Fizika
Iz projekta Википедија
Fizika (grčki: φύσις, phisis: priroda) je osnovna prirodna nauka koja proučava osnovna ili suštinska svojstva prirodnih pojava i tela. Fizičari proučavaju osnovna svojstva, strukturu i kretanje materije u prostoru i vremenu. Fizičke teorije se najčešće izražavaju kao matematičke relacije. Najutemeljenije pojave se nazivaju fizičkim zakonima ili zakonima fizike, međutim, i oni su kao i sve druge naučne teorije, podložni promenama. Pri tome, novi fizički zakoni obično ne isključuju stare, nego samo ograničavaju domen njihovog važenja.
Fizika je usko povezana sa drugim prirodnim naukama, kao i matematikom (zbog matematičkog opisivanja prirode), posebno hemijom, naukom koja se bavi atomima-hemijskim elementima i molekulima-hemijskim jedinjenjima. Hemija se u mnogome bazira na fizici, pogotovo na kvantnoj mehanici, termodinamici i elektromagnetizmu. Ipak, hemijske pojave su dovoljno različite i kompleksne tako da je hemija zasebna disciplina.
[uredi] Istorija
 |
Za više informacija pogledajte Istorija fizike. |
Od davnina su ljudi pokušavali da shvate ponašanje i osobine materije; zašto objekti padaju na zemlju kada izgube oslonac, zašto različiti materijali imaju različite osobine, i slično. Tajnovita je bila i priroda svemira, kao na primer oblik Zemlje, ponašanje i kretanje Sunca i Meseca. Mnoštvo teorija je pokušavalo da objasni te pojave, ali većina od njih na pogrešan način, jer nikada nisu bile potvrđene ogledom. Ipak postojalo je nekoliko izuzetaka, kao na primer Arhimed koji je izveo nekoliko značajnih i tačnih zakona mehanike i hidrostatike.
Tokom kasnog 16. veka, Galilej je uveo oglede kao način proveravanja fizičkih teorija i on je uspešno formulisao i ogledima potvrdio nekoliko zakona dinamike, kao što je zakon inercije. 1687, Njutn je objavio Matematičke principe filozofije prirode, (Principia Mathematica Philosophia Naturalis), njegovo čuveno delo u kojem su detaljno izloženi Njutnovi zakoni kretanja, na kojima počiva klasična mehanika; i Njutnov zakon gravitacije, koji opisuje jednu od četiri osnovne sile u prirodi, gravitaciju. Obe ove teorije su se slagale sa izvršenim ogledima. Klasičnoj mehanici su takođe značajno doprineli Lagranž, Hamilton, i drugi, koji su otkrili nove formulacije, principe i rezultate. Zakon gravitacije je podstakao i razvoj astrofizike, koji opisuje astronomske pojave fizičkim teorijama.
Od 18. veka pa nadalje, termodinamika je doživela značajna otkrića koja su imali Bojl, Jang, i mnogi drugi. 1733, Bernuli je koristio statističke metode sa klasičnom mehanikom da bi izveo termodinamičke rezultate, inicirajući time razvoj statističke mehanike. 1798, Tompson je demonstrirao pretvaranje mehaničkog rada u toplotu, a 1847 Džul je formulisao zakon o održanju energije, bilo u obliku toplote ili mehaničke energije.
Elektricitet i magnetizam su proučavali Faradej, Om, i drugi. 1855, Maksvel je ujedinio ove dve pojave u jedinstvenu teoriju elektromagnetizma, i opisao ih je Maksvelovim jednačinama. Ova teorija je pretpostavila da je svetlost elektromagnetni talas.
1895, Rentgen (nem. Wilhelm Conrad Roentgen) je otkrio X-zrake, koji predstavljaju elektromagnetno zračenje visoke frekvencije. Radioaktivnost je otkrio 1896 Henri Bekerel, a dalje su je proučavali Pjer Kiri, Marija Kiri i drugi. Ovo je postavilo temelje novom polju nuklearne fizike.
1897, Tomson je otkrio elektron, jednu od osnovnih čestica nosioca naelektrisanja. 1904, predložio je prvi model atoma. (Postojanje atoma je poznato još od 1808, kada ga je predvideo Dalton.
1905, Ajnštajn je uobličio teoriju relativnosti (specijalnu i opštu), ujedinjavajući prostor i vreme u jedinstven entitet i stvorio novu, relativističku, teoriju gravitacije. Bio je jedan od nekolicine naučnika koji su postavili temelje kvantnoj fizici.
1911, Raderford je iz ogleda sa rasejanjem alfa čestica na atomima zlata izveo postojanje kompaktnog atomskog jezgra, sa pozitivno naelektrisanim jedinicama protonima. Neutralno naelektrisane čestice ,neutrone, je otkrio Čedvik, 1932.
Početkom 1900, Plank, Ajnštajn, Bor, i drugi su razvili kvantnu teoriju, da bi objasnili anomalije u eksperimentalnim rezultatima, te su tada uveli pojam diskretnih energetskih nivoa. 1925, Hajzenberg i Šredinger su formulisali kvantnu mehaniku, koja je objedinila dotada stečena saznanja o kvantnom-mikrosvetu i objasnila rezultate mnogobrojnih eksperimenata. U kvantnoj mehanici, ishodi fizičkog merenja podležu zakonima verovatnoće; teorija je propisala načine i pravila za izračunavanje ovih verovatnoća.
Kvantna mehanika je takođe razvila teoretske alate za fiziku čvrstog stanja, koja izučava fizička svojstva čvrstih tela i fiziku fluida koja proučava supstancije u tečnom stanju, uključujući pojave kao što su kristalna struktura, poluprovodnost i superprovodnost, kao i superfluidnost ili tečne kristale. Među pionire ove oblasti fizike spada Bloh, koji je opisao ponašanje elektrona u kristalnim strukturama 1928.
Tokom Drugog svetskog rata, sve zaraćene strane su istraživale nuklearnu fiziku, želeći da naprave atomsku bombu. Nemački napori nisu uspeli, ali je saveznički Projekat Menhetn ostvario cilj. U Americi, tim predvođen Fermijem je ostvario prvu veštački proizvedenu nuklearnu lančanu reakciju 1942, a 1945 prva nuklearna eksplozija je izvedena u Alamagordu, u Nju Meksiku .
Kvantna teorija polja je formulisana da bi obezbedila konzistentnost kvantne mehanike i Specijalne teorije relativnosti. Svoj moderni oblik je dostigla u kasnim 1940-tim radovima Fejnmana, Švingera, Tomonage i Dajsona. Oni su formulisali teoriju kvantne elektrodinamike, koja, kvantnim metodama, opisuje elektromagnetne interakcije.
Kvantna teorija polja je obezbedila okvir za modernu teoriju čestica, koja izučava osnovne sile prirode i osnovne čestice. 1954, Jang i Mils su postavili temelje koji su doveli do standardnog modela, koji je upotpunjen 1970, i uspešno opisuje sve do sada poznate čestice.
 |
Ovom članku ili jednom njegovom delu je potrebno prerađivanje.
To podrazumeva uklapanje potpunijeg i tačnijeg sadržaja, uklanjanje suvišnog i neodgovarajućeg teksta, dodavanje referenci i slična uređivanja, kako bi se dobio kvalitetan i enciklopedijski članak. |
GRAVITACIONO POLjE-ELEKTRIČNO POLjE Autor-Vlajko Janjić
* Гравитационо поље- електрично поље*
Полазећи од представе о космичком јединству свих појава, могло би се тврдити да се врши бесконачно пресликавање микрокосмоса у макрокосмосу, и обратно, те да постоји и опште јединство свих физичких поља.
Овдје ће бити покушано да се докаже да је нека заједничка мјера јединства свих поља елекрично, односно, електростатичко поље.
Чињенице, које би томе могле ићи у прилог су следеће:
1)доказана узрочно-последична веза између магнетног и електричног поља,
2)чињеница да је планетарни модел атома разјаснио многе појаве,
3) нека тумачења да су и нуклеарне силе силе електричне природе1, и на крају, нимало случано,
4)Кулонов закон је исте форме као и Њутнов закон гравитације.
На овој , поготово, четвртој чињеници биће покушано да се докаже тврђење из назначеног наслова.
Све у свему могло би се сматрати да електрично поље је оно које повезује микрокосмос и макрокосмос, с тим што би се оно у микрокосмосу испољавало као нуклеарно, а у макрокосмосу као гравитационо поље.
Пођимо, дакле, од Кулоновог и Њутновог закона гравитације:
Ф=к•q1•q2/р2 Ф=γ•м1м2/р2
Уколико претпоставимо да је q1=п•м1 и q2=п•м2 , и ако пођемо од , унапријед, изнијете претпоставке да су гравитационе и електростатичке силе исте природе, произилазило би:
k•q1•q2/r2= γ•m1m2/r2 → k•pm1•pm2/r2= γ•m1m2/r2 → k•p2=γ → p2=γ/k →
Полазећи и од познатих вриједности константи к и γ протилази да је:
п=8,6•10-11 Ц/кг
Провјеримо да ли оваква пропорционалност важи, на два примјера:
1)Прмјер кретања Земље око Сунца, гдје би смо одредили брзину кретања Земље око Сунца на два начина:
a)primjenom proste formule za kružno kretanje, polazeći od poznatih konstanti i b)polazeći od jednakosti centrifugalne i gravitacione sile , a uz primjenu već izračunatog faktora proporcionalnosti –r-. Ovdje je centrifugalna sila namjerno odabrana, kao inercijalna, odnosno, ona koja nema ni električnu niti gravitacionu prirodu.
а) в=2π•Р/Т →в=2•3,14•150•109/(365•24•36•102) → в=3•104 м/с
С друге стране, полазећи од познатих масе Сунца и полупречника Земљине путање око Сумца , као и већ одређене константе р и к, добијамо:
б) Фцф=Фзс → мз•в2/Р=к•пмс пмз/Р2 → в2=к•п2мс/Р → в=2,98•104 м/с
Као што се може видјети, резултати који су добијени за брзину кретања Земље, у оба случаја, су скоро идентични.
2) Но, уколико би се из неког разлога, претходни примјер, могао посматрати и као нека врста математичке варке, анализирајмо још један примјер.
Зна се да се Земља врти око своје осе, па ако се усвоји да њој припада одређена количина наелектрисања, сходно поменутом фактору пропорционалности –р- , слиједило би да у центру Земље, као у центру кружног пстена одговарајућег полупречника (заокружено на 5000км) влада магнетна индукција:
Б=μ0•И/(2Рз)
С друге стране пошто би се јачина Земљине струје могла изразитин као:
И= qз/Рз → I=мз•п/Тз → I=6•109А ,
tj. magnetna indukcija u centru Zemlje iznosila bi :
Б=75•10-5 Т
Као што се може видјети, вриједност израчунате магнетне индукције Земље сасвим одговара, редом величине, експериментално одређеној вриједности магнетне индукције Земље.
Мислим, дакле, да поменути примјери јасно указују на узајамну повезаност електричног и гравитационог поља па, чак, и њихову истовјетну природу.
То, заједнопрерађивање са већ поменутим назнакама , у чланку: Нуклеарне силе- Кулонове силе, а који ће вјероватно ускоро бити објављеном у часопису –Млади физичар из Београда, могло би дати назнаку о јединству свих физичких поља. Овдје бих се, само у најкраћем, осврнуо на суштину поменутог чланка. При том бих направио само нешто другачији прилаз, са енергетског становишта, умјесто са становишта сила. Наиме, ако би се пошло од озбиљне хипотезе о динамичкој трансформацији неутрона у протон, и обратно, у језгру, те да би у тој трансформацији активно учествовао ‘–виртуални-‘ електрон у простору језгра, реда величине фемтометра, онда би потенцијална електростатичка енергија за нпр. деутеријум била:
Ep=k•q1•q2/rj →Ep=9•10 9• 1,6•10-19•1,6•10-19/10-15 →Ep=22,4•10-14 J → Ep=22,4•10-14•1019/1,6 eV Ep=14,4•105 eV → Ep=1,44 MeV
što, po redu veličine je vrlo približno reltivističkoj energiji veze za deuterijum (2,2MeV).
Коначно, мислим, да би терија јединсва физичких поља, заједно са – разбијањем- појма наелектрисања, назначила откривање једне дубље хармоније појава, тако рећи божанске хармоније, каква се очитује код ДНК-молекула. Када смо само код појма хармоније, узмимо то за примјер, како то да једна –мртва- жица, производећи различите тонове, код слушауца ствара тако јаке спектре осјећања, којим то резонанантним ефектима...
Budva 17.februar 2008. g. Vlajko Janjić, profesor fizike u S.Š.
1)Ради се прије свега о раду Сава Милиновића, професора физике, са насловом: Нуклеарне силе- Кулонове силе.
У прилогу дајем један свој рад, од прије неколико година, а који би се такође могао довести у везу са темом јединства физичких поља. Тај рад је насловљен:
O mogućnosti apsorbcije fotona na slobodnim elektronima
O mogućnostima absorbcije fotona na slobodnim elektronima
Позната је чињеница да у случају централног судара једне куглице масе м1, која се креће брзином В1 са другом куглицом масе м2 која се креће брзином В2, у истом смјеру да ће обје куглице након таквог судара попримити нове брзине у1 и у2 чији би изрази били :
Одатле се може закључити да до потпуне предаје импулса и енергије од стране куглице м1 куглици м2, у коју погађа , може доћи у више случајева када је успостављен одговарајући однос маса и брзина, а не само у случају када је маса наилазеће куглице једнака маси куглице у коју погађа, а која је била у мировању.
To se može vidjeti iz rešenja tj. ukoliko se pođe od uslova u1=0, odnosno da se nakon sudara nailazeće tijelo zaustavlja. Odatle slijedi: odnosno odatle prozilazi sledeći odnos: Ukoliko to prikažemo na grafiku s tim što na jednoj osi nanesemo odnos m1/m2 a na drugoj osi odnos V2/V1 može se iz tog grafika zaključiti da će odnos masa m1/m2 obavezno biti manji od 1 , a odnos brzina V2/V1 manji od ½ da bi se našlo neko optimalno rešenje koje bi zadovoljavalo pomenuti uslov o potpunoj predaji energije i impulsa sa jedne na drugu kuglicu. Može se vidjeti da bi to bilo ispunjepo pri npr. : m1=2kg v1=4m/s, m2=4kg, v2=1m/s. Tada bi, kako je rečeno proizašlo daje u1=0, a u2=3m/s. Polazeći od ove činjenice moglo bi se zaključiti kako bi fotoni, naravno posmatrajući ih kao čestice da bi fotoni mogli u potpunosti izvršiti predaju svoje energije slobodnim elektronima, ali relativističkim,koji bi bili oslobođeni termoelektronskom emisijom unutar vakuumske cijevi, i koji bi bili dodatno ubrzani naponom oko nekoliko desetina kV. Sdruge strane ako bi svjetlost, odnosno zračenje, posmatrali isključivo kao elektromagnetni talas, onda bi postojao pritisak tog zračea na slobodne elektrone, te bi se , shodno tome, vršila stalna ali postupna predaja energije tim elektronima. To bi izazvalo postupno ubrzavanje elektrona te bi to, ujedno, značilo i postupnu promjenu talasne dužine datog zračenja. Mogli bi smo sada zamisliti i jedan eksperiment, u kojem bi koristili jednu usku dugu metalnu cijev oblika spirale koja bi imala veoma izražen ogledalski efekat na svojim unutrašnjim zidovima. Pri tom bi se u nastavku mogla iskoristiti jedna takođe vrlo duga staklena cijev, a koja bi spajala krajeve spiralne cijevi. U pravolinijskom dijelu tj. kraku bio bi ugrađen izvor temoelektonske emisije tj. katoda i višestepena anoda, što bi sve igralo ulogu jedne vrste elektronskog topa kojim bi se slobodni elektroni ubrzali do relativističkih brzina. Taj pravolinijski dio staklene cijevi treba da ima što veću dužinu kako bi se obezbijedio što veći slobodan put elektronima i fotonima, te da bi što prije traženi efekat došao do izražaja. Naravno, pri tom se podrazumijeva da u cijevi treba da vlada vakuum. Duž ose staklene cijevi bio bi postavljen laser koji bi laserki zrak usmjeravao kroz oblak slobodnih elektrona, duž ose te cijevi u smjeru kretanja tih elektrona ,ubrzanih pomoću pomenutog elektronskog topa. Dalja teorijska razmatranja bi bila suvišna. Mogućnosti registrovanja tog efekta mogle bi se prvjeriti isključivo eksperimentalno.Postoji,naime. mogućnost propratnih efekata kao što su rendgensko zračenje,fluorescencija itd. Predpostavka je da ukoliko bi traženi efekat bio prisutan u značajnijoj mjeri da bi to bilo praćeno i prilično jakim magnetnim poljem u okolini spirale. Ovaj efekat bi se mogao isprobati i u slučaju izvora obične svjetlosti, a ne samo laserske.Ovdje je izvor laserskog zračenja pomenut isključivo iz razloga velike koncetracije energije lasera, te mogućnosti da traženi efekat tim prije dođe do izražaja. Na kraju krajeva, moglo bi se pretpostaviti da bi se pomenuti proces potpune predaje energije fotona slobodnim elektronima nakon uspostavljanja termodinamičke ravnoteže, mogao i samoodržavati nakon određenog vremena, tj. i bsz prisustva elektronskog topa. Pomenuti grafik zavisnosti odnosa brzina i odnosa masa kao i skica pomekute aparature za izvođenje zamišljenog eksperimenta prikazani su u prilogu, na sledećoj stranici.
[[O mogućnostima absorbcije fotona na slobodnim elektronima]] Autor-Vlajko Janjić
Позната је чињеница да у случају централног судара једне куглице масе м1, која се креће брзином В1 са другом куглицом масе м2 која се креће брзином В2, у истом смјеру да ће обје куглице након таквог судара попримити нове брзине у1 и у2 чији би изрази били :
Одатле се може закључити да до потпуне предаје импулса и енергије од стране куглице м1 куглици м2, у коју погађа , може доћи у више случајева када је успостављен одговарајући однос маса и брзина, а не само у случају када је маса наилазеће куглице једнака маси куглице у коју погађа, а која је била у мировању.
To se može vidjeti iz rešenja tj. ukoliko se pođe od uslova u1=0, odnosno da se nakon sudara nailazeće tijelo zaustavlja. Odatle slijedi: odnosno odatle prozilazi sledeći odnos: Ukoliko to prikažemo na grafiku s tim što na jednoj osi nanesemo odnos m1/m2 a na drugoj osi odnos V2/V1 može se iz tog grafika zaključiti da će odnos masa m1/m2 obavezno biti manji od 1 , a odnos brzina V2/V1 manji od ½ da bi se našlo neko optimalno rešenje koje bi zadovoljavalo pomenuti uslov o potpunoj predaji energije i impulsa sa jedne na drugu kuglicu. Može se vidjeti da bi to bilo ispunjepo pri npr. : m1=2kg v1=4m/s, m2=4kg, v2=1m/s. Tada bi, kako je rečeno proizašlo daje u1=0, a u2=3m/s. Polazeći od ove činjenice moglo bi se zaključiti kako bi fotoni, naravno posmatrajući ih kao čestice da bi fotoni mogli u potpunosti izvršiti predaju svoje energije slobodnim elektronima, ali relativističkim,koji bi bili oslobođeni termoelektronskom emisijom unutar vakuumske cijevi, i koji bi bili dodatno ubrzani naponom oko nekoliko desetina kV. Sdruge strane ako bi svjetlost, odnosno zračenje, posmatrali isključivo kao elektromagnetni talas, onda bi postojao pritisak tog zračea na slobodne elektrone, te bi se , shodno tome, vršila stalna ali postupna predaja energije tim elektronima. To bi izazvalo postupno ubrzavanje elektrona te bi to, ujedno, značilo i postupnu promjenu talasne dužine datog zračenja. Mogli bi smo sada zamisliti i jedan eksperiment, u kojem bi koristili jednu usku dugu metalnu cijev oblika spirale koja bi imala veoma izražen ogledalski efekat na svojim unutrašnjim zidovima. Pri tom bi se u nastavku mogla iskoristiti jedna takođe vrlo duga staklena cijev, a koja bi spajala krajeve spiralne cijevi. U pravolinijskom dijelu tj. kraku bio bi ugrađen izvor temoelektonske emisije tj. katoda i višestepena anoda, što bi sve igralo ulogu jedne vrste elektronskog topa kojim bi se slobodni elektroni ubrzali do relativističkih brzina. Taj pravolinijski dio staklene cijevi treba da ima što veću dužinu kako bi se obezbijedio što veći slobodan put elektronima i fotonima, te da bi što prije traženi efekat došao do izražaja. Naravno, pri tom se podrazumijeva da u cijevi treba da vlada vakuum. Duž ose staklene cijevi bio bi postavljen laser koji bi laserki zrak usmjeravao kroz oblak slobodnih elektrona, duž ose te cijevi u smjeru kretanja tih elektrona ,ubrzanih pomoću pomenutog elektronskog topa. Dalja teorijska razmatranja bi bila suvišna. Mogućnosti registrovanja tog efekta mogle bi se prvjeriti isključivo eksperimentalno.Postoji,naime. mogućnost propratnih efekata kao što su rendgensko zračenje,fluorescencija itd. Predpostavka je da ukoliko bi traženi efekat bio prisutan u značajnijoj mjeri da bi to bilo praćeno i prilično jakim magnetnim poljem u okolini spirale. Ovaj efekat bi se mogao isprobati i u slučaju izvora obične svjetlosti, a ne samo laserske.Ovdje je izvor laserskog zračenja pomenut isključivo iz razloga velike koncetracije energije lasera, te mogućnosti da traženi efekat tim prije dođe do izražaja. Na kraju krajeva, moglo bi se pretpostaviti da bi se pomenuti proces potpune predaje energije fotona slobodnim elektronima nakon uspostavljanja termodinamičke ravnoteže, mogao i samoodržavati nakon određenog vremena, tj. i bsz prisustva elektronskog topa. Pomenuti grafik zavisnosti odnosa brzina i odnosa masa kao i skica pomekute aparature za izvođenje zamišljenog eksperimenta prikazani su u prilogu, na sledećoj stranici.
Vlajko Janjić,P.Pljevlja--Vlajko Janjić (razgovor) 15:05, 2. jun 2008. (CEST)
[uredi] Vidi još
| Osnovne podoblasti prirodnih nauka |
|---|
| Astronomija | Biologija | Matematika | Nauke o Zemlji | Fizika | Hemija |
