Учебная модель "квантовый контур"

Изобретение относится к учебным моделям, в частности, к учебным моделям для демонстрации пространственных и энергетических связей элементов макро- и микросистем, систем различных информационных уровней. Учебная модель представляет собой физически непрерывный контур, образованный спиральными структурами с четырьмя прикрепленными к ним массами. При этом спиральные структуры выполнены с возможностью упругой деформации, сгиба в центре масс модели и совмещения витков без взаимного зацепления. Техническим результатом изобретения является возможность демонстрации слабых энергетических связей элементов и пространственного распределение указанных связей. 4 ил.

 

Изобретение относится к учебным моделям на основе системы оптических и механических элементов для моделирования бинарных и других пространственных и энергетических взаимоотношений элементов различной природы: макро- и микросистем или систем различных информационных уровней. Модель дает возможность реализовать динамическое изменение формы системы. Изобретение может быть использовано в исследованиях геофизических сред, в учебных и других целях в таких областях как геология, кристаллография, астрофизика и астробиология, а также в качестве составной части различных технических устройств.

Известно изобретение [1], в основе которого лежит создание модели искусственного кристалла, предусматривающего кристаллическую решетку, состоящую из шести тетраэдров, и подразумевающего наличие в структуре кристалла «всех химических элементов таблицы Менделеева». Размером и соотношением сторон элементарных ячеек-пирамидок, симметричностью их расположения в кристаллической решетке моделируются различные взаимоотношения между химическими элементами и распределение энергий [1].

Известно изобретение «ДЕМОНСТРАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ КРИСТАЛЛА» [2]. Изобретение предназначено для моделирования блочного строения и процессов пластической и упругой деформации квазисимметричных кристаллов различной формы. Получение различных фигур обеспечивается деформацией исходной модели куба. «При построении моделей, из эстетических соображений, а также для того, чтобы ввести число (меру), длину ребер (линий связи) субграней фигур принимают равной одному из чисел Фибоначчи, представленных рядом: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21 и т.д.» [2].

Отличительной особенностью предлагаемой модели от известных изобретений является возможность демонстрации «слабых» энергетических взаимосвязей элементов и пространственное их взаимное распределение, основанное на балансе масс, являющемся следствием закона сохранения информации и энергии.

Техническая реализация заявляемой модели представляет собой систему, состоящую из физически непрерывного контура, объединяющего элементы с массами m1, m2, m3, m4. Контур моделирует относительно гибкую связь между элементами и выполнен в виде спиральных структур.

В основу структуризации взаимного распределения масс положен матричный метод попарных отношений между следующими критериальными факторами: возможные бинарные взаимоотношения энергетических компонентов излучений видимого диапазона (представлены в таблице 1), возможных взаимоотношений (весовых коэффициентов) основных нуклеотидов, как элементов системы, несущих информационную составляющую биополимеров ДНК (представлены в таблице 2), а также весовые коэффициенты бинарных отношений химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева.

Где А - аденин (135,13) - C5N5H5

Т - тимин (126,11) - C5N2O2H6

С - цитозин (111,1) - C4N3OH5

Г - гуанин (151,15) - C5N5OH5

Сопоставлением данных возможных бинарных пространственных и энергетических взаимоотношений элементов таких систем, как химические элементы, молекулярно-биологические и квантовые, выявлен простейший «контур», объединяющий элементы системы в закономерном распределении информационно-энергетического баланса таким образом: отношения масс элементов m1/m2~m3/m4, при этом комплементарными элементами будут: m1 и m4; m2 и m3.

Контур, выполненный в виде спиралей с помощью светопроводящих, электропроводящих или комбинированных материалов, моделирует относительно гибкую связь между элементами. Элементы системы могут иметь для лучшей наглядности разный объем, различный цвет, различную прозрачность или сами являться источниками излучений (например, выполненные из светодиодов), иметь в своем составе энергоносители или другие маркеры и потоки.

Распределение элементов и объединяющих спиралей показано на Фиг. 1.

Модель «Квантовый контур» определяется следующими характеристиками системы: элементы модели взаимосвязаны между собой четырьмя гибкими связями в виде спиралей таким образом, что комплементарные элементы попарно связаны скрещивающимися спиралями, витки которых не входят в зацепление друг с другом и размещены друг относительно друга на величину близкую к 90°. Две другие связи между элементами соединяют между собой элементы из разных взаимодополняющих бинарных систем.

Динамические изменения формы модели происходят при следующем взаимном расположении элементов без разрыва связей (без нарушения информационно-энергетического баланса).

Форма 1. «Волна». Моделируется вращательным и поступательным движением системы относительно оси, определяемой как центр масс в средах, обладающих малым сопротивлением. Форма системы ограничивается упругим растяжением спиралей благодаря центробежной силе и силе упругости спиральных связей. Показана на Фиг. 2.

Форма 2. «Частица». Моделируется сжатием всех четырех пружин, что приводит к сближению всех элементов, т.е. сосредоточению масс в небольшом объеме, тем самым увеличивается проходимость в среде, обладающей определенной вязкостью или наличием пор. Такая форма моделирует упругое столкновение системы с элементами среды. Показана на Фиг. 3.

Форма 3. «Винт». Моделирует и демонстрирует повышенную проникающую способность системы, благодаря перегибу и сложению спиралей одна в другую и сжатию двух других спиралей. Образуя своеобразный цуг элементов. Гибкость винта обеспечивает прохождение через среды, имеющие узкие извилистые поры или повышенную вязкость. Показана на Фиг. 4.

Форма 4. Разрыв одной из связей возможен для моделирования и демонстрации различных трип летных взаимоотношений элементов. На рисунке не показана.

Литература

1. Курбанов М.А. Универсальная модель искусственного кристалла. Патент на Изобретение RU 2182729, 13.11.2000.

2. Чепижный К.И. Демонстрационная модель кристалла. Патент на Изобретение RU 2004935, 06.04.1989.

Учебная модель «Квантовый контур», отображающая пространственные и энергетические отношения, взаимосвязи элементов макро- и микросистем на основе информационно-энергетического баланса, отличающаяся тем, что связи между элементами представляют собой физически непрерывный контур, образованный спиралевидными структурами, выполненными с возможностью: упругой деформации, сгиба в зоне центра масс элементов и совмещения витков спиралевидной структуры без взаимного зацепления витков.



 

Похожие патенты:

Использование: для проведения лабораторных работ и демонстрационных опытов по электротехнике. Сущность изобретения заключается в том, что на монтажную плату наклеены неодимовые магниты, являющиеся контактными площадками, на которые устанавливают контакты радиоэлементов, выполненные из стальной проволоки.

Заявленное изобретение относится к области тренировочных комплексов, предназначенных для обучения теоретическим вопросам аудиологии и сурдологии, отработки навыков применительно к конкретным типам аудиологического оборудования, а также для получения навыков работы с реальным пациентом.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. Съемный прямоугольный лист электропроводящей бумаги без выреза или произвольный лист из набора съемных прямоугольных листов электропроводящей бумаги с вырезами по форме поперечного сечения исследуемого тела раздельно установлены на прямоугольном планшете.

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к моделированию процесса газификации неизрасходованных остатков жидких компонентов ракетного топлива в баках отработанной ступени ракеты-носителя (РН).
Предложенное техническое решение относится к стационарным демонстрационным стендам и может быть использовано для интерактивной визуализации моделируемого пространства.
Изобретение относится к области медицины, хирургии. Выполняют транзиторный забор комплекса органов брюшной полости и забрюшинного пространства путем эвисцерации с реплантацией в эксперименте на модели больного.

Изобретение относится к учебным пособиям по физике. Каждый корпус из линейки корпусов разделен на герметичные для несжимаемой жидкости секции подвижными перегородками, движущимися в пазах, расположенных в противоположных стенках корпуса.

Изобретение относится к учебным моделям по физике. Корпус имеет прозрачную верхнюю крышку и выполнен в форме многоугольного тороидального кольца.

Изобретение относится к учебным пособиям по физике и математике в высших и средних заведениях. Устройство моделирования поверхности полидугами состоит из линейки корпусов.

Изобретение относится к учебным пособиям по физике и математике в высших и средних заведениях. Универсальный блок наращивания полидуги имеет сочленения для стыковки под различными углами с блоками разных размеров с образованием цепочки блоков, объединенных общей прозрачной крышкой, и разделенных на секции для несжимаемой жидкости подвижными перегородками, размещенными с возможностью движения в вертикальных пазах параллельных стенок блоков.

Изобретение относится к области механики и может быть использовано для проведения практикумов по физике и математике в высших и средних учебных заведениях для изучения оптических и проекционных задач пространственной геометрии. Представленное устройство, выполненное на базе известного устройства моделирования полидуги по патенту РФ № 2461891, расширяет его возможности за счет моделирования квазигиперболы, геометрического объекта, обнаруженного в работах Сибирского отделения Российской Академии Наук по моделированию масштабированной модели местности. 3 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. Установка содержит: первый зонд; потенциометр, соединенный двумя концевыми контактами с источником постоянного тока; прямоугольный планшет; съемный проводник круглого сечения; два прямоугольных электрода; вольтметр с большим входным сопротивлением, первый ввод которого соединен с верхним концом первого зонда, а второй ввод - с минусовой клеммой источника постоянного тока; неподвижную линейку, закрепленную на левой стороне прямоугольного планшета и которая выполняет роль оси ординат системы координат прямоугольного планшета; направляющий шток, установленный на правой стороне прямоугольного планшета, параллельно неподвижной линейке; движок, установленный подвижно на направляющем штоке; подвижная линейка, выполняющая роль оси абсцисс системы координат прямоугольного планшета, один конец которой жестко закреплен на движке, а второй конец ее лежит на неподвижной линейке; ползунок, перемещающийся по подвижной линейке, снабженный риской для отсчета положения первого зонда на подвижной линейке и вертикальным отверстием для нижнего конца первого зонда; первое съемное лекало из диэлектрика, насаженное на съемный проводник круглого сечения, на котором изображены внутреннее и наружное кольца с разметкой и отверстиями. На прямоугольный планшет уложен квадратный лист электропроводящей бумаги, а на нем установлен съемный проводник круглого сечения и упругая стойка, на которой верхним концом закреплен второй зонд. Для выбора требуемого режима работы установлены амперметр, первый и второй переключатели на два положения. На квадратном листе электропроводящей бумаги установлено второе съемное лекало из диэлектрика, на котором изображены внутреннее и наружное кольца с разметкой и отверстиями для касания нижним концом первого зонда квадратного листа электропроводящей бумаги. В центре второго съемного лекала из диэлектрика расположен элемент конечно-разностной сетки с нулевым, первым, вторым, третьим и четвертым узлами с отверстиями, при этом второй зонд нижним концом через нулевой узел с отверстием постоянно касается квадратного листа электропроводящей бумаги. Для переноса координат эквипотенциальных линий электрического поля, снимаемых с квадратного листа электропроводящей бумаги, установка содержит квадратный документальный лист из обычной бумаги и систему координат, аналогичную системе координат прямоугольного планшета. 2 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. Установка содержит измеритель разности фаз, планшет, на котором установлена неподвижная катушка индуктивности, подключенная к генератору переменного тока, и подвижная катушка индуктивности, подключенная к измерителю ЭДС. Подвижная катушка индуктивности снабжена штырем, установленным перпендикулярно ее оси и планшету, выводы катушки соединены с первыми вводами измерителя разности фаз. На планшете изображен контур обхода в виде окружности, в центре которой расположена неподвижная катушка индуктивности, при этом контур обхода разбит на четное число интервалов, кратное четырем, и в средних точках интервалов сделаны отверстия для штыря подвижной катушки индуктивности. На планшете изображена шкала расстояний, проведенная от центра контура обхода в первую его точку, которая снабжена отверстиями для штыря подвижной катушки индуктивности и разметкой расстояния. На планшете установлена опорная катушка индуктивности со штырем в отверстие рядом с подвижной катушкой индуктивности в окрестности первой точки контура обхода, выводы которой соединены со вторыми вводами измерителя разности фаз. На каждой катушке в торце и параллельно их осям установлены указатели направления катушки. 5 ил.

Изобретение относится к учебным моделям, в частности, к учебным моделям для демонстрации пространственных и энергетических связей элементов макро- и микросистем, систем различных информационных уровней. Учебная модель представляет собой физически непрерывный контур, образованный спиральными структурами с четырьмя прикрепленными к ним массами. При этом спиральные структуры выполнены с возможностью упругой деформации, сгиба в центре масс модели и совмещения витков без взаимного зацепления. Техническим результатом изобретения является возможность демонстрации слабых энергетических связей элементов и пространственного распределение указанных связей. 4 ил.

Наверх