n- pooljuht-kristallvõresse viidud nn. doonorlisand nt. fosfori aatomil on üks elektron rohkem, see ülekanne elektron jääbki kristalliga vabalt liikuma. p-pooljuht- lisandi nt. boori aatomil on üks elektron vähem, kui ränil alumises täidetud tsoonis tekib vaba koht(nn . auk), kuhu võib sattuda elektron naaberaatomi juurest. Millega tegeleb kvantmehaanika? tegeleb laineomadustega mikroosakeste ja nende kogumike käitumist käsitleva füüsikaga. Mida tähendavad kvantfüüsikas täpsuspiirangud? on osakest iseloomustavaks suuruste paari, milles kumbagi suurust ei saa korraga mõõta suvalise täpsusega; ühe minimaalne mõõte viga on pöördvõrdeline teise suurima mõõteveaga. nt impulss ja koordinaat, energia ja aeg. Miks metallid on head elektrijuhid?-metallidel puudub keelutsoon, valents ja juhtivustsoon kattuvad osaliselt. aatomituum avastati ja plantetaarmudelini jõuti vaadeldes alfaosakeste hajumist metallkilelt
Need arvutid tarvitavad ja toodavad väga lühikese aja jooksul väga suurtes kogustes andmeid. Tavaliselt on superarvutid spetsialiseeritud teatud tüüpi arvutustele, tavaliselt numbrilistele arvutustele, ning tänu sellele töötavad halvemini üldisemate andmetöötlus ülesannete puhul. Superarvutite mälu on väga hoolikalt disainitud, et tagada, et protsessor saaks pidevalt infot ja juhendeid. Superarvuteid ei kasutata ainult ilmaennustamises, vaid ka kvantfüüsikas, kliimauuringutes, molekulide modelleerimiseks ja füüsikaliste simulatsioonide jaoks. Kuna superarvutid on nii võimsad ja teevad palju arvutusi ning selle tagajärjel kuumenevad üle, siis on neid tihtipeale vaja jahutada. Tehnoloogiad, mis on välja töötatud superarvutite jaoks, sisaldavad: 1. Vektortöötlust 2. Vedelikjahutust 3. NUMA – arvuti mälu disain 4. Andmete paigutamist korraga kahele füüsilisele kettale, et neid kiiremini kasutada. 5
Referaat teemal kvantarvud ja Pauli printsiip räägib mõlema teema olemusest ning nende olulisusest. Väga süvitsi teemadesse laskutud ei ole aga aru peaks saama ka peaaegu füüsikavõõras inimene. On toodud ka erinevaid näiteid. 3 Kvantarvud Kvantarvu diskreetsus Kvantarv on süsteemi olekut iseloomustav väärtus kvantmehhaanikas. Täisarve nimetatakse kvantfüüsikas kvantarvudeks. Kvantarvu eripäraks on tema diskreetsus. See tähendab, et iga järgmine kvantarvu väärtus erineb eelmisest kindla suuruse, ehk kvandi võrra. Näiteks kvantarvu spinni kvant on ½ ja tema väärtused võivad olla näiteks (-1, -½, 0, ½, 1, 1½ jne.). Küll aga ei saa spinni väärtus olla näiteks 2,753. Süsteemi aditiivne kvantarv Kuna kvantarvud võivad olla nii positiivsed kui negatiivsed, siis võib
minna juhtivustsooni. Juhib teatud tingimustel el.voolu. c)isolaator-dielektrik juhtivustsoon on vaba, valentstsoon täidetud, elektronid ei saa liikuda juhtivustsooni.Ei juhi el.voolu. 16. L.de Broglie hüpotees: elektronid käituvad liikumisel kui lained. Hüpotees osutus õigeks. Elektronid tekitavad interferentspildi. de Broglie lainepikkus: =h/mv m-osakeste mass, v-osakeste kiirus. 17. Täpsuspiirang kvantfüüsikas: on olemas osakest iseloom suuruste paare,milles kumbagi ei saa korraga mõõta suvalise täpsusega. Täpsuspiirangud formuleeris saksa füüsik W.Heisenberg.
Mis saab edasi? Einstein töötas oma elu lõpuni ühtse välja teooria loomise nimel. Ühtse välja teooria peaks kirjeldama korraga kõiki loodusnähtusi. Kogu füüsika koosnekski siis ainult ühest teooriast. Einstein seda endale võetud ülesannet lahendada ei jõudnud. Ehk kunagi jõuavad teadlased selleni. Seniks jääb füüsika arengut näitava skeemi lõppu punane küsimärk püsima. Maailma füüsikud, kes on teinud suuri avastusi optikas ja kvantfüüsikas Alekstandr Stoletov (1839 1896) Väljapaistev vene füüsik. Fotoefekti uurimine tegi ta maailmakuulsaks. Ta näitas ka fotoefekti praktilise kasutamise võimalust. Doktoridissertatsioonis "Pehme raua magneetumisfunktsiooni uurimine" töötas ta välja ferromagneetikute uurimismeetodi ja tegi kindlaks magneetumiskõvera kuju. Stoletovi doktoritöö järeldusi kasutati praktikas elektrimasinate konstrueerimisel. Palju energiat kulutas ta füüsika edendamisele Venemaal.
2 1. Sissejuhatus Superarvuti on arvuti, mis kuulub esimeste hulka oma töötlemissuutlikuse, eriti arvutuskiiruse poolest. Se on ülisuure jõudlusega arvuti teadus- ja tehnikaülesannete lahendamiseks. Superarvuti on suhteline mõiste, mis ajas pidevalt muutub sedamööda, kuidas kõik arvutid järjest võimsamaks muutuvad. Neid arvuteid kasutatakse väga palju arvutusi nõudvate ülesannete lahendamiseks, näiteks kvantfüüsikas, ilmaennustamises, kliimauuringutes, molekulide modelleerimiseks ja füüsikaliste simulatsioonide jaoks. Mõiste superarvuti on aja jooksul palju muutunud ja tänane superarvuti kipub olema homne tavaarvuti. Tänapäeva paralleelsüsteemid põhinevad tavakasutuses olevatel serveriklassi mikroprotsessoritel nagu PowerPC, Opteron või Xeon ja kaasprotsessoritel nagu NVIDIA Tesla GPGPUs, AMD GPUs, IBM Cell, FPGAs. Enamus tänapäeva superarvutitest on
tõttu. ❏ Polariseeritud molekul - molekuli sees tekivad kaks poolust Kvantfüüsika ❏ Kvantfüüsika abil saame aru arvutitest, led-ekraanidest, tuumareaktoritest, kaameratest, laseritest jms ❏ Kvantfüüsika tegeleb väga väikeste osakestega: molekulid, aatomid, subatoomilised osakesed ❏ Kvantfüüsikas kirjeldatakse kõike lainetena (wavefunction), abstraktne matemaatiline kirjeldus ❏ Wavefunction: amplituud ruudus = tõenäosusjaotus ❏ Kvantmehaanikas ei teata midagi konkreetselt, detailselt, võime ainult tõenäosusi ennustada ❏ Aatom koosneb tuumast ja elektronkattest ❏ Kvanthüpotees - valgus kiirgub ja neeldub väikeste portsjonitena, elementaarsete mõjukvantidena. Ühe kvandi
Teatud materjalides elektronide magnetväljad liituvad ja materjali ümbritsevas keskkonnas on olemas summaarne magnetväli. Sellise liitumise tulemusena tekib püsimagnet[1]. Erirelatiivsusteooria kohaselt on elektri- ja magnetväli omavahel tihedalt seotud sama objekti erinevad aspektid. Seda objekti kirjeldab elektromagnetiline tensor, kus elektri- ja magnetväljaks lahutamine sõltub vaatleja suhtelisest kiiruses ja laengust. Kvantfüüsikas on elektromagnetväli kvanditud ja elektromagnetiline vastasmõju on footonite vahetamise tulemus. 9 ELEKTRIVÄLI Elektriväli on elektrilaengu poolt tekitatud ruumis leviv pidev väli, mis mõjutab teisi ruumis paiknevaid elektrilaenguid. Selle mõiste pakkus esimest korda välja Michael Faraday 19. sajandil. Elektriväli on tihedalt seotud magnetväljaga ning need koos moodustavad elektromagnetvälja. Elektriväli on vektorväli, mis koosneb laetud keha
tabamused interferentsitriipudesse. Kuna elektrone väljastati ühekaupa, pidi iga üksiku elektroniga kaasnev laine interfereeruma iseendaga. Mis lainetab elektronis 2 · Lainetaoline käitumine ilmneb ainult suure hulga elektronide korral. Kasutades tabamuste tiheduse analüüsimiseks tõenäosusteooriat, ilmnes, et iga mikroosakesega (s.h. elektroniga kaasnevad tõenäosuslained. · Need lained ei eksisteeri mingis materiaalses keskkonnas. Kvantfüüsikas nimetatakse nende lainete ajalist muutumist kirjeldavat matemaatilist avaldist lainefunktsiooniks, mida on tavaks tähistada kreeka tähega . Seda tuntakse ka nn.psii-funktsioonina. Mis lainetab elektronis 3 · Suuruse väärtus antud ruumipunktis on osakese leiutõenäosus antud ajal ja kohal. Seda funktsiooni nimetatakse ka leiulaineks. Mõõtmised mikro- ja makromaailmas · Makromaailmas ei avalda mõõteriistad märgatavat mõju
·Mida rohkem tabamusi, seda selgemalt rühmituvad tabamused interferentsitriipudesse. Kuna elektrone väljastati ühekaupa, pidi iga üksiku elektroniga kaasnev laine interfereeruma iseendaga. ·Lainetaoline käitumine ilmneb ainult suure hulga elektronide korral. Kasutades tabamuste tiheduse analüüsimiseks tõenäosusteooriat, ilmnes, et iga mikroosakesega (s.h. elektroniga kaasnevad tõenäosuslained. Need lained ei eksisteeri mingis materiaalses keskkonnas. Kvantfüüsikas nimetatakse nende lainete ajalist muutumist kirjeldavat matemaatilist avaldist lainefunktsiooniks, mida on tavaks tähistada kreeka tähega . Seda tuntakse ka nn.psii-funktsioonina. Suuruse väärtus antud ruumipunktis on osakese leiutõenäosus antud ajal ja kohal. Funktsioonil võib olla nii positiivne kui ka negatiivne väärtus koordinaatsüsteemist lähtudes. Negatiivsel tõenäosusel puudub mõte. Seega
ja ruumi mõõtmete kadumine. Üldrelatiivsusteoorias kirjeldatakse aja aeglenemist ja pikkuste lühenemist ( ehk tegelikult aegruumi kadumist ), mida põhjustab suurte masside olemasolu, geomeetriaga. Aegruumi kõverus on üldrelatiivsusteooria põhiline füüsikaline eksistens. Kvantmehaanikas kirjeldatavad näiliselt ebaloogilised efektid on seepärast, et osakeste jaoks aega ja ruumi enam ei olegi ja esinevad teleportreerumised. Kõik kvantfüüsikas tuntud efektid tulevad just osakeste teleportreerumistest ja seepärast tulebki tundma õppida teleportatsiooni füüsikalisi omadusi, mida antud töö näitab. Kõik see on täiesti kooskõlas ajas rändamise üldise teooriaga. Antud töös on esitatud ka ajas rändamise tehnilise teostuse füüsikaline võimalikkus. Need on ühed esimesed füüsikateooriad ellu viimaks reaalset ajas rännakut. Albert Einstein tõestas, et inertne ja raske mass on võrdsed ehk samasugused
ja ruumi mõõtmete kadumine. Üldrelatiivsusteoorias kirjeldatakse aja aeglenemist ja pikkuste lühenemist ( ehk tegelikult aegruumi kadumist ), mida põhjustab suurte masside olemasolu, geomeetriaga. Aegruumi kõverus on üldrelatiivsusteooria põhiline füüsikaline eksistens. Kvantmehaanikas kirjeldatavad näiliselt ebaloogilised efektid on seepärast, et osakeste jaoks aega ja ruumi enam ei olegi ja esinevad teleportreerumised. Kõik kvantfüüsikas tuntud efektid tulevad just osakeste teleportreerumistest ja seepärast tulebki tundma õppida teleportatsiooni füüsikalisi omadusi, mida antud töö näitab. Kõik see on täiesti kooskõlas ajas rändamise üldise teooriaga. 6 1 Ajas rändamise teooria 1.1 Ajas rändamise füüsikalised alused 1.1.1 Sissejuhatus Järgnevalt ( ajas rändamise teooria põhiideedes ) käsitleme lihtsat kolmemõõtmelist (tava)ruumi
ja ruumi mõõtmete kadumine. Üldrelatiivsusteoorias kirjeldatakse aja aeglenemist ja pikkuste lühenemist ( ehk tegelikult aegruumi kadumist ), mida põhjustab suurte masside olemasolu, geomeetriaga. Aegruumi kõverus on üldrelatiivsusteooria põhiline füüsikaline eksistens. Kvantmehaanikas kirjeldatavad näiliselt ebaloogilised efektid on seepärast, et osakeste jaoks aega ja ruumi enam ei olegi ja esinevad teleportreerumised. Kõik kvantfüüsikas tuntud efektid tulevad just osakeste teleportreerumistest ja seepärast tulebki tundma õppida teleportatsiooni füüsikalisi omadusi, mida antud töö näitab. Kõik see on täiesti kooskõlas ajas rändamise üldise teooriaga. 6 1 Ajas rändamise teooria 1.1 Ajas rändamise füüsikalised alused 1.1.1 Sissejuhatus Järgnevalt ( ajas rändamise teooria põhiideedes ) käsitleme lihtsat kolmemõõtmelist (tava)ruumi