị về sự thay đổi dòng điện trong mạch theo thời gian.
A. Buzdin
F710.*) Khi quan sát trong vùng vượt quá giới hạn của một giọt, vùng này tăng kích thước, đặt những giọt nhỏ nhất gặp trên đường đi của nó, người ta thấy rằng giọt nước luôn chuyển động với gia tốc không đổi. Xác định gia tốc này, giả sử kích thước giọt ban đầu là nhỏ. Bỏ qua lực cản của không khí khi giọt nước chuyển động.
Độ biến thiên động lượng của một giọt có khối lượng thay đổi rơi xuống trong thời gian ngắn bằng
(1)
Theo điều kiện, sự thay đổi khối lượng của giọt nước theo thời gian bằng
(2)
trong đó là mật độ của nước, là tốc độ trung bình của giọt nước theo thời gian , là diện tích bề mặt của giọt nước, là hệ số tỉ lệ không thứ nguyên. Mặt khác, vì ( là bán kính của giọt nước),
Nếu trong thời gian giọt nước đi được quãng đường thì . Thay các biểu thức của và vào (2), ta thu được
Do đó, bán kính của giọt nước tăng tỷ lệ với quãng đường di chuyển, tức là .
Vì vật rơi chuyển động với gia tốc không đổi , . Vì vậy, , . Khi tính đến các mối quan hệ này, từ (1) chúng ta có được
Tiến hành vi phân sau, ta tìm được :
A. Stasenko
F711. Bảng này trình bày dữ liệu thực nghiệm về nhiệt dung và khối lượng mol của chất rắn tân vỏ (hai hàng đầu tiên của bảng). Dựa trên những dữ liệu này, hãy thiết lập một mẫu vật lý nhất định và điền vào ba ô trống
*) Lời giải bài toán F709 - trong bài viết của A. Zilberman “Hai phương pháp tính toán mạch điện” trên trang. 33.
Nếu nhìn vào bảng, bạn có thể thấy rằng tích của nhiệt dung riêng (J/(g K)) với khối lượng mol (g/mol), tức là nhiệt lượng mol (J/(mol K)), đối với tất cả các kim loại cho trong bảng là một giá trị gần như không đổi (các giá trị được cho ở hàng thứ ba của bảng) và gần bằng J/(mol K). Thực tế thực nghiệm này được gọi là định luật Dulong và Petit. Giá trị trung bình của mười kim loại được liệt kê trong bảng là 25,02 J/(mol K). Độ lệch tối đa so với mức trung bình là 0,7 đối với nhôm và +0,8 đối với độ lệch thấp hơn, nghĩa là độ lệch tương đối vượt quá . Thật hợp lý khi cho rằng đối với các kim loại như titan, sắt, magie, nhiệt mol phải gần bằng 25 J/(mol K) với mức vượt quá xấp xỉ như vậy.
32
các bảng. Độ chính xác ước tính của dự đoán của bạn là bao nhiêu (tính bằng phần trăm)? Hằng số khí phổ quát J/(mol K).
Bây giờ thật dễ dàng để điền vào các ô trống còn lại của bảng: đối với sắt g/mol; đối với magie J/(g K); đối với titan J/(g K).
Hãy trình bày các giá trị thực nghiệm nhiệt dung mol của các kim loại này: đối với sắt J/(mol K);
| Bạc | Nhôm | Vàng | Bismut | coban | đồng | Sắt | Liti | Matniy | Niken | Bạch kim | Titan | Vanadi |
| :— | :— | :— | :— | :— | :— | :— | :— | :— | :— | :— | :— | :— |
| , J/(g K) | 0,238 | 0,90 | 0,128 | 0,122 | 0,417 | 0,383 | 0,447 | 3,52 | 0,43 | 0,131 | 0,484 |
| , g/mol | 107 | 27 | 197 | 209 | 59 | 64 | 7 | 24 | 60 | 196 | 48 | 51 |
| , J/(mol K) | 25,47 | 24,31 | 25,22 | 25,5 | 24,6 | 24,5 | 24,64 | 25,8 | 25,7 | 24,7 |
đối với magie J/(mol K); đối với titan J/(mol K).
E. Surkov
F712. Một quả bóng nhỏ chuyển động với tốc độ không đổi dọc theo một mặt phẳng nằm ngang nhẵn và rơi tại điểm vào một giếng hình trụ thẳng đứng chứa lubbin và bán kính . Vectơ vận tốc của quả bóng tạo một góc với đường kính của giếng hướng tới điểm (Hình 1). Theo sự tương ứng nào giữa , , và quả bóng, sau khi va chạm đàn hồi với thành và đáy, có thể được “chọn” từ giếng không?
Hình 1 cho thấy góc nhìn từ trên xuống của quỹ đạo của quả bóng.
Vì quả bóng va chạm với thành và đáy giếng là đàn hồi nên giá trị tuyệt đối của hình chiếu ngang của vận tốc quả bóng không đổi và bằng . Khoảng cách theo phương ngang giữa các điểm xảy ra hai va chạm liên tiếp bằng cos . Thời gian giữa hai lần va chạm liên tiếp của quả bóng với thành giếng là .
Hình chiếu thẳng đứng của vận tốc của quả bóng không thay đổi khi chạm vào tường nhưng khi chạm đáy thì nó đổi dấu ngược lại. Giá trị tuyệt đối của hình chiếu thẳng đứng khi va chạm lần đầu với đáy là ; thời gian chuyển động từ miệng giếng xuống đáy giếng là .
Hình 2 thể hiện sự phát triển theo chiều dọc của khối đa diện . Dấu vết quỹ đạo của quả bóng trong quá trình quét như vậy là các parabol (toàn bộ các parabol là dấu vết quỹ đạo giữa các lần va chạm liên tiếp ở phía dưới). Rõ ràng là quả bóng sẽ có thể “chọn” khỏi giếng nếu thời điểm bay lên tối đa dọc theo parabol trùng với thời điểm va chạm với tường (tức là tại thời điểm bay lên tối đa, quả bóng đang ở điểm trên ranh giới của giếng). Điều này có nghĩa là các thì và phải liên quan với nhau.
Hình 1.
Hình 2.
34
Hình 2.
tính toán sự thay đổi dòng điện trong bất kỳ nhánh nào của mạch khi EMF của một trong các nguồn thay đổi - phương pháp xếp chồng rất thuận tiện. Sự thay đổi trong EMF theo cường độ ΔΦ có thể được biểu thị bằng việc thêm một loạt pin không có điện trở trong có EMF bằng ΔΦ vào một nguồn nhất định. Rõ ràng là trong trường hợp này không cần phải tính toán tất cả các mạch đơn giản; chỉ cần xem xét một - với EMF ΔΦ là đủ. Giá trị thu được của dòng điện trong các nhánh sẽ là những thay đổi mong muốn của dòng điện.
Ví dụ: chúng ta hãy tìm sự thay đổi dòng điện qua pin (ở pin trước bài toán) khi emf của pin đầu tiên () thay đổi một lượng ΔΦ. Chúng ta hãy sử dụng một mạch tương tự như 2,a, trong đó một pin có emf ΔΦ được kết nối tại chỗ . Trong mạch như vậy, dòng điện chạy qua là
Đây là sự thay đổi dòng điện qua pin khi emf thay đổi một lượng ΔΦ.
Hãy giải bằng phương pháp chồng chất bài toán F709. Chúng ta hãy nhớ lại các điều kiện của nó.
F709. Mạch hiển thị trong Hình 3 đã được lắp ráp. Emf của pin giảm 1,5 V, sau đó dòng điện trong các phần khác nhau của mạch thay đổi. Bạn cần thay đổi sức điện động của pin như thế nào để
- Dòng điện qua pin có bị bỏ qua không?
- Dòng điện qua pin có bị bỏ qua không?
Bỏ qua điện trở trong của pin.
Hình 3.
Hình 4 hiển thị các mạch đơn giản cho một mạch trong đó được thay thế bằng ΔΦ và bằng ΔΦ, trong đó ΔΦ là sự thay đổi mong muốn trong EMF . Để bỏ qua dòng điện qua pin thứ hai, dòng điện chạy qua pin này (tức là qua các nhánh mà từ đó pin này được “ném ra ngoài”) trong các mạch 4, a và 4, b, phải có độ lớn bằng nhau và ngược chiều.
Trong mạch 4, dòng điện chạy từ pin phát triển và dòng điện ΔI chạy vào đường chéo của không gian thu được, bằng với độ chênh lệch của dòng điện phân nhánh:
Trong sơ đồ 4, b
Đánh đồng các biểu thức thu được cho ΔI, chúng ta tìm thấy :
Chúng ta sẽ tìm thấy những dấu hiệu của sự thay đổi; so sánh cực tính của pin trong mạch ban đầu (Hình 3) và trong mạch 4, a và 4, b. Trong trường hợp của chúng tôi, pin được bật so với pin (tổng lực điện động nhỏ hơn ) và pin được bật có điều kiện đối với pin , trong khi chúng tôi nhận được - sức điện động của pin nên giảm. Nếu nó thành ra , điều này có nghĩa là emf sẽ được tăng lên.
35
Bài toán
-
Nhà phổ biến toán học người Anh, Bernard gọi thiết kế này gồm cá, quả bóng, hình nón và que (xem hình) là “Equilabrum”, kết hợp các từ “Cân bằng” và “Candelbra”. Khối lượng phải được đưa vào “cây tự do” (dấu ? trong hình) là bao nhiêu để “Equilabrum” ở trạng thái cân bằng? Tìm khối lượng của mỗi hình nếu biết khối lượng của thanh là 10 g.
-
Một nhóm du khách muốn đi từ làng A đến làng B trong thời gian ngắn nhất có thể (xem hình; bên cạnh mỗi con đường có ghi thời gian đi đường). Du khách nên đi tuyến đường nào?
-
Từ chân tháp ở góc đỏ phía trên, bạn cần đi 10 bậc đến góc đỏ phía dưới (xem hình; một bậc là lối đi qua một và một nuchat có số bên trong) sao cho tổng các số trong các khu vực được bao phủ là 60. Làm thế nào để thực hiện điều này?
-
Tìm đường đi từ A đến B đi qua các hình tròn và hình vuông nằm trong hình vuông 12x12 (xem hình) sao cho nó gồm bốn ■ ■ ■ (theo thứ tự đó).
Những bài toán này được lấy từ cuốn sách “Kurzweil durch Mathe” của Z. Lehman (Berlin, 1980).
36
A. Kalinin
Chải lông nhím
Bạn có để ý hình vẽ ở trang bốn của trang bìa không?
Khối đa diện với những cạnh gai nhô ra một cách kỳ lạ chính là con nhím mà chúng ta phải “chải”. Câu đố về con nhím bao gồm 8 hình ngũ giác bằng gỗ được buộc chặt bằng dây thun: bằng cách xoay hai nửa của con nhím so với nhau, bạn cần tạo cho nó hình dạng “chải kỹ” chính xác (Hình 1).
Nhưng trước khi chải lông cho con nhím, bạn cần phải làm nó.
Hãy làm một con nhím
Cách dễ nhất để tạo ra câu đố của chúng tôi là từ các khối gỗ dành cho trẻ em. Để làm điều này, bạn sẽ cần tám hình khối (đối với những người giỏi hình học, ba là đủ). Bạn cũng cần những mảnh đàn hồi mỏng và tám chiếc vòng có thể cắt từ ống nhựa. Thay vì những chiếc nhẫn, những chiếc cúc nhỏ cũng phù hợp. Chúng tôi khuyên bạn nên thực hiện câu đố theo trình tự sau:
- Cắt 8 hình ngũ giác từ các hình khối (Hình 2).
- Dùng dao và dũa bo tròn các mép của các cạnh vuông góc với nhau để chúng không chạm vào nhau khi tiện.
- Khoan một rãnh bên trong mỗi hình ngũ giác, kéo dài từ đỉnh nơi ba đường thẳng gặp nhau.
37
từ góc tới một điểm ở cạnh đối diện (Hình 3). Các kênh có thể được khoan bằng đinh hoặc mũi khoan mỏng.
-
Luồn một sợi dây thun qua các rãnh của hai hình ngũ giác và buộc nó bằng các vòng hoặc nút như trong Hình 3. Tiếp tục tương tự với ba hình còn lại theo cặp. Xin lưu ý rằng trong Hình 3 dây thun được thể hiện bị căng. Nó cần phải ép các khối năm mặt vào nhau.
-
Sơn các cạnh của mảnh ghép, chà nhám các phần bị cọ xát, phủ vecni lên chúng và chà nhám lại.
-
Lắp ráp câu đố bằng cách móc bốn cặp hình ngũ giác nối với nhau bằng dây thun để bạn có được một chú nhím “chải kỹ” (Hình 1, ).
Bây giờ bạn có thể chơi: xoay một nửa câu đố so với nửa còn lại nhiều lần. Làm điều này trong các mặt phẳng khác nhau. Sau khi xoay, các cạnh của mảnh ghép bắt đầu “lò ra” theo các hướng khác nhau. Điều này có thể được nhìn thấy trên bìa tạp chí và trong Hình 1, . Bây giờ hãy cố gắng đưa câu đố về vị trí ban đầu. Bạn sẽ ngạc nhiên rằng đây hóa ra lại là một nhiệm vụ khó khăn. Khó khăn nhưng cũng rất thú vị.
Khi chơi, hãy nhớ rằng bản lề cao su có thể chịu được khoảng 100 lượt, sau đó bạn cần dành vài phút để gỡ dây cao su và câu đố sẽ sẵn sàng để chơi lại.
Con nhím đến từ đâu?
Trong khoa học và công nghệ, điều xảy ra là một khám phá chỉ dẫn đến sự xuất hiện nhanh chóng của nhiều ý tưởng và hình ảnh mới thú vị. Điều gì đó tương tự đã xảy ra với câu đố Magic Cube. Chúng ta có thể cho rằng con nhím của chúng ta là họ hàng của khối biểu ngữ.
Trong Khối lập phương Ma thuật, 26 chiếc cốc nhỏ chia thành nhóm 9 chiếc được xoay trong sáu mặt phẳng. Điều này dẫn đến một câu đố rất khó, vì số cách sắp xếp các cốc nhỏ trong một cốc lớn vượt quá 43 triệu tỉ, tức là (cần phải dành một vài trang nhật ký để tìm ra trạng thái đúng duy nhất của khối lập phương).
Nếu bạn giảm số lượng cốc dọc theo cạnh của mảnh ghép từ ba xuống còn hai, bạn sẽ có được mảnh ghép có tám cốc (Hình 4). Cô ấy cũng không bận tâm - một bài báo khác trên tạp chí của chúng tôi dành riêng cho cô ấy: “Xoay các hình khối” («Kvant», 1981, số 12)
Hãy xem xét thêm một số ý tưởng có thể giúp bạn có được những câu đố độc đáo mới. Mục tiêu của chúng tôi là học cách tự mình phát minh và tạo ra các câu đố ma thuật có độ phức tạp khác nhau.
Ý tưởng thứ nhất: thay đổi hình dạng
Nếu bạn đặt cho mình mục tiêu là phát minh ra một câu đố mới, không khó để đi đến kết luận rằng các yếu tố chuyển động của câu đố không nhất thiết phải là hình khối. Và bản thân câu đố có thể không giống một khối lập phương mà giống một hình cầu chẳng hạn (Hình 5). Độ khó của việc giải các câu đố ở Hình 4 và 5 là như nhau. Nhưng nếu chúng ta lấy các khối đa diện khác làm cơ sở cho câu đố hình lập phương, thì các câu đố mới có độ phức tạp khác nhau sẽ xuất hiện (Hình 6). Việc chuyển đổi từ một khối lập phương có màu sang các khối đa diện có màu khác là ý tưởng đầu tiên để có được các câu đố mới.
Để hiểu cách thức và khối đa diện nào có thể được sử dụng để tạo ra các câu đố, chúng ta hãy lưu ý bốn đặc tính của chúng:
-
Tất cả các phần chia đôi một khối đa diện màu và cho phép nó quay đều là các khối đa diện đều đồng dạng có tâm trùng nhau.
-
Phải có ít nhất ba phần như vậy.
-
Các mặt cắt có thể đi dọc theo các cạnh của khối đa diện, như trong Hình 6 đối với khối bát diện, khối lập phương và khối mười hai mặt, hoặc giao nhau với các mặt, như trong cùng một hình đối với khối mười hai mặt.
38
- Mỗi phần tử di động của một khối đa diện màu bản thân nó là một khối đa diện, một số mặt của khối đó luôn nằm bên ngoài khối đố và các mặt còn lại luôn nằm hoàn toàn bên trong khối đố.
Dựa trên các đặc tính được mô tả và các ví dụ được hiển thị trong Hình 6, bạn có thể nghĩ ra các phiên bản câu đố đa diện màu của riêng mình. Nếu bạn có thiên hướng xây dựng, hãy cân nhắc việc chế tạo một cơ chế bản lề để khối xếp hình hoạt động an toàn hơn dây cao su của chúng ta. Về vấn đề này, tôi khuyên bạn nên xem bài viết “Cơ chế của khối ma thuật” của M. Evgrafov trong số trước «Kvant».
Ý tưởng thứ hai: thay đổi màu sắc
Nếu trong một trong các khối đa diện được tô màu của chúng ta, tất cả các mặt đều được sơn cùng một màu thì sẽ không có câu đố nào. Câu đố hai màu trong Hình 7 có thể ở bảy trạng thái khác nhau. Tất nhiên đây là một câu đố rất đơn giản. Nhưng nó sẽ trở nên phức tạp hơn nhiều nếu bạn di chuyển ranh giới màu (Hình 8). Tại sao điều này lại xảy ra?
Thực tế là các khối màu xanh đỏ của câu đố trong Hình 8, sau một loạt lần quay, có thể ở đúng vị trí của chúng, nhưng được định hướng khác nhau (ví dụ: có cạnh nằm ngang màu xanh lam). Nếu thực hiện cùng một chuỗi xoay với câu đố trong Hình 7, thì các khối màu xanh lam tương ứng sẽ trông giống như ở vị trí ban đầu. Nói cách khác, cùng một trạng thái của câu đố trong Hình 7 tương ứng với các trạng thái khác nhau của câu đố có hai màu. Câu đố đã trở nên khó khăn hơn!
Bằng cách kết hợp ý tưởng thay đổi màu sắc và hình dạng, sử dụng ý tưởng “các cạnh nhô ra”, bạn có thể nghĩ ra nhiều câu đố khác nhau.
Gửi bản vẽ câu đố của bạn cho người biên tập. Hoặc có thể bạn có thể đưa ra một cơ chế ban đầu cho họ?
39
Tôi có cần tìm ODZ không?
Hình thức truyền thống của bài toán trong kỳ thi tuyển sinh đại học là phương trình, bất đẳng thức, hệ thống (phương trình hay bất đẳng thức).
Nhiều sách hướng dẫn dành cho học sinh và người nộp đơn có lời giải thường đưa ra khuyến nghị vô điều kiện: “Đầu tiên chúng ta tìm ODZ!” Rõ ràng, tiếng vang của khuyến nghị này là sự công nhận nghệ thuật “Hãy nhớ ODZ!”, Được treo tại một trong những trường dạy nghề Leningrad.
Trước hết, chúng tôi lưu ý rằng chữ viết tắt ODZ không có trong sách giáo khoa phổ thông hiện nay. Cụm từ “Lĩnh vực Giá trị Chấp nhận được” có nghĩa là “lĩnh vực định nghĩa”.
OD của một phương trình hoặc bất đẳng thức, theo định nghĩa, là giao điểm của OD bên trái và bên phải của nó.
Vì vậy, có cần thiết phải bắt đầu các phương trình lời giải (bất đẳng thức, hệ thống) với ODZ của Nhật Bản không? Khi giải một phương trình (bất đẳng thức, hệ) có nhất thiết phải tìm ODZ, nhất là bắt đầu lời giải với ODZ của Nhật Bản thì không cần thiết; theo quy định, tức là trong hầu hết các phương trình (bất phương trình, hệ thức) thường được đề xuất trong kỳ thi tuyển sinh, không cần phải bắt đầu lời giải bằng ODZ tiếng Nhật; đôi khi, trong một số phương trình được chọn đặc biệt hoặc khó hơn (bất đẳng thức, hệ), sẽ rất hữu ích khi bắt đầu lời giải với ODZ của Nhật Bản.
Về nguyên tắc thì không cần
Phương trình (1) tương đương với hệ
điều đó không còn khó giải quyết nữa. (Nhân tiện, bất đẳng thức , xác định ODZ của phương trình (1), xuất phát từ phương trình có trong hệ (2).) Nếu muốn, bạn cũng có thể chuyển từ phương trình (1) sang phương trình dẫn xuất*) và kiểm tra các nghiệm tìm được. (Đã giải các phương trình (1) và hệ (2) tương đương với nó, tất nhiên không cần phải kiểm tra.) Ví dụ này: không đi đến phương trình tương đương mà đi đến phương trình suy luận, và việc thực hiện kiểm tra phải được ghi nhớ trong các ví dụ khác đang được xem xét.
Dễ dàng chứng minh rằng mọi phương trình có dạng
tương đương với hệ thống
Thực vậy. Nếu là nghiệm của phương trình (3), tức là phương trình số hợp lệ thì và ; Điều này có nghĩa là là nghiệm của hệ (4). Ngược lại, nếu là nghiệm của hệ (4), tức là phương trình số và là hợp lệ, thì ; kể từ , ; do đó, là nghiệm của phương trình (3).
Trong phương trình (1), việc tìm kiếm ODZ dẫn đến một phép tính không cần thiết nhưng dễ thực hiện. Tuy nhiên, đôi khi những khó khăn không thể vượt qua lại nảy sinh đối với những ứng viên đã quen với việc luôn tìm kiếm trình độ học vấn. Do đó, khi thiết lập phương trình ODZ , ngược lại, anh ta không giải quyết được bất đẳng thức , trong khi phương trình được đề cập bằng
40
mạnh mẽ vào hệ thống
giải quyết ngay lập tức.
Nói chung, mọi phương trình có dạng đều tương đương với “sự lựa chọn” của từng hệ
Bằng cách chọn cách “dễ dàng hơn”, bạn thường có thể thực hiện được mà không cần tìm kiếm DZ.
Phương trình tương đương với phương trình
(5)
đến lượt nó tương đương với phương trình
Thật vậy, nếu là nghiệm của phương trình (5), thì tất nhiên, nó cũng là nghiệm của phương trình (6): phương trình trong serdda, nghĩa là, với mọi và , đều được suy ra từ phương trình . Ngược lại, nếu là nghiệm của phương trình (6), tức là đẳng thức số là đúng, thì trước hết, ; có nghĩa là ; kể từ , ; do đó, là nghiệm của phương trình (5).
Phương trình (6) tương đương với mỗi phương trình
Tất nhiên, phương trình tương đương với phương trình (7)
nhưng, không giống như trường hợp trước, phương trình (7) không tương đương với phương trình ; nó tương đương, xét về sự tương đương của (3) và (4) đã được chứng minh ở trên, đối với hệ
và hơn nữa, với mỗi hệ thống
Phương trình có thể được giải theo cách tương tự, nhưng trong trường hợp này, dễ dàng hơn để nói ngay rằng ODZ của nó là một tập rỗng và do đó, nó có nghiệm.
Hãy chuyển sang bất đẳng thức
Bất đẳng thức (8) tương đương với tổng
(Giải hệ thứ hai từ hệ (9), đồng thời tìm được ODZ của bất đẳng thức (8).)
Trên thực tế, trước tiên hãy đặt là nghiệm của bất đẳng thức (8), tức là bất đẳng thức số là đúng. Hãy chứng minh rằng là nghiệm của một trong các hệ (9). Hãy xem xét hai trường hợp: và . Nếu , thì theo một trong các tính chất của bất đẳng thức số (nếu và , thì ; ngoài ra, trong trường hợp này, là nghiệm của hệ thứ nhất (9). Nếu , thì là nghiệm của hệ thứ hai (9), vì nó đúng và tất nhiên là ; từ theo sau , tức là lại là nghiệm của bất đẳng thức (8).
Dễ dàng chứng minh rằng mọi bất đẳng thức có dạng đều tương đương với tổng của hệ
(Bất đẳng thức có thể được giải theo cách tương tự.)
Việc giải quyết vấn đề sẽ dễ dàng hơn bằng cách giải bất đẳng thức có dạng ; Vì thế
*) Xem skoku trên trang. 229 của lợi ích nói trên.
41
một số bất đẳng thức tương đương với một hệ thống
Bất đẳng thức tương đương với hệ
Mọi bất đẳng thức có dạng đều tương đương với hệ
Hãy giải hai bất đẳng thức phức tạp hơn. (Kiểm tra xem bạn đã học được cách chứng minh sự tương đương chưa - hãy chứng minh từng sự tương đương bên dưới.)
Tập lời giải của bất đẳng thức phụ bằng . Do đó, bất đẳng thức (11) tương đương với bất đẳng thức
(để viết một hệ tương đương với các bất đẳng thức (12), chúng tôi buộc phải quy các bất đẳng thức mà ODZ thực tế đưa ra là các bất đẳng thức (10))
lời giải xa hơn là hiển nhiên.
Bất bình đẳng
tương đương với tổng thể của hệ thống
Hệ thống đầu tiên trong số này có lời giải . Hệ thứ hai tương đương với hệ
Chúng tôi đã học cách đối phó với sự bất bình đẳng .
Đôi khi hữu ích
Giải phương trình
(13)
bằng cách bình phương “chua” (thu được một phương trình hoàn chỉnh của bốn độ). Vì vậy, trước tiên chúng ta tìm phương trình ODZ - [1; 2]. Trên ODZ
Mặt khác, . Do đó, phương trình (13) tương đương với hệ
42
mà thực sự không có lời giải.
Và vào các phương trình
(14)
bình phương là xấu. ODZ của phương trình (14) - tia [−1; +∞[. Trên đoạn [−1; 0]
Điều này có nghĩa là phương trình (14) không có nghiệm trên đoạn này. Đối với , hàm trả về và do đó phương trình (14) không thể có [0; +∞ [ nhiều hơn một gốc. Một gốc: - dễ đoán.
phương trình
(15)
tương đương với hệ thống
(16)
vì việc cộng hệ quả của nó vào một phương trình (bất đẳng thức, hệ) sẽ dẫn đến một hệ tương đương. Trên ODZ [5; +∞ [ hệ (16) tương đương với hệ
Tóm lại, có hai lời khuyên. Khi trình bày lời giải trong mọi trường hợp không quá phức tạp thì chứng tỏ “tương đương” (⇔) và “theo sau” (⇒) là không cần thiết; Chỉ cần vinh quang hoặc biểu tượng là đủ để chỉ ra cái gì tương đương với cái gì hoặc cái gì tiếp nối cái gì. Nếu một phương trình (bất đẳng thức, hệ) chứa một biểu thức mà miền định nghĩa xác định miền định nghĩa của toàn bộ phương trình (bất đẳng thức, hệ), miễn là biểu thức này tham gia vào lời giải không thay đổi thì không đáng để tìm miền định nghĩa của nó.
tin tức khoa học
độ phóng xạ của proton
Hiện tượng này được các nhà khoa học phát hiện tương đối gần đây nhưng đã có lịch sử riêng.
Năm 1962, cái gọi là hiện tượng phóng xạ proton bị trì hoãn được phát hiện tại Viện nghiên cứu hạt nhân chung ở Dubna, khi một proton thoát ra khỏi một hạt nhân bị kích thích hình thành sau khi hạt nhân phát ra một positron.
Năm 1970, bước tiếp theo được thực hiện - độ phóng xạ proton của các lò phản ứng hạt nhân, tức là hạt nhân có thời gian tồn tại lâu dài ở trạng thái kích thích, đã được ghi lại.
Cuối cùng, vào năm 1981, các nhà vật lý người Đức đã quan sát thấy sự phát xạ của một proton từ hạt nhân ở trạng thái có năng lượng thấp nhất có thể, hay như người ta nói, ở trạng thái cơ bản.
Lưu ý rằng sự phân rã proton chỉ “được phép” đối với những hạt nhân có số neutron nhỏ hơn đáng kể so với số lượng đồng vị ổn định nhẹ nhất của một nguyên tố nhất định. Những hạt nhân như vậy được gọi là thiếu neutron. Ví dụ, Cs, một chất phát proton bị trì hoãn, có ít hơn 15 neutron so với đồng vị ổn định Cs.
Sự phân rã proton từ trạng thái cơ bản tạo ra các hạt nhân thậm chí còn thiếu neutron hơn và không dễ thu được chúng. Các nhà khoa học đã đi theo con đường này. Một chùm niken, được gia tốc bằng máy gia tốc cực mạnh, được đưa tới mỏ làm từ ruthenium hoặc molybdanum. Niken hạt nhân, kết hợp với hạt nhân minsch, biến thành các đồng vị thiếu neutron của luteti hoặc thulium:
sau đó trải qua sự phân rã proton.
Các phép đo đã chỉ ra rằng khi luteti chuyển hóa thành thú:
năng lượng proton là 1,22 MeV và chu kỳ thu hút của nó là 85±10 ms. Đối với đồng vị thulium, các giá trị này lần lượt là 1,04 MeV và 420±100 ms.
Bây giờ nhà vật lý vẫn đang khám phá loại phân rã proton cuối cùng được các lý thuyết dự đoán - sự phóng xạ hai proton, tức là sự phát xạ đồng thời hai proton bởi một hạt nhân.
V. Kuznetsov
44
-
Dòng điện chạy qua ống danh mục khi hướng của nó là . Xác định lực tác dụng của các electron trên một đơn vị diện tích bề mặt của cực dương nếu biết tỷ lệ .
-
Trong một từ trường, cảm ứng của nó là T, một thanh có chiều dài m quay với vận tốc góc không đổi rad/s. Trục quay đi qua một đầu của thanh và song song với các đường cảm ứng từ. Tìm lực điện động cảm ứng xuất hiện ở hai đầu thanh.
Ấn phẩm được biên soạn bởi G. Vardayan, D. Sedrakyan, G. Tonoyan
Viện thép và hợp kim Moscow
Toán học
Bài thi viết
Tùy chọn 1
-
Giải quyết hệ thống
-
Giải phương trình
-
Giải phương trình
-
Tìm miền xác định của hàm
-
Nội tiếp một hình trụ có thể tích lớn nhất vào một quả cầu có bán kính .
Tùy chọn 2 -
Giải phương trình
-
Giải bất đẳng thức
-
Giải phương trình
-
Giải quyết hệ thống
-
Một hình thang có diện tích lớn nhất nội tiếp đường tròn bán kính 4 có tâm tại điểm (4; 0) sao cho hai đỉnh kề nhau của nó nằm tại giao điểm của đường tròn với trục hoành, hai đỉnh còn lại nằm trên đường tròn. Tìm tọa độ các đỉnh và diện tích hình thang.
Vật lý
Bài thi vấn đáp
-
Một vật có khối lượng kg được treo vào trần thang máy. Lực N làm cho thang máy chuyển động đi lên. Tải trọng được đặt ở khoảng cách m tính từ trường thang máy. Sợi dây đột ngột bị đứt. Sẽ mất bao lâu kể từ lúc xoang vỡ cho đến khi tải trọng chạm sàn?
-
Một neutron (khối lượng của nó ) chạm vào hạt nhân đứng yên của nguyên tử carbon (). Giả sử va chạm là trung tâm và đàn hồi, hãy tìm xem động năng của neutron giảm đi bao nhiêu lần khi nó di chuyển ra xa.
-
Một hình trụ có thể tích l chứa heli dưới áp suất atm và ở nhiệt độ . Sau khi g gel được lấy ra khỏi quả bóng, nhiệt độ trong quả bóng giảm xuống . Xác định áp suất của gel còn lại trong quả bóng.
-
Một quả bóng có đường kính cm và điện tích C được đặt trong dầu có mật độ g/cm. Mật độ của vật liệu bóng là g/cm. Trong điện trường nào, hướng thẳng đứng lên trên, quả cầu phải được đặt sao cho nó nổi trong dầu?
-
Một hiệu điện thế V được đặt vào giữa các bản của một tụ điện phẳng đặt cách nhau cm. Một tấm chồng song song mặt phẳng có độ dày cm và một tấm parafin song song với mặt phẳng có độ dày cm được đặt trong khoảng trống giữa các tấm. Tìm hướng dẫn trên mỗi lớp. Công suất thực phẩm điện môi bằng nhau, tương ứng với và .
-
Tìm lượng nhiệt tỏa ra mỗi giây trên một đơn vị thể tích của dây đồng ở mật độ dòng điện là A/cm. Điện trở suất của đồng Ohm m.
-
Một electron đi vào một tụ điện phẳng nằm ngang, song song với các bản của nó, với tốc độ m/s. Chiều dài của tụ điện là cm, hướng của điện trường của tụ điện là V/cm. Khi một electron rời khỏi tụ điện, nó đi vào một từ trường có các đường thẳng vuông góc với các đường hợp lưu của điện trường. Cảm ứng từ trường T. Tìm bán kính quỹ đạo xoắn ốc của electron trong từ trường.
-
Một cuộn dây có độ tự cảm là H, được nối với một tụ điện phẳng có diện tích các bản là cm và khoảng cách giữa chúng là mm. Giá trị điện môi của môi trường thực phẩm lấp đầy khoảng trống giữa các bản là bao nhiêu nếu mạch được truyền với chiều dài sóng m?
-
Ánh sáng từ không khí rơi xuống một tấm kính phẳng song song bị phản xạ (từ tấm kính) một góc và khúc xạ (trong tấm kính) một góc . Xác định tốc độ ánh sáng trong nhựa.
-
Một vật tích điện có khối lượng kg và điện tích K chuyển động từ vô cực với tốc độ m/s dọc theo trục quang chính của gương lõm có bán kính cong m đến cực của nó, nơi đặt một điện tích khác . Xác định giá trị điện tích tại đó vật tích điện vẫn giữ nguyên.
Ấn phẩm được biên soạn bởi V. Buzanov, O. Malyuchkov, V. Razumeiko
45
Mátxcơva
thủy phân
viện
Toán học
Bài thi viết
Tùy chọn 1
- Tìm cosin của các góc tạo thành vectơ với các vectơ cơ sở.
- Giải phương trình
- Giải phương trình
- Tiếp tuyến vẽ với parabol tại điểm quay quanh trục . Tìm thể tích của vật thu được khi quay một đoạn tiếp tuyến giới hạn bởi điểm tiếp tuyến và giao điểm của tiếp tuyến với trục .
- Thể tích của hình tam giác thẳng là . Tại đáy của sự nhận biết nằm cạnh của đáy sao cho tổng bề mặt của sự nhận biết là nhỏ nhất?
Tùy chọn 2
-
Trong mặt phẳng , tìm vectơ vuông góc với vectơ và có cùng độ dài.
-
Tìm tất cả các phương trình lời giải
thỏa mãn điều kiện . -
Tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hàm trên khoảng và vẽ đồ thị.
-
Giải phương trình
-
Trong hệ tọa độ góc thẳng Descartes , một hàm được cho, giới hạn bởi các đường và tiếp tuyến với đường cong tại điểm , tại đó . Tìm diện tích của hàm . Bài toán thi vấn đáp
-
Tìm và nếu , .
-
Tìm hàm tuyến tính nếu , .
-
Tìm hàm bậc hai nếu , , .
-
Tìm hàm nghịch đảo của a) ;
- ;
b) .
-
Tìm hiểu xem hàm số chẵn hay lẻ
a) ;
b) ;
b) . -
Tìm miền xác định của hàm
a) ;
b) ;
b) ;
d) ;
e) . -
Vẽ đồ thị hàm số
a) ;
b) ;
b) . -
Tìm giới hạn
a) ;
b) ;
b) . -
Tìm một hàm tùy ý
a) ;
b) ;
b) . -
Tìm phương trình tiếp tuyến của parabol nếu tiếp tuyến này song song với đường thẳng .
-
Tìm hàm phản đạo hàm
-
Tại giá trị dương nào của tham số của hàm diện tích được giới hạn bởi các đường , , , lớn hơn 3?
-
Tìm tất cả các giá trị của mà bội số
chỉ chứa một dấu chấm. Tìm điểm này. -
Tính độ dài của vectơ cho trước , và .
-
Một đoạn có chiều dài đều là dây cung của hình cầu có bán kính 1 và nằm hợp một góc với đường kính của hình cầu này. Khoảng cách từ đầu của đường kính đến đầu của dây cung gần với nó là . Xác định .
46
Vật lý
Nhiệm vụ thi vấn đáp
-
Ordium bay ra với tốc độ m/s theo góc so với đường chân trời. Xác định độ cao cao nhất và thời gian bay bên ngoài. Yêu cầu sức cản không khí.
-
Một ô tô có khối lượng chuyển động với vận tốc không đổi : 1) dọc theo một mặt phẳng nằm ngang; 2) ở chỗ lồi; 3) dọc theo một nơi lõm. Bán kính cong của địa điểm trong hai trường hợp cuối là . Ôtô ép tại chỗ bằng bao nhiêu lực, đi qua phần giữa của nó trong mỗi trường hợp?
-
Một vận động viên trượt băng có khối lượng kg, đứng trên giày trượt trên băng, ném một vật có khối lượng kg theo phương ngang với tốc độ m/s. Giày trượt sẽ lăn được bao xa trong lần trượt băng tốc độ này nếu hệ số ma sát của giày trượt trên mặt băng là ?
-
Xi lanh có thể tích l và l chứa khí. Áp suất trong xi lanh thứ nhất là mPa, trong xi lanh thứ hai - mPa. Xác định áp suất tổng sau khi nối các bình nếu nhiệt độ của khí giữ nguyên.
-
Trong không khí, ở khoảng cách cm có hai điện tích chính xác C và C. Tìm hướng của điện trường tại một điểm nằm ở giữa các điện tích.
-
Xác định điện trở trong của pin nếu biết rằng khi nó bị chập đến điện trở ngoài Ohm thì điện áp ở các cực của pin là V và khi bị chập đến điện trở Ohm thì điện áp ở các cực của pin là V. Có thể xác định điện trở của dây nguồn.
-
Tìm công suất của một lò sưởi điện nếu nó có thể dùng để đun sôi lít nước trong phút. Nhiệt độ nước ban đầu ; Hiệu suất làm nóng ; nhiệt dung riêng của nước J/(kg K).
-
Một dây dẫn thẳng mang dòng điện đặt trong từ trường một vỏ có cảm ứng T. Xác định lực tác dụng lên dây dẫn nếu chiều dài dây dẫn là cm, cường độ dòng điện là A và hướng của dòng điện tạo thành một góc với hướng của cảm ứng trường.
-
Một sợi dây buộc xuống đáy hồ có chiều dài m, nhô ra khỏi mặt nước m. Tìm độ dài bóng của dây buộc ở đáy hồ nếu tia sáng Mặt trời chiếu xuống mặt nước một góc . Chỉ báo giả định nước .
-
Làm thế nào để thu được ảnh thu nhỏ của một vật khi sử dụng gương cầu lõm?
Ấn phẩm được biên soạn bởi V. Kovalev, A. Nazaretov, G. Tkachev, G. Shadrin
Viện kỹ thuật công nghiệp thực phẩm Moscow
Matematika
Bài thi viết
Tùy chọn 1
(kỳ thi đầu tiên tại Khoa Cơ học)
-
Đơn giản hóa biểu thức
và đánh giá tại và . -
Các nghiệm của phương trình bậc hai đều là số nguyên, với một nghiệm có kích thước gấp đôi nghiệm kia. Thời hạn miễn phí là gì?
-
Tính nếu
-
Giải phương trình
-
Tìm giá trị nguyên lớn nhất của thỏa mãn bất đẳng thức
-
Giải phương trình
-
Tìm giá trị lớn nhất của hàm trên đoạn .
-
Góc tiếp tuyến với đường cong tạo thành với trục hoành tại điểm với trục hoành ?
-
Vẽ đồ thị hàm số . Đồ thị có trục có bao nhiêu lỗi?
-
Tìm tổng của cấp số nhân nếu biết số hạng thứ hai là , giá trị của cấp số nhân là . Tùy chọn 2
(kỳ thi thứ 2 khoa Cơ học) -
Chu vi của một tam giác đều là 32 cm, đáy có tỉ lệ với cạnh là 6:5. Xác định diện tích của hình tam giác.
-
Tính diện tích hình được giới hạn bởi các đường , .
-
Tính nếu .
-
Tính .
-
Đơn giản hóa biểu thức
-
Tìm nghiệm nguyên dương nhất của phương trình
Viết Đáp số theo độ. -
Tìm độ dài đường trung tuyến của tam giác vẽ từ đỉnh nếu , và là các đỉnh của tam giác.
48
Tùy chọn 2
- Đơn giản hóa biểu thức
- Giải phương trình
- Giải bất đẳng thức nếu , .
- Giải phương trình
- Tìm thể tích của hình nón có chiều cao là 12 dm và diện tích mặt cắt ngang là 48 dm.
Bài toán thi vấn đáp
- Vẽ đồ thị hàm số
a) ;
b) . - Tìm dấu của log số x nếu .
- Giải bất đẳng thức
- Tích của hàm ánh xạ khoảng tới tập hợp nào?
- Tìm tất cả các giá trị của a mà bất đẳng thức đúng
- Tính diện tích hình được giới hạn bởi các đường , , .
- Tìm góc giữa các cạnh rời nhau của một đường thẳng tam giác vuông.
Vật lý
Bài toán thi vấn đáp
- Hai tàu đang chuyển động so với bờ với vận tốc kt và kt, hướng theo các góc và so với kinh tuyến. Vận tốc của tàu thứ hai so với tàu thứ nhất là bao nhiêu? (1 hải lý = 0,514 m/s - ghi chú ped.).
- Một tàu buôn sau khi đưa hàng đến cảng Murmansk ( tàu phía bắc), đã vận chuyển hàng đến một cảng nằm trên đường xích đạo. Trọng lượng hàng hóa ở xích đạo giảm bao nhiêu so với trọng lượng hàng hóa tại cảng Murmansk? (Đối với lời giải bài toán hãy tính đến hiệu ứng được tạo ra bởi chuyển động quay của Trái đất; coi Trái đất là một quả bóng.)
- Khi đang nâng tàu lên, một tảng băng lớn đã va vào bến tàu. Điều gì sẽ xảy ra với mực nước trong bến tàu khi tảng băng tan?
- Có bao nhiêu phân tử được chứa: 1) trong 1 cm nước ngọt; 2) trong 1 cm không khí (trong điều kiện bình thường)?
- Ba điện tích giống nhau C nằm ở các đỉnh của một tam giác đều có cạnh cm. Phải thực hiện bao nhiêu công để sắp xếp các điện tích này thành một đường thẳng với khoảng cách giữa các điện tích lân cận là 10 cm? Các điện tích ở trong chân không.
- Một quả bóng tích điện có bán kính cm được nối bằng một dây dẫn mỏng dài với một quả bóng không tích điện có bán kính cm. Sau khi các quả bóng được tách ra, năng lượng của quả bóng thứ hai là J. Quả bóng thứ nhất đã tích điện bao nhiêu trước khi nối? Bỏ qua tính chất điện của dây dẫn nối.
- Một thang máy có khối lượng t tăng lên độ cao m trong s. Điện áp ở động cơ điện là V, hiệu suất là . Xác định công suất tiêu thụ của động cơ và dòng điện trong cuộn dây động cơ.
- Mạch vô tuyến của tàu được đặt ở tần số MHz. Nên thay đổi điện dung của tụ điện biến thiên của mạch dao động của ứng dụng như thế nào để nó tồn tại ở bước sóng m?
- Bóng đèn bên trái phát ra sóng điện từ có chiều dài m tương ứng với màu đỏ. Độ dài của những tia này trong nước () là bao nhiêu?
- Cánh buồm màu nào, đen hay trắng, ánh sáng sẽ tạo áp lực lớn hơn?
Ấn phẩm đã được chuẩn bị
E. Bannaya, A. Pankov, B. Tsilik
Viện kỹ sư Riga
hàng không dân dụng
họ. Lênin Komsomol
Toán học
Bài thi viết
Tùy chọn 1
- Một phần được vẽ qua đỉnh của một đáy tam giác vuông và giữa hai cạnh của đáy. Tìm diện tích mặt cắt ngang và thể tích của đáy khi biết cạnh đáy a và góc a giữa mặt cắt đó và đáy.
- Giải phương trình
- Giải phương trình
- Giải phương trình
- Tính giới hạn
49
Tùy chọn 2
-
Một mặt phẳng được vẽ qua một đường thẳng tam giác vuông qua một cạnh bên và một chiều cao. Tỉ số giữa diện tích mặt cắt và tổng bề mặt của các đường thẳng là . Tìm góc nhị diện ở đáy.
-
Giải phương trình
- Giải bất đẳng thức
-
Tìm nếu bạn biết rằng và .
-
Tìm góc giữa vectơ và , nếu là gốc tọa độ thì vectơ tạo các góc với trục , tương ứng bằng và điểm có tọa độ .
Vật lý
Bài thi viết
Tùy chọn 1
-
Luật Boyle - Mariotte, Gay-Lusac, Charles. Biểu đồ của các luật này. Khái niệm về abscyltom của nhiệt độ bằng 0. Thang nhiệt độ tuyệt đối. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng.
-
Một nam châm vĩnh cửu thẳng rơi xuyên qua một vòng kim loại. Nam châm có rơi do gia tốc rơi tự do không? Sức cản không khí có thể được yêu cầu. Đáp số giải thích.
-
Mặt phẳng mô tả một “vòng chết” trong mặt phẳng thẳng đứng. Xác định tốc độ thấp nhất của máy bay mà tại đó phi công sẽ không thoát khỏi máy bay ở đầu đường vòng. Bán kính vòng lặp m. Gia tốc trọng lực m/.
-
Xác định giá trị cực đại của động năng và tốc độ của electron phát ra từ kim loại dưới tác dụng của tia gamma có bước sóng nm. Hằng số Planck J s. Tốc độ ánh sáng là m/s. Khối lượng của một electron là kg.
Tùy chọn 2
-
Định luật phản xạ ánh sáng. Xây dựng ảnh trong gương cầu. Gương tập trung.
-
Chu kỳ dao động của một nam châm, một bình có khối lượng nhỏ được treo bằng một sợi dây dài và chứa đầy nước, sẽ thay đổi như thế nào nếu nước dần dần chảy ra khỏi một lỗ ở đáy bình?
-
Viên đạn lợn xuyên qua bến tàu và tốc độ của viên đạn giảm từ m/s xuống m/s. Phần nào của viên đạn bị tan chảy? Bến cảng có hệ thống sưởi có thể được yêu cầu. Nhiệt độ ban đầu . Điểm nóng chảy của chì là . Nhiệt độ riêng của chì là kJ/(kg K). Điểm nóng chảy riêng của chì là J/kg.
-
Một electron (điện tích C, khối lượng kg) bay với tốc độ m/s vào một từ trường đều có dấu hiệu T vuông góc với đường sức. Tìm bán kính đường tròn mà electron quay trong trường này.
Tùy chọn 3
-
AC. Máy phát điện. Chu kì và tần số của dòng điện xoay chiều. Giá trị hiệu dụng của điện áp và dòng điện. Máy biến áp. Truyền tải và phân phối năng lượng.
-
Chùm tia sáng đỏ và xanh truyền từ nước vào không khí. Hiển thị đường đi của tia. Đáp số giải thích.
-
Một viên đạn có khối lượng kg, bay nghiêng một góc so với phương thẳng đứng với tốc độ m/s, chạm vào một bệ chứa đầy cát và mắc kẹt trong đó. Tìm vận tốc của bệ sau khi viên đạn rơi nếu khối lượng của nó là t.
-
Một electron trong nguyên tử hydro không bị kích thích nhận được năng lượng eV. Anh ta đã chuyển đến mức năng lượng nào? Có thể nhìn thấy bao nhiêu vạch trên quang phổ bức xạ khi các electron chuyển động về mức năng lượng thấp hơn? Năng lượng trạng thái cơ bản của nguyên tử hydro là eV.
Ấn phẩm được biên soạn bởi L. Gutsin, N. Larshonova, Y. Shaitsan
Bài toán
độc giả của chúng tôi
Nhiều bà nội trợ sử dụng cái gọi là bình bảo vệ sữa khi đun sôi sữa. Hai “cánh cổng” như vậy được thể hiện trong hình. Cái thứ nhất (loại cũ) làm bằng đất nung, phía trên có một vết lõm hình xoắn ốc và một lỗ nhỏ ở bên cạnh. Con thứ hai (thằn lằn hiện đại) trông giống như một cái chày nhỏ.
xoay tấm kim loại, ở phía dưới có hai hốc hình vòng nối các lạc đà hướng tâm.
Các bọt khí thoát ra từ đáy chảo hoặc từ chính “tấm bảo vệ” (đặt dưới đáy chảo) thoát ra khỏi lỗ bên của “bảo vệ”, nổi lên và làm vỡ bọt trên sữa, giúp sữa không bị “trốn thoát”.
Có vẻ như mọi thứ đều rõ ràng. Nhưng tại sao lại có một hốc hình xoắn ốc (hoặc hình chiếc nhẫn) trong “nhà cổng”?
L. Ashkinzi
50
Trường lập trình tương ứng
Bài 20: Tham số thủ tục và hàm
Trong Pascal, cả thủ tục và hàm đều có thể có danh sách các tham số. Mỗi tham số thủ tục*) được biểu diễn trong phần mô tả thủ tục bằng một tên nhất định, được gọi là tham số hình thức. Tham số hình thức đóng vai trò là một chỉ định cho phép chúng ta mô tả chuỗi hành động mà chúng ta muốn áp dụng trong các lần thực hiện thủ tục khác nhau với các đại lượng thực tế khác nhau. Các giá trị này được chỉ định trong câu lệnh gọi thủ tục hoặc trong xử lý hàm dưới dạng danh sách các tham số thực tế, độ dài của nó trùng với độ dài của danh sách các tham số hình thức. Sự tương ứng vị trí đơn giản được thiết lập giữa các tham số hình thức và thực tế: tham số thực tế đầu tiên tương ứng với tham số hình thức đầu tiên, tham số thứ hai với tham số thứ hai, v.v. Mỗi tham số định dạng của một thủ tục chỉ có ý nghĩa trong phạm vi thủ tục này. Khi bắt đầu thủ tục, tham số hình thức được liên kết với giá trị được chỉ định bởi tham số thực tế tương ứng và tồn tại bên ngoài thủ tục này.
Pascal có bốn loại tham số: tham số giá trị, tham số biến, tham số thủ tục và tham số hàm. Loại tham số này hoặc tham số khác của thủ tục được chỉ định trong tiêu đề của nó (xem bài 16).
*) Mọi điều được nói ở đây và bên dưới về tham số thủ tục đều được chuyển hoàn toàn sang tham số hàm.
Thông số-giá trị
Các thông số giá trị được mô tả bằng sơ đồ:
Tham số giá trị của một thủ tục là biến cục bộ của nó (đối với tên cục bộ và tên chung trong Rapier, xem Bài 7). Một tham số hình thức đại diện cho biến này trong phần mô tả thủ tục. Tham số thực tế trong trường hợp này phải là biểu thức cùng loại với biến được biểu thị bằng tham số định dạng tương ứng. Khi thủ tục được gọi, biểu thức này được đánh giá và giá trị kết quả được gán cho biến làm giá trị ban đầu. Sau này, khi thủ tục được thực thi, biến này không khác gì các biến cục bộ khác của thủ tục này.
Ước số chung nhất của hai số nguyên dương có thể được thực hiện bằng hàm sau:
function nod(x, y:integer):integer;
{0≤y≤X}
begin if y=0
then nod:=x
else nod:=nod(x,x mod y)
end;
Nhiệm vụ 20.1. Mô tả chức năng sau đây có sẵn:
function a(x,y:integer):integer;
{x≥0,y≥0}
begin if x=0
then a:=y+1
else if y=0
then a:=a(x-1,1)
else a:=a(x-1,a(x,y-1))
end;
Xác định số lượng phiên bản tối đa của tham số x tồn tại đồng thời khi thực hiện truy cập a (2,2).
Thông số biến
Sơ đồ mô tả các tham số biến trông như sau:
51
Trong trường hợp này, tham số thực tế phải là một biến thuộc loại đã chỉ định và tham số hình thức đóng vai trò là chỉ định của biến đó trong toàn bộ thời gian thực hiện quy trình nhất định. Nếu tham số thực tế chứa các chỉ mục, chúng sẽ được tính tại thời điểm thủ tục được gọi.
Tham số biến là bắt buộc trong mọi trường hợp tham số được sử dụng để biểu thị kết quả của một thủ tục hoặc hàm.
Các chương trình sắp xếp được thảo luận trong số thứ hai «Kvant» đã sử dụng loại tham số này.
Cho có những mô tả sau:
var k:integer;
b:array [1...100]of real;
procedure max(var i:integer);
{1≤i<100}
var j:integer;
begin
for j:=i+1 to 100 do
if b[i]<b[j]then i:=j
end;
Sau đó, sau khi thực thi các toán tử k:=20; max(k), biến k sẽ được gán chỉ mục của phần tử lớn nhất của b[20], b[21], ..., b[100].
Nhiệm vụ 20.2. Có thể sử dụng thủ tục
procedure заменa(var x,y:integer);
var z:integer;
begin
z:=x;
x:=y;
y:=z
end
để trao đổi giá trị cho hai biến kiểu số nguyên bất kỳ? Ví dụ: giá trị của các biến k và a[20] có được đặt sau lệnh gọi thay thế (k, a [k+1]) nếu giá trị thực thi của nó là 19 không?
Nhiệm vụ 20.3. Hãy để có những mô tả
type табличца=array[1..2,1..2] of integer;
procedure умножение(var x,y,z:tabличца);
begin
z[1,1]:=x[1,1]*y[1,1]+x[1,2]*y[2,1];
z[1,2]:=x[1,1]*y[1,2]+x[1,2]*y[2,2];
z[2,1]:=x[2,1]*y[1,1]+x[2,2]*y[2,1];
z[2,2]:=x[2,1]*y[1,2]+x[2,2]*y[2,2]
end;
và ba bảng được đưa ra
a = (1 1) , b = (2 2) , c = (3 3) .
Xác định chế độ xem bảng a, b và c sau mỗi mục trên:
умножение (a, b, c), умножение (a, b, a), умножение (a, b, b). Điều gì sẽ xảy ra trong cùng các lệnh gọi này nếu tham số x và y được tạo thành giá trị tham số? Điều gì xảy ra nếu z cũng trở thành một tham số giá trị?
Tham số thủ tục và tham số chức năng
Sơ đồ mô tả các tham số thủ tục và tham số hàm có dạng như sau:
function function(экспilon, a,b:real;
function f:real):real;
{f(x) — вещественная функция с одним параметром типа real. Функция непрерывна в интервале a≤x≤b и имеет в точках а и b значения разных значений}
var c:real; d:boolean;
begin
if f(a)>0 then
begin c:=a; a:=b; c:=b end;
d:=true;
52
Về kết quả cuộc thi “Liên vũ trụ nhỏ”
Ủy ban Trung ương Komsomol, Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô, Bộ Giáo dục Liên Xô, Ủy ban Giáo dục Kỹ thuật Nghề nghiệp Nhà nước Liên Xô, Hiệp hội Liên minh “Znanie” từ tháng 2 đến tháng 11 năm 1981 đã tổ chức cuộc thi toàn Liên minh đầu tiên dành cho học sinh trung học, tính chuyên nghiệp cho dự án thí nghiệm không gian tốt nhất, dành riêng cho lễ kỷ niệm 20 năm chuyến bay vào vũ trụ có người lái đầu tiên, công dân Liên Xô Yu. A. Gagarin *). Các chàng trai và cô gái đến từ các vùng Ukraine, Belarus, Kazakhstan, Gorky, Kaluga, Moscow, Rostov, Saratov, Tashkent đã tham gia tích cực vào cuộc thi. Mátxcơva, Tbilisi. Tổng cộng, Ban tổ chức cuộc thi đã tiếp nhận trên 2 nghìn đề tài thí nghiệm khoa học, kỹ thuật, ứng dụng, công nghệ.
Từ ngày 3 đến ngày 6 tháng 11, chặng cuối cùng của cuộc thi diễn ra tại Moscow, với sự tham gia của 400 người đứng đầu các hiệp hội khoa học và kỹ thuật, những người trẻ đam mê phiêu lưu và du hành vũ trụ từ tất cả các quốc gia giàu tài nguyên. Trung bình trong số họ có 94 thành viên của VOIR và NOU, 44 người tham gia VDNH của Liên Xô, 26 người đoạt giải HTTM. Theo độ tuổi, đại đa số là học sinh lớp 8-10. Thí sinh nhỏ tuổi nhất tham dự trận chung kết là Ira Durmanova, học sinh lớp 3 đến từ TP. w. Số 6 Kherson. Sau đây là các đoàn sinh viên đến từ các nước Cộng hòa Nhân dân Việt Nam, Cộng hòa Nhân dân Việt Nam, Cộng hòa Dân chủ Đức, Lào, Mông Cổ, Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam và Tiệp Khắc được đưa vào vòng chung kết của cuộc thi.
Đọc các dự án đề xuất cho 8 phần. Họ được dẫn dắt bởi các tác giả.
*) Điều lệ cuộc thi được công bố năm «Kvant», 1981, số 4, 5.
Nhiệm vụ 20.4. Mô tả các thủ tục được đưa ra:
thủ tục p;
begin writeln (15) end;
procedure r(x:integer;procedure g);
procedure q;
begin writeln(x) end;
begin
if x=1
then g
else if x=10
then r(x-1,q)
else r(x-1,g)
end;
Nội dung sẽ được in sau khi thực hiện từng câu lệnh gọi
r(20,p), r(5,p)?
V. Kasyanov
Thông tin
Về kết quả cuộc thi “Liên vũ trụ nhỏ”
Ủy ban Trung ương Komsomol, Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô, Bộ Giáo dục Liên Xô, Ủy ban Giáo dục Kỹ thuật Nghề nghiệp Nhà nước Liên Xô, Hiệp hội Liên minh “Znanie” từ tháng 2 đến tháng 11 năm 1981 đã tổ chức cuộc thi toàn Liên minh đầu tiên dành cho học sinh trung học, tính chuyên nghiệp cho dự án thí nghiệm không gian tốt nhất, dành riêng cho lễ kỷ niệm 20 năm chuyến bay vào vũ trụ có người lái đầu tiên, công dân Liên Xô Yu. A. Gagarin *). Các chàng trai và cô gái đến từ các vùng Ukraine, Belarus, Kazakhstan, Gorky, Kaluga, Moscow, Rostov, Saratov, Tashkent đã tham gia tích cực vào cuộc thi. Mátxcơva, Tbilisi. Tổng cộng, Ban tổ chức cuộc thi đã tiếp nhận trên 2 nghìn đề tài thí nghiệm khoa học, kỹ thuật, ứng dụng, công nghệ.
Từ ngày 3 đến ngày 6 tháng 11, chặng cuối cùng của cuộc thi diễn ra tại Moscow, với sự tham gia của 400 người đứng đầu các hiệp hội khoa học và kỹ thuật, những người trẻ đam mê phiêu lưu và du hành vũ trụ từ tất cả các quốc gia giàu tài nguyên. Trung bình trong số họ có 94 thành viên của VOIR và NOU, 44 người tham gia VDNH của Liên Xô, 26 người đoạt giải HTTM. Theo độ tuổi, đại đa số là học sinh lớp 8-10. Thí sinh nhỏ tuổi nhất tham dự trận chung kết là Ira Durmanova, học sinh lớp 3 đến từ TP. w. Số 6 Kherson. Sau đây là các đoàn sinh viên đến từ các nước Cộng hòa Nhân dân Việt Nam, Cộng hòa Nhân dân Việt Nam, Cộng hòa Dân chủ Đức, Lào, Mông Cổ, Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam và Tiệp Khắc được đưa vào vòng chung kết của cuộc thi.
Đọc các dự án đề xuất cho 8 phần. Họ được dẫn dắt bởi các tác giả.
Trong chương trình làm việc với những người tham gia cuối cùng, đặc biệt chú ý đến việc học sinh không đạt được thành tựu của Liên Xô và các nước xã hội chủ nghĩa về khoa học công nghệ, thành công trong việc tìm tòi, khám phá vũ trụ. Các chàng trai đã đến thăm Lăng V.I. Lênin đã đến thăm “Thành phố Ngôi sao”, các hoạt động khoa học, bảo tàng, Triển lãm Thành tựu Kinh tế của Liên Xô,
57
Trường Vật lý Tương ứng (3FS) thuộc Khoa Vật lý của Đại học quốc gia Moscow. MV Lomonosov thông báo tuyển sinh lớp 9 và lớp 10 cho năm học tới.
Mục tiêu chính của 3FS là giúp học sinh trung học nghiên cứu vật lý sâu hơn trong phạm vi chương trình giảng dạy ở trường, cũng như chuẩn bị tốt hơn cho kỳ thi đầu vào vật lý vào giáo dục đại học, chủ yếu là Khoa Vật lý của Đại học Tổng hợp Moscow.
Việc tuyển sinh vào 3FS được thực hiện dựa trên kết quả của nhiệm vụ giới thiệu lời giải được công bố dưới đây. Lời giải của bài tập giới thiệu phải được gửi trước ngày 15 tháng 9 tới địa chỉ: 117234, Moscow, V-234, Leninskie Gory, Đại học Tổng hợp Moscow, Khoa Vật lý, Trường Đại học Vật lý. Vui lòng gửi kèm theo hai bản sao của bảng câu hỏi trong thư, viết trên tờ giấy dày có kích thước 7x12 cm và điền theo mẫu sau:
Họ, tên, chữ viết tắt
Lớp học
Nghề nghiệp của cha mẹ và
vị trí nắm giữ
Địa chỉ nhà chi tiết
Số trường và địa chỉ
Sidorov Ivan Petrovich
ngày 9
bố là kỹ sư
mẹ là bác sĩ
248016, Kaluga, st.
K. Libknesta, 4, thích hợp. 73
trường số 10, st. Pushkinna, 3d.
Lời giải Hội đồng tuyển sinh 3FS sẽ được thông báo tuyển sinh trước ngày 15 tháng 10. Các bài tập giới thiệu đã được xác minh sẽ không được gửi lại.
Trong năm, các thành viên của 3FS được gửi các bài phát triển phương pháp luận và bài tập kiểm tra về các phần vật lý khác nhau đã học ở trường trung học. Các bài tập đã giải được đánh giá, giải và trả lại cho học sinh. Vào cuối năm học, học sinh lớp 9 được lên lớp 10 dựa trên điểm đạt được của lời giải bài tập kiểm tra. Những người hoàn thành khóa đào tạo sẽ nhận được chứng chỉ hoàn thành 3FS.
Nhiệm vụ giới thiệu
Những người vào lớp 9 dành cho lời giải người chào hàng bài toán 1-4, những người vào lớp 10 - bài toán 3-6.
-
Một vật có khối lượng m trượt không vận tốc ban đầu xuống một ngọn đồi có độ cao H (Hình 1). Hệ số ma sát giữa vật và bàn trượt μ. Cầu trượt có thể chuyển động không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang; khối lượng trượt M; góc nghiêng so với đường chân trời α. Tìm quãng đường mà cầu trượt di chuyển khi vật di chuyển dọc theo cầu trượt.
-
Hai quả cầu có khối lượng m và M chuyển động vuông góc với nhau với vận tốc lần lượt là v và V. Sự va chạm của chúng xảy ra, kết quả là các quả bóng dính vào nhau và sau đó chuyển động thành một khối thống nhất. Xác định năng lượng tỏa ra khi va chạm dưới dạng vật thể.
-
Một khối lập phương đồng chất có khối lượng m có chiều dài cạnh a nằm trên một mặt phẳng nằm ngang; hệ số ma sát giữa bề mặt và khối lập phương là μ=0,8. Một tải có khối lượng M được gắn vào khối lập phương bằng một sợi dây không hòa tan và ném qua một khối đứng yên (Hình 2). Ở độ cao tối thiểu h nào khi buộc sợi dây thì đáy của khối lập phương sẽ bị đẩy ra và khối đó sẽ di chuyển về phía trước? Bỏ qua ma sát của sợi dây trên vật.
-
Được biết, gia tốc trọng trường trên bề mặt Mặt trăng nhỏ hơn khoảng 6 lần so với trên bề mặt Trái đất. Từ đó, hãy ước tính kết quả mà những người giữ kỷ lục thế giới về chiều cao và chiều dài của khóa, cú ném lao và cuộc đua 100 mét sẽ thể hiện trên Mặt trăng.
-
Hình trụ làm bằng vật liệu cách điện thân, được chia thành ba phần có thể tích V1, V2 và V3 bằng các nắp không dẫn điện. Cả ba phần đều chứa cùng một loại khí, áp suất và nhiệt độ của nó ở phần thứ nhất là p1 và T1, ở phần thứ hai - p2 và T2, và ở phần thứ ba - p3 và T3. Áp suất nào sẽ được thiết lập trong xi lanh nếu van mở?
-
Một khối kim loại có khối lượng m và điện trở R bắt đầu rơi dưới tác dụng ma sát từ độ cao H trong từ trường có cảm ứng thay đổi theo chiều cao x tuân theo định luật B(x)=B0(1-x/H) (Hình 3). Xác định tốc độ rơi ổn định của vòng nếu bán kính của nó là l và mặt phẳng của vòng luôn vuông góc với các đường cảm ứng từ.
58
Thiên văn học: khoa học và những người sáng tạo ra nó
“Đối với tôi, những con đường mà con người đi vào số phận của các hiện tượng thiên thể dường như cũng đáng kinh ngạc như chính những hiện tượng này” - những lời này, thuộc về một trong những nhà thiên văn học vĩ đại nhất Johannes Kepler, được dùng làm lời nhắc trong cuốn sách “Những người khám phá bầu trời” của D. Herrmann *). Cuốn sách đề cập đến lịch sử tích lũy và phát triển kiến thức thiên văn; nó nói về những khám phá và quan niệm sai lầm, về những đấu tranh và đấu tranh giữa các ý tưởng, về số phận hạnh phúc và cay đắng của những người sáng tạo ra khoa học.
Chiêm tinh học là một trong những ngành khoa học lâu đời nhất, có lẽ là cổ xưa nhất. Nguồn gốc của nó bắt nguồn từ thời xa xưa, khi một người lần đầu tiên tự hỏi mình câu hỏi: nó là gì - bầu trời đầy sao trải rộng trên đầu anh ta? Và một điều nữa: buổi sáng mặt trời đến từ đâu và đi đâu? Tại sao mặt trăng lại thay đổi hình dáng từ đêm này sang đêm khác, dần dần từ một trái tim khó nhận thấy thành một chiếc đĩa bạc sáng ngời, rồi lại bị hư hỏng như bị một phép lạ nào đó nuốt chửng? Có lẽ những sinh vật phi thường và các thế lực chưa biết thực sự có liên quan đến việc này? Và thế là huyền thoại nảy sinh, các vị thần sinh ra đòi hỏi sự tôn thờ và phải bị nghiền nát, hoặc những người khỏe mạnh và mùa màng bội thu, một cuộc đi săn thành công và sự trở về an toàn sau một chiến dịch phụ thuộc vào họ. Đổi lại, thần thoại đặt tên cho nhiều ngôi sao, chòm sao và tinh vân.
Đây là một lời kêu gọi ngây thơ hướng tới các vì sao, giống như nỗ lực của các linh mục nhằm giải thích
*)D. Herrmann. Những cái mở của bầu trời. Bản dịch từ tiếng Đức. M., “Mir”, 1981.
các hiện tượng thiên thể nhằm mục đích dự đoán các sự kiện lớn thậm chí không phải là điềm báo trước của thiên văn học. Nhưng điều gì nên được coi là sự khởi đầu của nó? Tác giả cuốn sách coi bước đầu tiên và quan trọng nhất hướng tới việc xác lập thiên văn học như một khoa học là việc tổng hợp một cách có hệ thống danh sách các chòm sao có thể nhìn thấy vào ban đêm; danh sách này cũng xuất hiện ở Ai Cập cổ đại vào khoảng năm 2000 trước Công nguyên. đ. Như vậy, lịch sử phát triển của thiên văn học đã có gần bốn nghìn năm. Những ý tưởng đã được thiết lập và thông lệ kéo dài hàng thế kỷ đã được thay thế bằng những thời kỳ thay thế nhanh chóng, những biến động mang tính cách mạng và sự phá vỡ các quan điểm và khái niệm quen thuộc đã được thiết lập. Khoa học này vẫn đang trải qua một sự gia tăng như vậy ngày nay. Ông nổi tiếng với việc thâm nhập vào độ sâu xa xôi của Vũ trụ, khám phá các xung, chuẩn tinh và các vật thể kỳ lạ khác, đồng thời đưa các thiết bị thiên văn ra ngoài Trái đất - tới các vệ tinh và trạm vũ trụ.
Tất nhiên, trong 200 trang cuốn sách của mình, tác giả có thể bao quát toàn bộ lịch sử thiên văn học thế kỷ 40 một cách đầy đủ, nhưng ông đã làm hết sức có thể, vẽ nên một bức tranh logic, mạch lạc về việc cải thiện các ý tưởng về thế giới, thể hiện mối quan hệ của những ý tưởng này với sự phát triển kinh tế xã hội của con người. Đối với người Smichtian, “những người khám phá bầu trời”, mục lục tên của cuốn sách chứa hơn 250 tên của các nhà khoa học có đóng góp đáng kể cho thiên văn học. Danh sách này có thể không đầy đủ, nhưng nó khá đầy đủ. Và quan trọng nhất, lời kể được thực hiện theo kiểu kể chuyện tự nhiên, trò chuyện với người đọc. Cuốn sách thậm chí còn không có số chương và phần, bản thân tựa đề cũng không chuẩn mực, lôi cuốn và hấp dẫn. Ví dụ, trong cuốn sách “Otgaroni of the World to the Universal Law” có các phần sau: “Nhà nghiên cứu từ Uraniborg” (về Tycho Brahe), “Brage tìm kiếm sự thỏa hiệp lời giải”, “Thế giới hình học” (về các công trình của Kepler), “Cuộc gặp ở Praha”, “Trước ngưỡng cửa của cơ học thiên thể”, “Kẻ dị giáo” (về Giordano Bruno), “Xung đột giữa lý trí và quyền lực” (về Galilee).
Rất khó để kể lại nội dung của một cuốn sách như vậy, vì vậy chúng tôi sẽ giới hạn ở mức tổng quan ngắn gọn về nó và chỉ đi sâu vào chi tiết hơn ở một số điểm.
Cuốn sách mở đầu, “Những ngôi sao trên Babylon”, nói về thời tiền sử của thiên văn học: về những quan sát Mặt trời, Mặt trăng và các ngôi sao ở Babylon và Ai Cập, về lịch cổ và những lời tiên tri của các linh mục, về những đài quan sát đầu tiên và các công trình kiến trúc đồ sộ như “Máy tính thời đồ đá”, giúp dự đoán chuyển động của Mặt trời và Mặt trăng, và thậm chí, theo các nhà khoa học, cả nhật thực của chúng.
Trong chương “Cuốn sách có hình ảnh và hệ thống bánh xe”, ông nói về sự xuất hiện của thiên văn học như một môn khoa học, nguồn gốc của nó là những quan sát có hệ thống về vị trí và chuyển động của các ngôi sao được thực hiện ở Hy Lạp cổ đại, việc nhóm các ngôi sao trong một chòm sao, biên soạn danh mục các ngôi sao và bản đồ bầu trời đầy sao, v.v. - cho đến nỗ lực xây dựng một bức tranh thống nhất về thế giới. Vương miện của thiên văn học Hy Lạp cổ đại là hệ thống địa tâm của Ptolemy, theo đó ở trung tâm thế giới có các dụng cụ cố định và con mắt của chính mình. Người ta chỉ có thể ngưỡng mộ sự uyên thâm và trí tuệ của các nhà khoa học cổ đại - Eudoxus, Aristotle, Hipparchus và cùng Ptolemy, những người đã xây dựng các quỹ đạo phức tạp về chuyển động của các thiên thể dưới dạng epiicles, lệch tâm, hình cầu địa tâm, v.v.
Nhiều nhà khoa học đã nhận thức được những hạn chế của hệ địa tâm và nó sẽ không tồn tại được lâu nếu
60
Đáp số, gợi ý, lời giải
Đại học bang Yerevan
Toán học
Tùy chọn 1
- .
- .
- Điểm tối thiểu và , điểm tối đa .
- .
- .
Tùy chọn 2 - .
- .
- .
- .
- Góc ở đáy bằng arccos hoặc arccos .
Tùy chọn 3 - .
- .
- .
- .
Vật lý
- ;
;
;
. - .
.- .
- Đối với bất kỳ điểm nào trên trục của vòng, hướng của trường điện tử được hướng dọc theo trục đến tâm của vòng và mô hình định hướng bằng
Đối với ba giá trị đã cho của , chúng ta lần lượt thu được .
6. .
7. .
8. .
Viện thép và hợp kim Moscow
Toán học
Tùy chọn 1
- .
- .
- .
- .
- Các mặt phẳng chứa các đáy của hình trụ cần thiết được đặt cách tâm quả bóng khoảng .
Tùy chọn 2 - .
- .
- .
- .
- .
Vật lý
- .
- .
- .
- .
- ;
. - .
- .
- (ở đây là tốc độ ánh sáng).
- .
- .
Viện thủy văn Moscow
Toán học
Bài thi viết
Tùy chọn 1
- .
61
- .
- .
- .
- .
Tùy chọn 2
- .
- .
- .
- .
- .
Bài toán thi vấn đáp
- .
- .
- .
- a) ; 6) ; b) .
- a) Chẵn; 6) và b) Lẻ.
- a) . 8. a) ; 6) 3; b) 1.
- a) ; 6) ;
b) . - .
- .
- .
- . Tại , tại .
- .
-
- Lời giải. Hãy vẽ đường kính (Hình 1). Vì , . Chúng ta hãy giới thiệu một hệ tọa độ có gốc tọa độ ở tâm hình cầu , trục x , trục tọa độ và vuông góc với
Hình 1.
Tôi sẽ xem qua đơn đăng ký. Vì , . Vì vậy, . Do đó, và là bằng nhau.
Vật lý
- km; tr.
- .
- m.
- mPa.
- V/m.
- Ôm.
- W (ở đây là nhiệt độ sôi của nước; ).
- H.
- m.
- Ảnh của vật sẽ nhỏ đi nếu vật ở sau tâm gương.
Viện kỹ thuật công nghiệp thực phẩm Moscow
Matematika
Tùy chọn 1
- 2,52. 2. 32. 3. 64. 4. {0}. 5. -1. 6. {-3}.
-
-
- 135°. 9. 1. 10. 4,5.
Tùy chọn 2
- 135°. 9. 1. 10. 4,5.
-
-
-
-
-
-
-
- . 5. 1. 6. 25°. 7. 5.
-
-
-
-
-
-
-
Tùy chọn 3
-
-
- 3,75. 3. {1}. 4. {16}. 5. 2. 6. 0.
-
- 60°. 8. 4,5. 9. 160. 10. 0.
Vật lý
- m/s².
- m/s.
- tr.
- .
- V.
- Tl.
62
- m (dấu trừ cho biết ảnh của vật là nhỏ nhất).
- .
Trường Kỹ thuật Hàng hải Cao cấp Muranna được đặt theo tên. Lênin Komsomol
Toán học
Bài thi viết
Tùy chọn 1
- .
- {9}.
- .
().- .
Tùy chọn 2 - .
- {2, 9}.
- [2; 3].
- ().
- .
Bài thi vấn đáp
2. —. 3. ]-1; 0] . 4. .
5. . 6. . 7. . Gợi ý. Áp dụng định lý ba đường vuông góc.
Vật lý
- kt.
- (ở đây h là chu kỳ quay của Trái đất; km là bán kính Trái đất).
- Mực nước sẽ giữ nguyên.
- ;
(ở đây g/cm là mật độ của nước ngọt, g/mol là khối lượng mol của nó, Pa và K là áp suất và nhiệt độ trong điều kiện bình thường, J/(mol K) là hằng số khí phổ quát). - J.
- Cl.
- kW; A.
- Điện dung của tụ điện phải tăng lên lần (ở đây m/s là tốc độ ánh sáng).
Matematika
Tùy chọn 1
- , .
- , ().
- {2, 3}.
- {2}. Gợi ý. Gắn nhãn bởi .
- .
Tùy chọn 2 - 2 arctg .
- ().
- ] 0; [.
- .
- π.
Vật lý
Tùy chọn 1
2. Không, nó sẽ không.
3. m/c.
4. J ≈ 41 keV;
m/c.
Tùy chọn 2
2. Chu kỳ bánh xe sẽ tăng lên.
3. .
4. m.
Tùy chọn 3
2. Xem hình. 1.
3. m/c.
4. Electron đã chuyển sang mức năng lượng thứ ba. Có thể tăng ba vạch trong phổ phát xạ.
Nhiệm vụ của độc giả của chúng tôi
(xem «Kvant» số 1, trang 39)
- Vì chia hết cho 991 theo Định lý nhỏ Fermat và các số 9 và 991 là số nguyên tố chung nên số 22…2 chia hết cho 2 • 991 = 1982.
1980 “Hai” - Đặt là một số nguyên tố và là số mũ của mức mà đưa vào phân tích thành thừa số nguyên tố của . Chính xác thì mức trung bình không vượt quá
63
Chia hết cho ; trong số các số là bội số của thì chia hết cho ; của các số là bội số của , chính xác là chia hết cho , v.v.; Vì vậy
(rõ ràng, tất cả các thuật ngữ ở đây, bắt đầu bằng một số, đều là số không). Do đó, nếu là số mũ trong đó được bao gồm trong thì và tại các số hạng biến mất và tại chúng không vượt quá 1 hoặc là số nguyên nhỏ hơn 2:
Do đó, không vượt quá số lượng số hạng, tức là . Vì vậy , tức là .
Đẳng thức đạt được đối với tất cả là lũy thừa của một số nguyên tố.
Nhiệm vụ của độc giả của chúng tôi
(xem Lượng tử số 3, trang 58)
- Chứng minh dựa trên bất đẳng thức , và trong trường hợp , ngoài ra, còn dựa trên một tìm kiếm nhỏ.
- .
- Đẳng thức đúng cho và . Do đó, tập gồm các số tự nhiên thỏa mãn không trống (đẳng thức cuối cùng đúng cho ). Hãy chứng minh rằng tập là vô hạn.
Nếu , là biểu diễn kép của số và tương tự, ( hoặc ), thì
Hãy lấy và xét các số .
Khai triển nhị phân của số thu được bằng phép cộng
Hình 2.
ở đâu hoặc . Do đó . Ngoài ra, . Vì vậy .
-
.
-
a) Nếu hướng của tất cả các dòng trong Hình 1 (xem “Quant”, Số 3, trang 58) được thay thế bằng các hướng ngược nhau, bạn sẽ có được một hình trùng với ảnh phản chiếu của trục thẳng đứng tương đối này. Do đó, mỗi lời giải tương ứng với một đối xứng. Sáu lời giải được hiển thị trong Hình 2 (sáu cái nữa đối xứng với chúng).
- Theo điều kiện thì phải có , , tức là . Nhưng thậm chí . Vì vậy sự sắp xếp cần thiết là không thể.
- Chúng ta hãy chứng minh năng lượng sau đây của một vật quay quanh một trục vuông góc với trục của vật đó bằng tổng động năng quay ( bằng vận tốc góc) xung quanh các trục giao nhau vuông góc với nhau nằm trong trục của vật đó.
Bằng chứng. Động năng của một vật quay với vận tốc góc bằng
trong đó là khối lượng của điểm thứ của vật thể, là khoảng cách từ điểm thứ đến trục quay. Nếu xảy ra chuyển động quay quanh trục (Hình 3), thì
Nhưng . Vì thế
hình 3.
64
Hình 4.
đó là
Q.E.D.
Bây giờ chúng ta hãy quay trở lại chiếc nhẫn. Động năng của vòng quay quanh trục của nó (trục ; Hình 4) bằng (vòng có khối lượng đồng nhất và tất cả các điểm của nó đều cách trục một khoảng bằng nhau, do đó ). Khi biểu thị xung quanh và , động năng rõ ràng là như nhau. Vì thế
Điều này không bao gồm động năng.
8. a) Xét hai đa thức bậc có hệ số nguyên: đa thức và đa thức . Đa thức thứ nhất hiển nhiên chia hết cho đối với tất cả các số nguyên , đa thức thứ hai chia hết cho đối với tất cả các số nguyên , đa thức thứ hai chia hết cho .
Trang cờ vua
(xem «Kvant» số 1)
Nhiệm vụ 1. 1. La2! b4 2. Ra5! d4 3. Kd7! K:f6 4. B:d4×.
Nhiệm vụ 2. 1. e8С! Kr:d6 2. c8Л! Kp6 3. Rlc6 × (1…K:f6 2. g8R! Kp6 3. Rg6×).
Tổng biên tập - Viện sĩ I. K. Kionn
Phó Tổng biên tập thứ nhất - Viện sĩ A. N. Kolmogorov
Phó tổng biên tập: M. N. Danilcheva, V. A. Leshkovtsev, Yu. P. Solovyov
Tuyển tập biên tập: L. G. Aslamazov, M. I. Bashmkov, V. E. Belonuchkin, V. G. Boltyansky, A. A. Borovoy, Yu. M. Bruk, V. V. Vavilov, N. B. Vasilyev, S. I. Voronin, B. V. Gnedenko, V. L. Gutenmacher, N. P. Dolbilin, V. N. Dubrovsky, A. N. Zemlykov; A. R. Zilberman, A. I. Klimanov, S. M. Kozel, S. S. Krotov, L. D. Kudryavtsev, A. A. Mikhailov, E. M. Nikshin, S. P. Novikov, M. K. Potapov, V. G. Razumovsky, N. A. Rodina, N. H. Rozov, A. P. Savin, Ya. A. Smorodinsky, A. B. Sosinsky, V. M. Uroev, V. A. Fabrikant
Ban biên tập: A. M. Baldin, S. T. Belev, B. B. Bukhovtsev, E. P. Velikhov, I. Ya. Verchenko, B. V. Vozdizhensky, G. V. Dorofeev, N. A. Erpmolaeva, A. P. Ershov, V. G. Zubov, Yu. B. Ivanov, L. V. Kantorovich, P. L. Kapitsa, V. A. Kirillin, G. L. Kotkin, R. N. Kuzmin, A. A. Logunov, V. V. Mozhaev, V. A. Orlov, N. A. Patrikheva, A. V. Peryshkin, R. Z. Sagdeev, S. L. Sobolev, A. L. Stasenko, I. K. Surin, E. L. Surkov, L. D. Faddeev, V. V. Firsov, G. N. Ykovlev
Số đã được chuẩn bị:
A. Vilenkin, A. Egorov, I. Klumova, T. Petrova,
A. Sosinsky, V. Tikhomirova, Y. Shikhanovich
Số đã được phát hành:
M. Dubach, G. Krasnikov, N. Kuzmin, S. Lukhin,
A. Ponomareva, I. Smirnova
Trưởng biên tập L. Chernova
Biên tập nghệ thuật T. Makarova
Người hiệu đính M. Medvedskaya
cho mọi số nguyên theo Định lý nhỏ Fermat (xem trang 39 trong «Kvant» Số 1). Hiệu của các đa thức này là đa thức có hệ số nguyên bậc chia hết cho đối với tất cả các số nguyên . Do đó các hệ số của nó được chia cho . Nhưng những hệ số này là số tiền mà chúng tôi quan tâm.
- Số tiền
Và
sẽ khác
chỉ theo thứ tự của các số hạng (nếu thì cũng ). Do đó, đối với số lẻ (3<q<2)
đó là
từ đó, xét rằng tất cả đều chia hết cho , chúng ta thu được rằng chia hết cho .
Trang cờ vua
(xem «Kvant» số 1)
Nhiệm vụ 1. 1. La2! b4 2. Ra5! d4 3. Kd7! K:f6 4. B:d4×.
Nhiệm vụ 2. 1. e8С! Kr:d6 2. c8Л! Kp6 3. Rlc6 × (1…K:f6 2. g8R! Kp6 3. Rg6×).
Trang cờ vua
Tư vấn là nhà vô địch cờ vua thế giới, kiện tướng quốc tế A. Karpov. Trang này được điều hành bởi E. Gik, Thạc sĩ Thể thao Cờ vua Liên Xô, Ứng viên Khoa học Kỹ thuật.
GHI NHỚ TÌNH TRẠNG
Bất kỳ trận đấu cờ vua nào cũng có thể kết thúc với hai kết quả: một bên thắng hoặc hòa. Nitsa một phần được khắc phục khi có sự bế tắc trên bảng. Ở đây chúng ta sẽ xem xét một loạt trò chơi ngắn nhất (nhân tạo) kết thúc trong bế tắc.
Để chiếu hết đối thủ, bạn cần “khóa” một trong các quân vua của đối thủ. Hai bước di chuyển có thể là đủ cho việc này (1. f4 e6 2. g4 Qh4×). Để một ván vỗ xảy ra, tất cả các quân của một bên không được phép di chuyển (và vua của họ không được chiếu). Phải thực hiện bao nhiêu nước đi để “khóa” được tất cả các quân cờ cùng màu? Hóa ra, không nhiều lắm - bạn có thể rơi vào bế tắc ở nước đi thứ mười! Szm Loyd đã tìm ra đối tác thu âm tiếp theo khoảng một trăm năm trước.
- e3 a5 2. Qh5 Ra6 3. Q:a5 h5 4. Q:c7 Ra6 5. h4 f6 6. Q:d7+Kpf7 7. Q:b7 Qd3 8. Q:b8 Qh7 9. Q:c8 Kg6 10. Qe6. Pat.
Ở đây, tất cả các quân đen còn lại trên bàn cờ đều được “treo tường”, nhưng nếu bạn thay 2,5 nước đi đầu tiên bằng 1. a3 e6 2. a4 Qh4 3. La3 Q:a4 (và sau đó là 4. h4 Q:c2, v.v.), thì trận đấu sẽ kết thúc trong thế bế tắc dành cho Trắng.
Ý tưởng này có thể được thiết kế hơi khác một chút.
- c3 d5 2. Qb3 h5 3. Q:b7 Bf5 4. Q:a7 Ch7 5. Q:b8 Ra6 6. Q:c7 Ra6 7. h4 f6 8. Q:d8+
Kf7 9. Qxd5+ Kg6 10. Qe6. Pat. Ở đây trên h7 không phải quân hậu đen bị bao vây mà là quân tượng đen.
Trong “trận chiến” tiếp theo, Đen cũng khiến đối phương bế tắc ở nước đi thứ mười, nhưng ở đây không thể đặt màu của các quân cờ được nữa - Trắng chỉ thiết lập thế bế tắc tương tự ở nước đi thứ 11.
- h4 e5 2. c4 d5 3. Qb3 dc 4. e4 cb 5 ab Q:h4 6. Ra4 Q:h1 7. g4 C:g4 8. Kf3 C:f3 9. Ka3 C:a3 10. Rb4 C:b4. Pat.
Bây giờ chúng tôi yêu cầu không được bắt giữ một quân nào, dù trắng hay đen. Có bao nhiêu nước đi có thể xảy ra bế tắc trong trường hợp này?
Có vẻ như điều kiện bổ sung sẽ khiến đối thủ bị trì hoãn rất nhiều, tuy nhiên, kỳ lạ thay, thế bế tắc lại chỉ đến sau hai nước đi.
- d4 d6 2. Qd2 e5 3. a4 e4 4. Qf4 f5 5. h3 Ce7 6. Qh2 Ce6 7. Ra3 c5 8. Rg3 Qa5+ 9. Kd2 Ch4 10. f3 Cb3 11. d5 e3 12. c4 f4. Pat.
Thế còn sự vướng víu lẫn nhau của các nữ hoàng thì sao? Ván đấu kết thúc trong bế tắc, kéo dài 19 nước đi.
- e4 d5 2. e5 d4 3. c3 f6 4. Qf3 Kpf7 5. Q:b7 Qd5 6. Kpd1 Q:g2 7. Kpc2 Q:f1 8. Q:c8 Q:g1 9. Q:b8 R:b8 10. Rg1 Rb3 11. Rg6 Ra3 12. Rh6 gh 13. ba Kpg7 14. Kpb2 d3 15. e6 a5 16. h4 a4 17. h5 c5 18. f4 c4 19. f5. Pat trắng và đen.
Trong ví dụ cuối cùng, cả hai vị vua đều được xếp đối xứng ở vị trí cuối cùng. Đồng thời, trò chơi không đối xứng (các nước đi của đối phương được sao chép bằng màu trắng hoặc đen) và năm quân cờ biến mất khỏi bàn cờ. Bế tắc sau đây là duy nhất, trong đó, thứ nhất, chỉ có một hiệp sĩ rời khỏi bàn cờ, thứ hai, cả hai vị vua lại thấy mình bế tắc một cách đối xứng, và thứ ba, điều đáng ngạc nhiên nhất là tất cả các nước đi của Trắng và Đen đều đối xứng ở trung tâm.
- Kf3 Kc6 2. Kc3 Kf6 3. Kb5 Kg4 4. h3 a6 5. Ka7 Kh2 6. K:h2 K:a7 (cải lan đầu tiên và cuối cùng) 7. g4 b5 8. Cg2 Cb7 9. e4 d5 10. Kpe2 Kpd7! 11. Qg1 Qb8! (vị trí ban đầu của quân hậu và quân hậu không được căn giữa)
Rất khó để chứng minh một cách chặt chẽ về mặt toán học rằng những bế tắc đã cho là nhanh nhất, vì điều này đòi hỏi phải trải qua hàng triệu trò chơi. Tuy nhiên, thực tế không có nghi ngờ gì rằng những kỷ lục này sẽ không bao giờ bị vượt qua.
Nhiệm vụ thi đấu
-
Trắng bắt đầu và hòa.
-
Trắng bắt đầu và hòa.
Hạn chót gửi lời giải là ngày 25/6/1982 (có dấu trên phong bì “Thi cờ «Kvant», nhiệm vụ 7, 8)”).
Hình ảnh thể hiện quá trình lời giải của câu đố “Đè bẹp con nhím”, được mô tả trong số này. Con nhím được tạo thành từ tám hình ngũ giác bằng gỗ, hai trong số đó có viền sơn màu của đầu, hai hình còn lại màu vàng. Các hình ngũ giác được dán lại với nhau bằng dây cao su, cho phép xoay một nửa con nhím (trong các mặt phẳng khác nhau) so với nửa còn lại. Ban đầu, con nhím có hình bát giác màu xanh, hơi dẹt, nhưng sau vài lượt được chọn ngẫu nhiên, một số cạnh sắt lộ ra và các góc nhọn của hình ngũ giác bắt đầu nhô ra như những chiếc gai. Ở trung tâm có một con nhím “cọ xát” như vậy và xung quanh nó là các vị trí khác của nó; những cái liền kề được lấy từ nhau bằng cách quay 90° (hướng quay được biểu thị bằng mũi tên màu đen). Nếu chúng ta di chuyển từ trung tâm, theo các mũi tên màu xám, chúng ta sẽ thấy các gai của con nhím được loại bỏ dần dần và thu được một con nhím “chải kỹ”: một khối đa diện màu xanh lam ở bên trái ở hàng giữa.