Набор «Юный Физик» (120 опытов)
Область применения:
— самостоятельные работы в домашних условиях
— набор для проектной деят-ти
— хобби, для интеллектуального развлечения
— уроки физики в общеобразовательных учреждениях
— обучающие и развивающие кружки тематического характера
Тип: набор-игра для проведения различных опытов и экспериментов в области Физики
Возраст: 7-15 лет
Кол-во возможных опытов: 120 видов
Набор «Юный физик» позволит ребенку самостоятельно провести безопасные эксперименты в области Физики, понять и наглядно рассмотреть принцип работы вещей, явлений, которые ранее могли казаться необычными и загадочными.
Такое наглядное пособие, представленное в игровой форме — это лучшее средство для того, чтобы запомнить и, главное, понять определенные физические понятия и явления.
Возможно, именно такой набор позволит Вашему ребенку определиться в выборе будущей профессии и работать усерднее и с интересом в данном направлении.
Почему светит лампочка? Отчего появляется радуга? Как работает батарейка? Почему плавают рыбы?…. — Ответы на многие вопросы ребенок сможет получить самостоятельно, благодаря такому набору!
Разделы для экспериментирования:
— Электростатика
— Основы электричества
— Основы магнетизма
— Основы электромагнетизма
— Основы электрохимии
— Оптика
— Техника
— и т.д.
Для того, чтобы увидеть подробный список опытов, которые можно провести с данным набором см. изображение №2 или пройдите по этой гиперссылке.
Для того, чтобы увидеть список вошедших в комплект элементов, см. изображение №3 или пройдите по этой гиперссылке.
Плюсы приобретения данного набора:
— безопасность использования даже в домашних условиях
— повышение интереса и развитие способностей к предмету
— увеличение познаний в области Физики
— полезное интеллектуальное времяпрепровождение ребенка
— возможность познакомиться с курсом Физики даже новичку, либо повысить собственный уровень знаний любителю
— самостоятельная работа (возможность работать вне классной аудитории, в домашних условиях, самостоятельно проводя те или иные опыты)
— возможность экспериментировать не только одному человеку, но и нескольким.
Привлечение детей к командной игре, умению взаимодействовать между собой, позволяет увеличить коммуникабельность
— набор позволяет приобрести ребенку прекрасные и важные в жизни качества: чувство ответственности, уверенности в себе, точность своих действий, а также получить ощущение радости и удовольствия при достижении определенных результатов
— набор позволяет дать те полезные знания, которые могут пригодиться человеку в будущем, даже если он не будет взаимосвязан с областью Физики
В комплект вошли:
- Книга с подробным описанием всех 120-ти опытов и экспериментов
- Необходимые для опытов элементы
- Упаковка
Наборы Юный физик Научные Развлечения в Рязани
Каталог
Наборы Юный физик Старт, Научные развлечения (набор для опытов, 65 НР00015)
3950
6180
в магазин
Набор Юный физик 1 Электричество 65 опытов Научные Развлечения
2300
в магазин
Набор «Юный физик» Юный физик Научные Развлечения
5423
в магазин
Набор Научные Развлечения Юный физик Start.
Природа магнетизма 75 опытов
5350
в магазин
Научные Развлечения Набор «Юный физик» Юный физик
4259
в магазин
5950
в магазин
Набор для экспериментов Юный физик 65 экспериментов Наборы для опытов Научные Развлечения
3895
в магазин
Химический набор Юный химик Start 65 опытов Научные развлечения физик
2300
в магазин
Набор «Юный физик» Юный физик Научные Развлечения
5590
в магазин
Набор для экспериментов Юный физик 65 экспериментов Наборы для опытов Научные Развлечения
3895
в магазин
Научные Развлечения Набор «Юный физик» Юный физик
5423
в магазин
Набор для экспериментов Юный физик 65 экспериментов Наборы для опытов Научные Развлечения
3895
4869
в магазин
Физика Юный физик Start.
Электричество Наборы Научные Развлечения
1932
в магазин
Набор «Юный физик» Юный физик Научные Развлечения
5423
в магазин
Набор «Юный физик/химик», Опыты и эксперименты для детей, Юный химик Подарок для мальчика и девочки Лаборатория химических опытов Набор для творчества в день рождения физик Научные Развлечения
950
в магазин
Набор «Юный физик/химик», Опыты и эксперименты для детей, Юный химик Подарок для мальчика и девочки физик Научные Развлечения
934
1629
в магазин
Подарочный набор Юный химик и физик / Набор для проведения химических опытов и экспериментов / Извержение вулкана / Подарок для детей 8+ Научные Развлечения
820
1880
в магазин
Набор для опытов «Юный физик» (120 научных опытов для детей) Юный физик Научные Развлечения
6000
в магазин
Набор «Юный физик/химик», Опыты и эксперименты для детей, Юный химик Подарок для мальчика и девочки Лаборатория химических опытов Набор для творчества в день рождения физик Научные Развлечения
950
в магазин
«Научные развлечения» Набор «Юный физик» Юный физик Научные Развлечения
5590
в магазин
Набор для опытов для детей 3 в 1 Фокусы Эйнштейна Простая наука, Магнитная буря, Огненная надпись, Пушистый риф , Химические опыты для детей , Подарок для девочки и мальчика и даже взрослым всего в наборе 3 опыта: Огненная надпись
844
Подробнее
лучших научных наборов 2022 | Научные наборы для детей
Персонал, предоставлено 10Leccion
Прививать детям любовь и признательность к науке — это то, что мы все должны делать по-своему, особенно через игру.
Научные наборы — отличный способ познакомить ребенка с различными формами экспериментов и научных исследований. В конце концов, эти наборы способны увлечь, научить и развлечь одновременно. Но правда в том, что на каждое великое приходится бесчисленное множество других, которые в конечном итоге оказываются неудачниками. Так как же нам найти лучшие научные наборы для детей в нашей собственной жизни — такие, которые им понравятся, с которыми они будут заниматься и которые не будут забыты под их кроватями?
Вы можете задаться вопросом, достаточно ли взрослый ваш ребенок, чтобы подарить набор для научных исследований, но, по словам Шелси Очоа, педагога Денверского музея природы и науки, дети могут пользоваться наборами для научных исследований в любое время. возраста, хотя некоторым может понадобиться помощь. «Для детей младшего возраста взрослые должны будут присутствовать и быть внимательными на протяжении всего эксперимента», — говорит она.
Подумайте, сколько времени вам придется провести с ребенком и его набором. Вы лучше знаете ребенка, и хотя некоторые дети старшего возраста могут выполнять задания самостоятельно, другим может потребоваться руководство, особенно при использовании определенных материалов. Эксперименты со слизью и вулканом — это весело, но только не тогда, когда их содержимое рассыпается по всему дивану или ковру.
Вам также следует учитывать концентрацию внимания ребенка. «Научные наборы — это место, где дети должны развивать любовь к изучению науки, поэтому это отличная возможность не заставлять ребенка сидеть в процессе, а позволить ему идти в темпе, который доставляет удовольствие», — говорит Очоа. , который рекомендует делать перерывы между шагами для более длительных экспериментов. «Даже если это займет несколько дней, если ребенок уйдет с позитивным отношением к науке, значит, набор удался».
Как мы оценивали Многие из научных наборов в этом списке имеют заверенный знак доверия STEM.
org, частной многонациональной организации, занимающейся исследованиями и аттестацией STEM, что означает, что они были оценены одним из лидеров в области образования STEM. Мы также искали в Интернете продукты, которые получили высокие проверенные отзывы в различных розничных магазинах. Как родитель ребенка, любящего науку, я также принял во внимание некоторые из продуктов, которые я тестировал у себя дома, и обратился к другим родителям и педагогам за их рекомендациями по научным наборам, которые выдержали испытание временем (и скука). Мы также позаботились о разном бюджете, разных возрастных группах и разных областях науки, чтобы в нашем списке было что-то для всех.
Лучший универсальный набор
Smithsonian
Набор мега-научной лаборатории
33 доллара на АМАЗОН
Лучшее для молодых ученых
Маленькие крошки
STEM Jr. Лаборатория чудес
124 доллара на АМАЗОН
Best For Science Playdates
Ада Твист, ученый
Лаборатория на ходу
35 долларов США в Walmart
Лучшее для будущих палеонтологов
10Leccion
Набор для раскопок окаменелостей динозавров
Сейчас скидка 15%
24 доллара на амазонке
Лучшее для первоклассных уроков физики
Engino
Знакомство с набором законов физики STEM
32 доллара на АМАЗОН
Лучшие уроки жизненного цикла
Знания о насекомых
Павильон бабочек
Сейчас скидка 20%
32 доллара на АМАЗОН
Лучший для проектирования в натуральную величину
9Юум
Набор для строительства форта
Сейчас скидка 29%
40 долларов на АМАЗОН
Набор «Лучший курс химии»
Thames & Kosmos
Химическая станция Ooze Labs
40 долларов в BARNES & NOBLE
Подходит для знакомства с электроникой
Snap Circuits
Комплект для начинающих по изучению электроники
Сейчас скидка 14%
25 долларов на АМАЗОН
Лучшее для любителей природы
Волшебный школьный автобус
25 долларов на АМАЗОН
Присцилла Блоссом
Присцилла Блоссом — латиноамериканский квир-писатель, специализирующийся на путешествиях, материнстве, идентичности, здоровье и благополучии, а также поп-культуре.
Эксперимент с двумя щелями – Physics World
Эта статья представляет собой расширенную версию статьи «Эксперимент с двумя щелями», опубликованной в сентябрьском выпуске журнала Physics World 9 за 2002 г.0116 (стр. 15). Далее он был расширен за счет включения трех писем об истории двухщелевого эксперимента с одиночными электронами, которые были опубликованы в майском номере журнала за 2003 год.
Серия изображений, снятых непосредственно с телевизионного монитора при увеличении плотности электронного тока (a-f): время интегрирования остается постоянным и составляет 0,04 секунды. Поскольку в данный момент времени в аппарате находится только один электрон, рисунки показывают, как интерференционная картина может быть построена из одноэлектронных событий. Нагляднее это видно в фильме «Электронная интерференция» (www.lamel.bo.cnr.it/educational/educational.html) Какой самый красивый эксперимент в физике? Это вопрос, который Роберт Криз задал читателям Physics World в мае — и более 200 ответили с предложениями, столь же разнообразными, как кот Шредингера и ядерное испытание Тринити в 1945 году.
В первую пятерку вошли классические эксперименты Галилея, Милликена, Ньютона и Томаса. Молодой. Но единственный среди 10 лучших, самый красивый эксперимент в физике — эксперимент Юнга с двумя щелями, примененный к интерференции одиночных электронов — не имеет названия, связанного с ним.
Большинство обсуждений двухщелевых экспериментов с частицами ссылаются на цитату Фейнмана из его лекций: «Мы решили исследовать явление, которое невозможно, абсолютно невозможно объяснить каким-либо классическим способом и в котором заключена суть квантовая механика. На самом деле в нем заключена единственная тайна». Далее Фейнман добавил: «Мы должны сразу сказать, что вам не следует пытаться ставить этот эксперимент. Этот эксперимент никогда не проводился именно таким образом. Беда в том, что прибор должен быть изготовлен в невероятно малых масштабах, чтобы показать интересующие нас эффекты. Мы проводим «мысленный эксперимент», который мы выбрали, потому что о нем легко думать. Мы знаем результаты, которые будет получено , потому что есть много экспериментов, которые были проведены, в которых масштаб и пропорции были выбраны для демонстрации эффектов, которые мы опишем».
Неясно, знал ли Фейнман о том, что первый двухщелевой эксперимент с электронами был проведен в 1961 году, когда он начал свои лекции (которые были опубликованы в 1963 году). Возможно, еще более удивительно то, что Фейнман не подчеркивал, что интерференционная картина будет формироваться, даже если в каждый момент времени в устройстве будет находиться только один электрон. (Это отсутствие акцента было необычным, потому что в той же лекции Фейнман довольно подробно описывает электронный эксперимент — и другие эксперименты с двумя щелями с водными волнами и пулями).
Так кто на самом деле провел первый двухщелевой эксперимент с одиночными электронами? Неудивительно, что многие мысли или мысленных экспериментов названы в честь теоретиков, например, эффект Ааронова-Бома, неравенство Белла, сила Казимира, парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена, кот Шрёдингера и т. эксперимент был проведен другими в лаборатории. Однако кажется замечательным, что двухщелевой эксперимент с электронами не имеет никакого названия.
Стандартные справочники ничего не говорят по этому вопросу, но изучение литературы выявляет нескольких невоспетых экспериментальных героев.
Назад к Янгу
Янг провел свой оригинальный эксперимент со светом с двумя щелями где-то в первом десятилетии 1800-х годов, показав, что волны света от двух щелей интерферируют, создавая характерный рисунок полос на экране. В 1909 г. Джеффри Ингрэм (GI) Тейлор провел эксперимент, в ходе которого показал, что даже самый слабый источник света, эквивалентный «свече, горящей на расстоянии чуть более мили», может привести к возникновению интерференционных полос. Это привело к знаменитому утверждению Дирака о том, что «каждый фотон интерферирует только с самим собой».
В 1927 году Клинтон Дэвиссон и Лестер Гермер наблюдали дифракцию электронных лучей на кристалле никеля, впервые продемонстрировав волнообразные свойства частиц, а Джордж Томпсон сделал то же самое с тонкими пленками целлулоида и других материалов. Вскоре после этого.
Дэвиссон и Томсон разделили Нобелевскую премию 1937 года за «открытие явления интерференции, возникающего при воздействии на кристаллы электронных лучей», но ни один из них не провел двухщелевой эксперимент с электронами.
В начале 1950-х годов Ладислав Ласло Мартон из Национального бюро стандартов США (теперь NIST) в Вашингтоне, округ Колумбия, продемонстрировал интерференцию электронов, но это было в геометрии Маха-Цендера, а не в геометрии с двумя щелями. Это были первые дни электронного микроскопа, и физики стремились использовать очень короткую длину волны электронов де Бройля для изучения объектов, которые были слишком малы для изучения в видимом свете. Выполнение мысленных экспериментов или мысленных экспериментов в лаборатории было дальше в списке их приоритетов.
Несколькими годами позже Готфрид Мёлленштедт и Генрих Дюкер из Тюбингенского университета в Германии использовали электронную бипризму — очень тонкую проводящую проволоку, расположенную под прямым углом к лучу, — чтобы разделить электронный луч на две составляющие и наблюдать интерференцию между ними.
(Мелленштедт сделал провода, покрывая волокна паутины золотом — действительно, говорят, что для этой цели он держал пауков в лаборатории). Электронная бипризма должна была широко использоваться в развитии электронной голографии, а также в других экспериментах, в том числе в первом измерении эффекта Ааронова-Бома Бобом Чемберсом в Бристольском университете в Великобритании в 1919 г.60.
Но в 1961 году Клаус Йонссон из Тюбингена, который был одним из учеников Мелленштедта, наконец, впервые провел настоящий двухщелевой эксперимент с электронами ( Zeitschrift für Physik 161 454). Действительно, он продемонстрировал интерференцию до пяти щелей. Следующая веха — эксперимент, в котором в любой момент времени в устройстве находился только один электрон — была достигнута Акирой Тономура и его коллегами из Hitachi в 1989 году, когда они наблюдали формирование интерференционной картины с очень слабым источником электронов. и электронная бипризма ( Американский журнал физики 57 117-120).
В то время как эксперимент Йонссона был аналогичен первоначальному эксперименту Юнга, эксперимент Тономуры был подобен эксперименту Г. И. Тейлора. (Примечание добавлено 7 мая: Пьер Джорджио Мерли, Джулио Поцци и ДжанФранко Миссироли проводили эксперименты по интерференции с двумя щелями с одиночными электронами в Болонье в 1970-х годах; см. и др. и Tonomura в конце этой статьи.)
С тех пор интерференция частиц была продемонстрирована с нейтронами, атомами и молекулами размером с углерод-60 и углерод-70. А ранее в этом году еще один известный эксперимент в оптике — эксперимент Хэнбери Брауна и Твисса — был впервые проведен с электронами (опять же в Тюбингене!). Однако на этот раз результаты сильно отличаются, потому что электроны являются фермионами и, следовательно, подчиняются принципу запрета Паули, тогда как фотоны являются бозонами, а не бозонами.
Кредит там, где это необходимо
Так почему же Йонссон, Тономура и другие пионеры двухщелевого эксперимента малоизвестны? Одной из очевидных причин является то, что результаты Йонссона были впервые опубликованы на немецком языке в немецком журнале.
Другая причина могла заключаться в том, что у них было мало стимулов для проведения окончательного мысленного эксперимента в лаборатории и мало признания за это. Когда 13 лет спустя статья Йонссона была переведена на английский язык и опубликована в American Journal of Physics в 1974 году (том 42, стр. 4–11), редакторы журнала Энтони (А.П.) Френч и Эдвин Тейлор охарактеризовали ее как «великолепную работу». эксперимент», но добавил, что есть «мало профессиональных наград» за выполнение того, что они называют «настоящими, педагогически чистыми фундаментальными экспериментами».
Стоит отметить, что первый двухщелевой эксперимент с одиночными электронами, проведенный Тономурой и его сотрудниками, был также опубликован в American Journal of Physics , в котором публикуются статьи по образовательным и культурным аспектам физики, а не как исследовательский журнал. Действительно, информация журнала для авторов гласит: «Мы особенно поощряем рукописи уже опубликованных современных исследований, которые можно прямо или косвенно использовать в классе.
Мы специально не публикуйте статей, сообщающих о новых теориях или экспериментальных результатах».
Редакционная статья Френча и Тейлора также подтверждает, насколько малоизвестным был эксперимент Йонссона в то время: «На протяжении десятилетий интерференция электронов с двумя щелями представлялась как мысленный эксперимент, предсказанные результаты которого оправдываются их отдаленной и несколько неясной связью с реальными экспериментами, в которых электроны дифрагируют на кристаллах. Немногие из таких недавних презентаций подтверждают, что эксперимент с интерференцией электронов с двумя щелями уже проведен и что результаты во всех деталях согласуются с ожиданиями квантовой физики».
Однако следует отметить, что история физики сложна и что события редко бывают столь однозначными, как хотелось бы. Например, широко распространено мнение, что Янг провел свой эксперимент с двумя щелями в 1801 году, но он не публиковал никаких отчетов об этом до своих лекций по натуральной философии в 1807 году.
наблюдал дифракцию электронов в 1923 году — за четыре года до Дэвиссона и Гермера — не осознавая этого.
Заключительные мысли
Мысленные эксперименты или мысленные эксперименты сыграли важную роль в истории квантовой физики. Маловероятно, что вся область квантовой информации была бы такой живой, как сегодня — как теоретически, так и экспериментально — если бы небольшая группа физиков не проявила настойчивости и не продемонстрировала на деле квантовые явления с отдельными частицами.
В свое время сила Казимира, которую еще предстоит измерить с точностью лучше 15% в геометрии, впервые предложенной Хендриком Казимиром в 1948, можно было бы также рассматривать как чисто педагогический эксперимент — эксперимент, мало относящийся к реальной экспериментальной физике. Однако теперь ясно, что такие разнообразные приложения, как нанотехнология и экспериментальная проверка теорий «больших» дополнительных измерений, требуют подробного знания силы Казимира.
Потребность в «настоящих, педагогически чистых фундаментальных опытах» как никогда велика.
Это более длинная версия статьи «Эксперимент с двумя щелями», опубликованной в печатной версии сентябрьского номера журнала Physics World на странице 15. Три письма, опубликованные в майском номере журнала за 2003 г., были добавлено в конец этой версии статьи.
Общий
Т. Янг 1802 О теории света и цвета (Бейкеровская лекция 1801 г.) Философские труды Лондонского королевского общества 92 12-48
Т. (Бейкерская лекция 1803 г.) Философские труды Лондонского королевского общества 94 1-16
Т. Янг 1807 Курс лекций по естественной философии и механическим искусствам (Дж. Джонсон, Лондон)
Г. И. Тейлор 1909 Интерференционные полосы слабого света Proceedings of the Cambridge Philosophical Society 15 114-115
PAM Dirac 1958 The Principles of Quantum Pressed University The Principles of Quantum Mechanics p9
RP Feynman, RB Leighton and M Sands 1963 The Feynman Lecture on Physics (Addison-Wesley) vol 3 ch 37 (Quantum behavior)
A Howie and JE Fowcs Williams (eds) 2002 Interference: 200 years after Thomas Открытия Янга Philosophical Transactions of the Royal Society of London 360 803-1069
RP Crease 2002 Самый красивый эксперимент Physics World Сентябрь, стр.
19-20. Эта статья содержит результаты опроса Crease для Physics World ; первая статья об опросе появилась на 17-й странице майского номера 2002 года.
Эксперименты по интерференции электронов
Посетите сайт www.nobel.se/physics/laureates/1937/index.html, чтобы узнать подробности о Нобелевской премии, присужденной Клинтону Дэвиссону и Джорджу Томсону
L Marton 1952 Electron interferometer Physical Review 85 1057-1058
L Marton, J Arol Simpson and J A Suddeth 1953 Electron beam interferometer Physical Review 90 490-491
L Marton, J Arol Simpson and JA Suddeth, 1954. Электронный интерферометр. . Reviews of Scientific Instruments.0003
G Möllenstedt and H Düker 1956 Zeitschrift für Physik 145 377-397
G Möllenstedt and C Jönsson 1959 Zeitschrift für Physik 155 472-474
R G Chambers 1960 Shift of an electron interference pattern by магнитный поток Physical Review Letters 5 3-5
C Jönsson 1961 Zeitschrift für Physik 161 454-474
C Jönsson 19740115 American Journal of Physics 42 4-11
A P French and E F Taylor 1974 Педагогически чистый фундаментальный эксперимент American Journal of Physics 42 3
PG Merli, G F Missiroli 19 and G6 аспект интерференционных явлений электронов American Journal of Physics 44 306-7
A Tonomura, J Endo, T Matsuda, T Kawasaki and H Ezawa 1989 Демонстрация одноэлектронного построения интерференционной картины American Journal of Physics 57 117-120
H Kiesel, A Renz and F Hasselbach 2002 Observation of Hanbury Brown-Twiss anticorrelations for free electrons Nature 418 392-394
Atoms and molecules
O Carnal and J Mlynek 1991 Двухщелевой эксперимент Янга с атомами: простой атомный интерферометр91 Интерферометр для атомов .
Nairz, J Vos-Andreae, C Keller, G van der Zouw and A Zeilinger 1999 Корпускулярно-волновой дуализм C 60 молекул Nature 401 680-682
B Brezger, L Hackermüller, S Uttenthaler , M Arndt and A Zeilinger 2002 Интерферометр материи и волн для больших молекул Physical Review Letters 88 100404
Обзорные статьи и книги
G F Missiroli, G Pozzi and U Valdrè 1981 Электронная интерферометрия и интерференционная электронная микроскопия Journal of Physics E 524 901 Этот обзор охватывает ранние работы по электронной интерферометрии группами в Болонье, Тулузе, Тюбингене и других местах.
A Zeilinger, R Gähler, CG Shull, W Treimer and W Mampe 1988 Однощелевая и двухщелевая дифракция нейтронов Отзывы о современной физике 60 1067-1073
A Tonomura 1993 Электронная голография (Springer-Verlag, Berlin/New York)
HARUCH и S A A Werner 2000 Neutreron Interferometry: Messones In Expermental Knatemm.
6116666666666666666666666666666666666666666666666666666. Oxford Science Publications)
Двухщелевой эксперимент с одиночными электронами
двухщелевой интерференционный эксперимент с электронами в 1961. Далее говорится: «Следующая веха — эксперимент, в котором в любой момент времени в аппарате находился только один электрон — была достигнута Акирой Тономура и его коллегами из Hitachi в 1989 году, когда они наблюдали нарастание картины полос с очень слабым источником электронов и электронной бипризмой ( Am. J. Phys. 57 117-120)».
На самом деле, я считаю, что «первый двухщелевой эксперимент с одиночными электронами» был проведен Пьером Джорджио Мерли, ДжанФранко Миссироли и Джулио Поцци в Болонье в 1974 — примерно за 15 лет до эксперимента Hitachi. Кроме того, болонский эксперимент проводился в очень сложных экспериментальных условиях: собственная когерентность термоэмиссионного источника электронов, использованного болонской группой, была значительно ниже, чем у автоэмиссионного источника, использованного в эксперименте Хитачи.
О болонском эксперименте рассказывается в фильме «Электронная интерференция», получившем награду в категории физики на Международном фестивале научной кинематографии в Брюсселе в 1976. Отрывок из шести кадров из фильма (см. рисунок) также был использован для небольшой статьи «О статистическом аспекте явления интерференции электронов», которая была представлена для публикации в мае 1974 г. и опубликована двумя годами позже (П. Г. Мерли, G F Missiroli and G Pozzi 1976 Am. J. Phys. 44 306-7).
John Steeds
Факультет физики Бристольского университета
История науки не ограничивается достижениями крупных ученых или крупных научных учреждений. Вклад также могут внести исследователи с необходимым опытом, любознательностью и энтузиазмом. В период 1973-1974 мы исследовали практическое применение электронной интерферометрии с помощью электронного микроскопа Siemens Elmiskop 101, который был тщательно откалиброван в лаборатории CNR-LAMEL в Болонье, где работал один из нас (PGM) ( J.
Phys. E7 729-32).
Эти эксперименты последовали за более ранней работой в Istituto di Fisica в 1972-73 гг., в которой электронная бипризма была вставлена в Siemens Elmiskop IA, а затем использовалась в дидактических целях ( Am. J. Phys. 41 639-644) и исследовательские эксперименты ( J. Microscopie 18 103-108). Мы использовали Elmiskop 101 для многих экспериментов, включая, например, наблюдение электростатического поля, связанного с p-n переходами ( J. Microscopie 21 11-20).
В этот период мы узнали, что профессора Анджело и Аурелио Байрати из Института анатомии Миланского университета купили усилитель изображения, который можно было использовать с Elmiskop 101. Из любопытства, а также осознавая концептуальную важность интерференционных экспериментов. с одиночными фотонами или электронами, мы спросили, можем ли мы попытаться провести интерференционный эксперимент с одиночными электронами в миланской лаборатории.
Наши результаты легли в основу фильма «Электронная интерференция», а также были опубликованы в 1976 ( Am. J. Phys. 44 306-7).
После публикации статьи Тономуры и его сотрудников в 1989 году, в которой не упоминалась наша статья 1976 года (хотя она содержала неправильную ссылку на наш фильм),
Основная тема нашей статьи 1976 года и статьи 1989 года группы Хитачи одна и та же: одноэлектронное построение интерференционной картины и статистический аспект явлений. Очевидно, что система обнаружения электронов, использованная группой Hitachi в 1989 году, была более сложной, чем та, которую мы использовали в 1974 году. Однако предложение на странице 118 статьи Тономура и др. , в котором говорится, что в нашем фильме мы «показывали приход электронов в каждом кадре, не записывая кумулятивные приходы», неверен: в этом можно убедиться, посмотрев фильм и взглянув на рисунок 1 нашей статьи 1976 года (версия которой показано здесь).
Наконец, стоит также отметить, что первый эксперимент с двумя щелями с одиночными электронами фактически был побочным продуктом исследований по практическому применению электронной интерферометрии.
Пьер Джорджио Мерли
LAMEL, CNR Болонья, Италия
[email protected]
Giulio Pozzi
Факультет физики Болонского университета
giulio.
[email protected]
1 GianFranco1 Missiroli Физики, Университет Болоньи
[email protected]
Болонская группа сфотографировала монитор чувствительной телекамеры, когда они изменяли интенсивность электронного луча. Они заметили, что при низкой интенсивности появлялись несколько световых вспышек электронов, а при высокой интенсивности образовывались интерференционные полосы. Они также упомянули, что им удалось увеличить время хранения до «минутных значений». Насколько мне известно, они первыми сообщили о таких экспериментах по формированию интерференционных картин.
Позднее аналогичные эксперименты проводил Ханнес Лихте, затем в Тюбингене, а теперь в Дрездене. Важные эксперименты по интерференции электронов были также проведены Валентином Фабрикантом и его сотрудниками в Московском институте энергетики в 1949 году, а затем Такео Ичинокава из Университета Васэда в Токио.
Наши эксперименты в Hitachi (A Tonomura, J Endo, T Matsuda, T Kawasaki and H Ezawa 1989 Демонстрация одноэлектронного наращивания интерференционной картины Am.
J. Phys. 57 117–120) отличались от этих экспериментов в следующем: вероятность одновременного нахождения в аппарате двух или более электронов. Это исключило любую возможность того, что полосы могут быть вызваны взаимодействием между электронами, как подозревали некоторые физики, такие как Син-Итиро Томонага.
(b) Мы разработали позиционно-чувствительную систему подсчета электронов, которая была модифицирована на основе системы сбора изображений подсчета фотонов производства Hamamatsu Photonics. В этой системе формирование полос можно было наблюдать как временной ряд; электроны накапливались с течением времени, постепенно формируя интерференционную картину на мониторе (аналогично длительной экспозиции с фотопленкой). Электроны попадали в случайные положения детектора только время от времени, и для формирования интерференционной картины потребовалось более 20 минут (см. рисунок). Таким образом, чтобы заснять процесс нарастания, источник электронов, электронная бипризма и остальная часть эксперимента должны были быть чрезвычайно стабильными: если интерференционная картина дрейфовала на долю интервала между полосами за время экспонирования, вся полосовая картина была бы исчез.