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La corriente eléctrica es una forma de electricidad que fluye de los enchufes eléctricos. Proporciona un gran número de electricidad , que nos puede hacer daño. La corriente eléctrica consiste en electrones que pasan a través de un conductor, como un alambre de metal. Electricidad es una forma de energía, también se puede convertir. La corriente eléctrica se mueve a lo largo de un conductor. El camino completo de la corriente eléctrica se llama circuito. Un circuito eléctrico simple consta de varias partes. Para el flujo de electrones en un conductor, debe existir una fuente de fuerza que les dé un empujón. El alambre de metal actúa como conductor, permitiendo que los electrones se muevan fácilmente. El interruptor para controlar el flujo de electrones a través del circuito abre y cierra el circuito al mismo tiempo. Una lámpara es un dispositivo que convierte la corriente eléctrica en luz. Un circuito que se cierra o completa cuando los electrones se mueven de un lado a otro de una fuente. Por otro lado, el circuito está abierto cuando hay una interrupción en el circuito y no llega electricidad a la lámpara.
Para completar el experimento necesitarás:
Tiempo para realizar el experimento:
Unos veinte minutos.
Comencemos el experimento:
Nota:
Retire el aislamiento con cuidado para evitar acortar o dañar los cables. ¡No juegues con la bombilla! No toque la bombilla cuando se enciende.
Observación:
¿Cómo abrir y cerrar el circuito eléctrico? Cuando apagas el interruptor, ¿qué sucede?
Resultado:
Circuito eléctrico partes en experiencia física “Circuito eléctrico” son: batería seca, cables, interruptor y bombilla.
Puede abrir y cerrar un circuito eléctrico con un interruptor. Cuando falta alguna pieza, la electricidad no fluirá y el experimento de física “Circuito eléctrico” no será posible.
Físicos chinos vieron dos efectos predichos para partículas relativistas simulándolos usando circuitos eléctricos. En particular, demostraron que con los ajustes correctos de capacitancias e inductancias, la onda de voltaje excitada en el circuito se comporta como una función de onda de dos componentes de una partícula de Dirac. El estudio fue publicado en Física de las Comunicaciones .
Al traducir la mecánica cuántica a un régimen relativista con la ayuda de su ecuación, Paul Dirac llevó la comprensión de la física del micromundo a un nuevo nivel. La aparición de continuos de energía negativa en el electrón, que resultó ser un marcador de estados de positrones, y la relación lineal de la energía con el momento en el límite ultrarrelativista, llevó a los físicos a buscar efectos relativistas inusuales.
Los más interesantes son la paradoja de Klein y el zitterbewegung (movimiento tembloroso de un electrón). El primer efecto es la capacidad de un electrón ultrarrelativista para atravesar una barrera de potencial con probabilidad absoluta, y el segundo instruye a un electrón libre para que se mueva en un modo de oscilación constante con una frecuencia de alrededor de 10 21 hertz y una amplitud del orden de su longitud de onda Compton.
Las condiciones bajo las cuales se pudieron observar ambos efectos para un electrón resultaron ser bastante extremas e inaccesibles para el experimento directo. Sin embargo, los físicos encuentran una salida a esta dificultad con la ayuda de varias cuasipartículas: excitaciones elementales en medios artificiales, cuyas relaciones energía-momento tienen la misma forma que la de un electrón relativista, pero en escalas de energía mucho más pequeñas. Los científicos ya han confirmado el jitter y el paso completo a través de la barrera de electrones en grafeno, átomos fríos en trampas, fotones en un fotónico y fonones en un cristal fonónico (ya hemos escrito sobre uno de estos experimentos).
Físicos chinos dirigidos por Xiangdong Zhang del Instituto de Tecnología de Beijing han propuesto un nuevo enfoque para observar los efectos relativistas basados en la propagación de ondas de voltaje en circuitos eléctricos complejos. Primero, notaron que se podía observar un comportamiento similar para dos bosones en una red periódica unidimensional descrita por el modelo de Bose-Hubbard. Surge en la aproximación cuando la interacción entre partículas existe solo cuando los bosones están en la misma celda o en celdas vecinas. En este caso, la familia de estados de dos partículas (doblones) se divide en zonas, cuyas relaciones de dispersión en el límite de la zona de Brillouin son similares a las de una partícula relativista con una masa efectiva, cuyo valor depende solo de la constantes de interacción.
Los autores han demostrado que el modelo doblón de Bose-Hubbard para una red unidimensional de 31 celdas se puede parametrizar utilizando una red eléctrica bidimensional en forma de red de 31 × 31 nodos.
Cada nodo con coordenadas n y m corresponde a un bosón con coordenadas n y el segundo bosón con coordenadas m . Los nodos están conectados entre sí con la ayuda de condensadores, que determinan la probabilidad de transición del bosón a la celda vecina, y también con el suelo con la ayuda de bobinas. Este enfoque destaca la diagonal principal del esquema, que describe ambos bosones en la misma celda, y dos diagonales laterales, que describen bosones ubicados en la vecindad. Para simular la aproximación elegida anteriormente, estas tres diagonales se conectaron a tierra con capacitores adicionales. En tal esquema, el voltaje como una función de la coordenada se puede describir utilizando la ecuación de Dirac sin espín, donde los modos de doblón fuera de la diagonal y diagonal desempeñaron el papel de un continuo positivo y negativo, respectivamente.
Para ver el trémulo movimiento del paquete de ondas de Dirac, los físicos excitaron los nueve nodos centrales del circuito en ciertas relaciones de fase y observaron la propagación de ondas de voltaje.
Siguieron la evolución de la coordenada media del paquete de ondas a lo largo del tiempo y descubrieron que antes de que las ondas pasen a un estado estable, experimentan fluctuaciones características. Las simulaciones han demostrado que estas oscilaciones son causadas por la interferencia entre los modos doblón superior e inferior, lo que es completamente equivalente al zitterbeweggung predicho anteriormente, que ocurre debido a la interferencia entre los continuos de electrones positivo y negativo.
En el siguiente paso, los autores reprodujeron la paradoja de Klein. Para hacer esto, necesitaban introducir una barrera de energía para los bosones. Los físicos hicieron esto modificando la red nodal con capacitores de puesta a tierra con una capacitancia variable correspondiente a la altura variable de la barrera. Al variar esta altura para el caso de un doblón masivo, los autores han demostrado numérica y experimentalmente que la transmisión se suprimirá en todas partes excepto cuando haya una intersección entre las zonas superior e inferior en lados opuestos de la barrera.