סופרפוזיציה
סופרפוזיציה אומרת שמצב פיזיקלי יכול להיות סכום של מצבים קטנים. זה נכון כשמיישמים חוקים פשוטים שנקראים משוואות ליניאריות. דוגמה לכך הם שדות חשמליים וכוח הכבידה. בסטטיקה חותכים גוף לחלקים, שמים לב לנקודת מרכז המסה של כל חלק. אחר כך מחברים את הנקודות האלה כדי למצוא איפה נמצא מרכז המסה של הכל יחד. מהנדס...
פרשנות העולמות המרובים
פירוש העולמות המרובים הוצע ב-1957 על ידי יו אוורט. הוא אומר שכשממדידים דבר קוונטי, היקום 'מתפצל'. בכל יקום מתרחשת תוצאה אחרת. דמיינו חתול במצב לא ברור, חי או לא חי. זהו ניסוי מחשבתי, לא אמיתי. לפי הרעיון, אחרי שבודקים יהיו שני עולמות. בעולם אחד החתול נראה חי. בעולם אחר הוא נראה לא חי. הצופה בכל ע...
הצפנה קוונטית
הצפנה קוונטית משתמשת בחוקים של פיזיקה מאוד קטנה כדי לשמור על סודות. מכניקה קוונטית היא פיזיקה של חלקיקים זעירים. יש בה רעיונות כמו סופרפוזיציה. סופרפוזיציה אומרת שחלקיק יכול להיות בשתי מצבים יחד. יש גם שזירה. שזירה מחברת בין חלקיקים, גם אם הם רחוקים. כשהמאזין מנסה למדוד חלקיק קוונטי, המדידה משנה א...
כבידה קוונטית
כבידה קוונטית היא ניסיון לחבר שתי תיאוריות חשובות בפיזיקה. תורת היחסות מתארת כבידה. מכניקת הקוונטים מתארת חלקיקים קטנים. יש ארבעה כוחות בטבע. הכבידה היא אחד מהם. בחלק מהתיאוריות מכניסים חלקיק שנקרא גרביטון. גרביטון הוא רעיון לחלקיק שמוביל את כוח הכבידה. בתורת הקוונטים דברים יכולים להיות בכמה מצב...
קיוביט
קיוביט היא יחידת המידע במחשב קוונטי. זה דומה לביט, אבל מיוחד. ביט רגיל יכול להיות 0 או 1. קיוביט יכול להיות גם 0 וגם 1 בו זמנית. זה נקרא סופרפוזיציה. הסופרפוזיציה היא כשחלק מהמצב הוא 0 וחלק הוא 1. מדענים מציירים קיוביט כנקודה על כדור קטן. הכדור הזה נקרא כדור בלוך. כל נקודה מייצגת מצב אחר של הקיוביט...
וקטור מצב (קוונטים)
וקטור מצב הוא דרך לתאר מצב במכניקה קוונטית. וקטור הוא רשימה של מספרים. כותבים אותו לפעמים |ψ\rangle. פונקציית גל מתארת גם היא מצב. החישובים מבוססים על רעיונות של וקטורים ומטריצות. מרחב הילברט, מקום מתמטי שבו שמים את הווקטורים. יש גם "ברים" ו"קטים": ה"בר" הוא וריאציה של הווקטור שעוזרת לחשב מדידות....
מצב קוונטי
מצב קוונטי אומר אילו דברים מתאימים למערכת קטנה מאוד. זה יכול לתאר מיקום, תנע ודברים אחרים. מצב קוונטי נותן את כל המידע שניתן על מערכת קטנה. יש דבר שנקרא סופרפוזיציה. סופרפוזיציה פירושה שהמערכת יכולה להיות בכמה מצבים גם יחד, ולא רק באחד שאנו לא יודעים. כשממדדים משהו, מקבלים תוצאה לפי הסתברות. חוק ב...
ניסוי אליצור-ויידמן
ניסוי אליצור-ויידמן הוצע ב-1993 על ידי אבשלום אליצור ולב ויידמן. הניסוי משתמש ברעיון של סופרפוזיציה (כאשר חלקיק יכול להיות בשני מקומות בו זמנית). הוא מראה איך אפשר לגלות פצצה בלי לגעת בה. "מדידה ללא אינטראקציה" פירושה לגלות משהו בלי לפגוע בו. שולחים פוטון אחד. הפוטון מתחלק לשני מסלולים. אחד עובר ל...
מכניקת הקוונטים
מכניקת הקוונטים היא ענף בפיזיקה שחוקר דברים מאוד קטנים. זאת פיזיקה של אטומים וחלקיקים. במערכת קוונטית, אנרגיה יכולה להופיע במנות קטנות שנקראות קוונטים. לכן חלקיק יכול להיות רק ברמות מסוימות. לפני יותר ממאה שנה מקס פלאנק אמר שאנרגיה באה במנות. אחר כך איינשטיין דיבר על פוטונים, מנות של אור. מדענים...
מחשב קוונטי
מחשב קוונטי משתמש בחוקים מוזרים של הפיזיקה כדי לחשב. מדענים חשבו שעדיף לבנות מחשב שמנצלים את חוקי הקוונטים. זה התחיל לפני הרבה שנים. במחשב רגיל היחידה הקטנה היא ביט. היא 0 או 1. קיוביט הוא ביט קוונטי. הוא יכול להיות 0 ו‑1 בו‑זמנית. זה נקרא סופרפוזיציה. כאשר מודדים אותו, הוא הופך לאחד ממצבי ה‑0 או ...
החתול של שרדינגר
זהו ניסוי מחשבה של המדען שרדינגר. ניסוי מחשבה זה הוא רעיון בדיקה בראש, לא ניסוי אמיתי. מניחים חתול בתיבה סגורה. בתיבה יש חלק קטן רדיואקטיבי. רדיואקטיבי (חומר שמתחלק לבד) יכול להתפרק או לא. אם הוא מתפרק, גלאי מפעיל מנגנון שממיתה את החתול. אם לא, החתול נשאר חי. עד שלא פותחים את התיבה, לפי הפרשנות הקל...
יקום מקביל
יקום מקביל הוא רעיון על עולם אחר שקיים לצד שלנו. אין הוכחה שזה אמיתי. חוקרים ומספיק סיפורים מדברים על זה. הרעיון אומר שיש נקודת התחלה אחת שממנה העולם מתפצל. למשל כשהמטבע נוחת, יכול להיות שהוא פלי, עץ או באמצע. מכל פעולה יוצאים אפשרויות שונות. מכניקת הקוונטים היא משפטים שמסבירים חלקיקים. פונקציי...
בעיית המדידה
בעיית המדידה היא קושי במכניקת הקוונטים. זו שאלה למה תיאור מתמטי משתנה כשעושים מדידה. לפני מדידה אפשר לחזות אפשרויות. ברגע שמודדים מקבלים תוצאה אחת. מערכת קוונטית מתוארת בעזרת פונקציית גל. פונקציית גל אומרת היכן החלקיק יכול להיות. משוואת שרדינגר היא כללי המשחק שמראים איך פונקציית הגל משתנה בזמן. בד...
אפקט הצופה
אפקט הצופה הוא רעיון בפיזיקה ובמחקר. הוא אומר שכשמסתכלים על אירוע, הוא עלול להשתנות. כאשר אנשים יודעים שמסתכלים עליהם, הם לפעמים מתנהגים אחרת. זה מקשה על החוקרים לראות מה קורה בדרך כלל. הטיית הצופה קורה כשהחוקר מצפה לראות משהו. אז הוא מקדיש תשומת לב למה שהוא מצפה, ופחות למה שקורה באמת. חוקרים מפחי...
התאבכות
התאבכות (מפגש גלים שיכול לחזק או להחליש) קורה כשגלים נפגשים במרחב. לפעמים שני שיאים נפגשים והגל נהיה חזק יותר. לפעמים שיא נפגש עם שפל והגל מתבטל. העיקרון הוא שסכום הגלים קובע את התוצאה. זה נקרא סופרפוזיציה (חיבור הגלים). כדי שהתבנית תישאר קבועה הגלים חייבים להיות קוהרנטיים (שומרים על קצב ומופע קבוע...
מערכת לא ליניארית
מערכת לא ליניארית היא מערכת שאי אפשר לתאר אותה על ידי חיבור החלקים שלה. סופרפוזיציה (חיבור פתרונות) כאן לא עובדת. לעתים קשה לחזות מה תהיה התנהגות המערכת. אפשר לנסות לפשט אותה בעזרת ליניאריזציה (לקרב לחוק פשוט יותר). ברכיבי אלקטרוניקה מסוימים התגובה לא גדלה בקו ישר. לכן מערכות כאלה הן לא ליניאריו...
פרשנות קופנהגן
פרשנות קופנהגן היא דרך לחשוב על תורת הקוונטים. תורת הקוונטים עוסקת בחלקיקים מאוד קטנים. לפי הפרשנות, תכונות של חלקיקים נקבעות רק כשמודדים אותן. מדידה, בדיקה שעושה ניסוי ומוצאת תוצאה. לפני המדידה, החלקיק יכול להיות בכמה מצבים יחד. מצב זה נקרא סופרפוזיציה, שילוב של אפשרויות. פונקציית גל, תיאור מתמ...
עכבה חשמלית
עכבה חשמלית היא גרסה כללית של התנגדות. היא אומרת כמה חלק במעגל מקשה על זרם חילופין. נמדדת באוהמים (Ω). = מצב מתמיד סינוסי = אם מקור המתח הוא גל סינוסי קבוע, גם הזרם יהיה גל סינוסי. משתמשים ב'פאזור' (מספר שמציג את משרעת הגל ופאזה) כדי לחשב בקלות. = הגדרה וסימון העכבה החשמלית = העכבה Z מוגדרת כיחס בין...
חוקי קסטיליאנו
חוקי קסטיליאנו נקראים על שם קרלו אלברטו קסטיליאנו. הם עוזרים לחשב איך מבנים מתעוותים. התיאוריה מתבססת על אנרגיה שנאגרת כשגוף מעוקם. אנרגיית המעוות זו היא האנרגיה שנוצרת בעיוות. חוקים אלה עובדים כאשר החומר אלסטי. אלסטי פירושו שהחומר עקום ואז יכול לחזור כמעט לצורתו. הם עובדים גם אם החומר זהה בכל כיו...
חבילת גלים
חבילת גלים היא קבוצה קטנה של גלים שתופסת מקום מסוים במרחב. כל חבילה נוצרת על ידי חיבור של הרבה גלים פשוטים. חבילות כאלו משמשות לתאר חלקיקים במכניקה קוונטית. הן גם עוזרות בעיבוד אותות, כמו במכשירים חשמליים. חבילה בנויה על ידי הוספה של גלים מישוריים. גל מישורי הוא גל פשוט שחוזר על עצמו בתדירות קבו...
תגובת מצב אפס
תגובת מצב אפס (ZSR) בודקת מעגל חשמלי כשהתנאים ההתחלתיים הם אפס. תנאי התחלה = המצב שממנו מתחילים למדוד. כאן התגובה נגרמת רק על ידי המקורות, לא על ידי המצב ההתחלתי. בסך הכל מקבלים חיבור של שתי תגובות: תגובת מצב אפס ותגובת כניסה אפס. תגובת כניסה אפס = תגובה שמגיעה מהמצב ההתחלתי....
תגובת כניסה אפס
זו שיטה לבחינת מעגלים חשמליים בלי מקורות (כמו סוללה). התשובה שמתקבלת מגיעה רק מתנאי התחלה, מצב המעגל בתחילת הזמן. התדירויות שבהן המעגל "נדנד" נקראות התדירויות טבעיות. בסופו של דבר מחברים (מוסיפים) שתי תגובות: תגובת כניסה אפס ותגובת מצב אפס....
משוואת שרדינגר
משוואת שרדינגר מלמדת איך מצב של חלקיק קוונטי משתנה עם הזמן. היא נוצרה ב־1926 על ידי המדען ארווין שרדינגר. לפני כן חשבו על האטום באופן פשוט. רתרפורד גילה שיש גרעין קטן וחזק בלב האטום. בוהר אמר שהאלקטרונים עומדים במסלולים כמו גל. דה ברויי אמר שחלקיקים גם הם גלים. רעיונות אלה עזרו למצוא את משוואת שרדי...
מערכת ליניארית
מערכת ליניארית היא מערכת שבה היציאה היא עותק מצורף של הכניסה. אופרטור הוא הפעולה שעושה את ההעתקה הזו. כאשר שולחים פולס קצר מאוד שנקרא דלתא של דיראק, מקבלים את תגובת ההלם. תגובת ההלם מראה איך המערכת מגיבה לרגע אחד של כניסה. "בלתי משתנה בזמן" אומר שאם מזיזים את הכניסה בזמן, היציאה תזוז בדיוק באותו א...