Пређи на главни садржај

Постови

Приказују се постови за септембар, 2013

Радерфордов модел атома

Ернест Радерфорд је говорио да је каријеру физичара започео када је одлучио да се мане копања кромпира. У улози професора често би се спетљао приликом извођења једначина и студентима је препуштао да доврше започето. Осим физике обожавао је још голф и аутомобиле.  Радерфорд је осмислио први озбиљан модел атома, који је био динамички, полазећи од експеримента са проласком алфа зрачења (језгра атома хелијума) кроз танак листић злата. Злато је користио због велике густине. Сумњао је у исправност Томсоновог статичког модела атома, у складу с којим је атом већим делом сачињен од позитивног наелектрисања, а негативно наелектрисане честице су усађене унутар атома - попут шљива у пудингу, и сматрао је да позитивно наелектрисање у атому заузима много мању запремину. Видео запис
Анимација приказује да је већина позитивно наелектрисаних алфа честица прошла кроз листић злата, са или без скретања, а мали број се одбио под великим углом након директног судара честица са језгром. Дакле, атом је у већем…

Комптоново расејавање честица

Амерички физичар Артур Комптон је био веома религиозан и сматрао је да ће изградњом нуклеарне бомбе зауставити рат, а многи животи спашени. Током Другог светског рата је био један од челних људи пројекта „Менхетн”. Поред физике и астрономије волео је да проводи време играјући тенис, а занимала га је музика и фотографија. Остварио је експеримент који није могао да буде објашњен ако се електромагнетно зрачење третира искључиво као талас. Он је слабо везане (валентне) електроне унутар атома излагао дејству рендгенског електромагнетног зрачења, на начин да је вршио упућивање под различитим угловима. Видео запис


Ако би Комптонов експеримент покушали да објаснимо тако што ћемо рендгенско зрачење третирати као талас, то би изгледало овако: на слободне електроне делује електрично поље таласа, при чему електрони прво апсорбују енергију таласа а затим реемитује ту енергију поново у облику таласа; фреквенција зрачења коју примају електрони није једнака фреквенцији зрачења коју емитују - услед Д…

Топлотно зрачење

Половином XVII века започиње истраживање зрака „који нису видљиви, а испољавају топлоту”. Да би се ова појава разграничила у односу на светлост, стекли су назив тамни зраци. Током наредних 150 година врше се експерименти и долази до открића да се и на топлотне зраке односе закони оптике. Обично су коришћена издубљена огледала, при чему је у једној жижи био смештен објекат који је емитовао тамне зраке, а у другој жижи је био термометар. Исто тако се доказује да и светлост испољава топлотно дејство, а не само тамни зраци.  Почетком XIX века Вилијам Хершел, познат као пионир модерне астрономије, врши експерименте са светлошћу и открива инфрацрвене зраке. Шкотски физичар и математичар Џон Лесли експериментише са коцком начињеном од бакра, која је испуњена загрејаном водом, при чему је једна страница исполирана до високог сјаја, друга обојена у црно, а остале странице су поседовале уобичајену боју за бакар. Лесли закључује да површина која добро одбија топлотне зраке исто тако их слабо и…

Дилатација времена

Следи видео приказ Ајнштајновог мисаоног експеримента. Светлосни сигнал простире се као плафону возила, где је постављено огледало. Први догађај је слање сигнала, а други догађај је пријем сигнала након што се одбио од огледала. Посматрач изван возила уочава та два догађаја на други начин: путања сигнала ће у односу на њега бити једнакокраки троугао:

Да ли су два временска интервала једнака? Искуство нам даје потврдан одговор, али разлика ће бити присутна ако се возило креће релативистичком брзином. Може се доказати да ће временски интервал у односу на путника бити краћи - проистиче да часовник покретног посматрача спорије откуцава време.  Било би погрешно прихвати чињеницу да ће покретни часовник увек спорије откуцавати време. То не мора да буде тако. Временски интервал између два догађаја је најкраћи за оног посматрача у односу на кога се оба догађаја дешавају на истом месту. У близи масивног тела време спорије протиче. Ако галаксију схватимо као компактну масу и ту слику проширимо …

Ајнштајнов прилаз гравитацији

Када ђаци дознају да светлост не поседује масу, увек се појави питање: „Ако је тако, зашто гравитација може да савије светлост?”. Њутново схватање гравитације је ограничено те није у могућности да објасни ову појаву. Из таквог схватања проистиче да објекат који поседује енергију мора да има и масу. Ајнштајнова теорија не поставља такав услов. Погледајмо приказ кретања неке планете око звезде полазећи од Ајнштајнове теорије:

Звезда (објекат жуте боје) закривљује простор-време у својој околини (површ црвене боје), а планета се креће по тој површини. Према томе, кретање планете Ајнштајн не тумачи дејством силе. Попут планете и зрак светлости прати закривљену површину и скреће - што приказује други део анимације.  Савијање светлосних зрака у гравитационом пољу Земље је толико мало да се може занемарити. Међутим, у близини наше звезде је много јаче, а прво мерење те појаве изведено је 1919. године током помрачења Сунца од стране Артура Едингтона. Положај звезда на ноћном небу, попут оног …

Ерстедов експеримент

Хеленски мислиоци уочили су да материјали који испољавају магнетна својствапривлаче предмете начињене од гвожђа. Било им је познато да је структура камена из Магнезије попут предмета начињених од гвожђа, а привлачно својство тумачили су постојањем извесног флуида који потиче из магнета. С обзиром да је експериментално истраживање у физици заживело тек при крају епохе ренесансе, тумачење магнетизма је протицало споро. Упечатљив пример за тако нешто представља вишевековно погрешно уверења да бели лук може извршити размагнетисавање игле компаса. Због тога је члановима посаде који су руковали том направом било забрањено да једу ову намирницу! Половином XIII века, војни инжењер Пјер д Марикур вршећи експерименте открива да магнет поседује два пола, при чему се полови појављују иако се магнет преполови, а магнетна игла компаса је усмерена у правцу „небеских полова”. Он појаву приписује утицају неба, а не присуству Земљиног магнетног поља. Покушао је и да направи вечити покретач тако што је…

Посуда са водом на стрмој равни

Добар дан професоре, овде Никола из бившег одељења #. Вероватно не знате али ја ћу полагати физику на пријемном испиту за упис на електротехнички факултет ове године. Јавио сам вам се јер имам проблем око неких задатака па сам мислио ако можете да ми помогнете око њих тј. да вам пошаљем па да их погледате. Унапред хвала. Ево нпр овај задатак ми није био јасан зашто је решење 0. На глаткој стрмој равни нагибног угла α се налази отворена посуда са водом. Укупна маса посуде и воде у њој је m. Посуда се гура наниже силом константног интензитета F у правцу нагиба стрме равни. Ако је g гравитационо убрзање, ниво воде ће бити паралелан стрмој равни ако је интензитет силе... Нека се посуда прво креће равномерно убрзано, по правом путу, под утицајем силе и без трења. Вода ће се понашати попут возача у аутомобилу који убрзава унапред - због присуства инерције ће ићи уназад. Возача зауставља седиште, а воду задњи део посуде. Ниво воде ће се издигнути на задњој страни па ће њена површина бити иско…

Лоренцова сила

Истраживање природе катодних зрака у току XIX века и откриће електрона је подразумевало испитивања у електричном и магнетном пољу. Кретање честица у оваквим пољима и данас има примене - у медицини и електроници. Видео запис Симулација се састоји из три дела. Први сегмент представља кретање честице у хомогеном магнетном пољу, док је изложена дејству магнетне силе. Честица поседује центрипеталноубразање.  Затим је представљено кретање у хомогеном електричном пољу. Запажамо да се честица креће попут хоризонталног хица - променљивом брзином и по бројној вредности и по правцу.  Трећи део анимације приказује кретање у оба поља истовремено. У литератури се обично наводи да на честицу делује Лоренцова сила - као векторски збир електричне и магнетне силе:

Равномерно праволинијско кретање честице, приказано у трећем делу анимације, последица је тога што је резултанта наведене две силе једнака нули. Ова појава се користи да би се извршила селекција честица према одређеној вредности брзине. На п…

Циклотрон

Ернест Лоренс, амерички физичар и један од челних људи пројекта „Менхетн” који ће од САД начинити суперсилу, је крајем двадесетих година прошлог века размишљао о стварању уређаја за убрзавање честица - акцелератора - тако да буде економичан и по величини и по цени. Његов проналазак је унапредио истраживања у физици честица и донео Нобелову награду. Видео запис Уређај сачињавају два магнета између којих су положени дуанти, компоненте начињене од метала у облику латиничног слова D. Оно што у анимацији није приказано је да су дуанти везани за извор електричног поља различитог поларитета:

У процепу између дуаната је присутно електрично поље путем чега честица стиче кинетичку енергију. Након што честица напусти процеп и уђе у дуант дејство електричног поља престаје, али на честицу делује магнетно поље које једино утиче на правац вектора брзине. Након што протекне половина периода кретања дуж криволинијске путање, честица поново долази испред процепа, али је електрично поље променило пола…

Магнетна сила

У симулацији је приказано хомогено магнетно поље, присутно између полова обележених плавом и црвеном бојом (северни и јужни пол), а између полова присутне су линије магнетног поља:

Први део анимације односи се на ситуацију када магнетно поље не делује на наелектрисану честицу која се креће.  Други део приказује дејство хомогеног магнетног поља на позитивно наелектрисану честицу. С обзиром да је правац почетне брзине честице, пре уласка у поље, нормалан на линије магнетног поља, честица стиче центрипетално убрзање због дејства силе: F =qυbsinα Магнетна сила, наравно, не врши рад над честицом те је бројна вредност њене брзине у магнетном пољу стална (једнака почетној брзини), али се правац брзине мења и то је разлог што постоји центрипетално убрзање. Ако би честица поседовала наелектрисање негативног знака, скретање би било у смеру супротном од приказаног у анимацији.  Трећи део анимације односи се на ситуацију при којој почетна брзина честице и смер индукције магнетног поља нису ни кол…

Биорезонантна терапија

Да ли сте чули за Мора терапију? Требала би да идем на третмане  С обзиром да први пут чујем за такав третман, претражио сам интернет и дошао до неких информација које могу бити од користи. Прво што сам запазио да „ординације” које рекламирају такву услугу обилато користе физичке појмове попут: квант зрачења, интерференција таласа, електромагнетно поље, резонанција, струје и слично. По заступницима ове методе, пратећа појава биохемијских процеса у организму је емисија електромагнетног поља. Ако је неки орган склон обољењу, то се одражава на структуру електромагнетног поља те се физиолошка промена може предупредити променом електромагнетног поља - тако што они поседују уређај који отклања „негативне фреквенције” електромагнетног поља и тиме, у повратној спрези, делује на орган и лечи га. Занимало ме је, наравно, да откријем какав уређај користе и најбоље што сам могао да прочитам је да личи на омметар, односно уређај за мерење електричног отпора. Бављење науком подразумева: Здрав, рацио…

Узајамна индукција

Док је обављао експерименте који су довели до открића електромагнетне индукције, Мајкл Фарадеј би поставио два калема, један наспрам другог, и запазио је да калем са батеријомствара струју у другом калему при укључењу/искључењу батерије. Исто тако је постављао језгро начињено од гвожђа у оба калема и уочио је појачање ефекта.  Приказ анимације Анимација приказује индуковање струје у калему с леве стране због промене флукса магнетног поља који потиче од десног калема:



Смер индуковане струје у десном калему је у складу са Ленцовим законом. Предуслов настанка индуковане струје је електромоторна сила: ε = - NΔΦ/Δt  Промена флукса је сразмерна промени јачине струје (Δί) у калему с леве стране: ΔΦ = MΔί при чему је M коефицијент узајамне индукције који зависи од облика и величине оба калема, као и од броја навојака и узајамног положаја. Подразумева се да десни калем индукује струју у другом калему, што није приказано у анимацији, али коефицијент самоиндукције калема с леве стране једнак…

Релативност истовремености догађаја

Наше искуство у вези протицања времена је да не зависи од кретања. Такво схватање је присутно и у Њутновој механици: време је апсолутно. Посебна теорија релативности нам проширује перцепцију времена и показује да, у суштини, време представља четврту координату и условљено је кретањем. Ми то не осећамо, јер се крећемо малим брзинама/живимо у свету малих енергија. Сценарио за анимацију заснива се на Ајнштајновом мисаоном експерименту. Запис приказује Ајнштајнов мисаони експеримент: возило се креће брзином бројне вредности која је близу светлосне брзине у вакууму. У једном тренутку настаје бљесак два идентична црвена сигнала (два догађаја), на предњем и задњем делу возила када је средина возила наспрам бандере:

Црвена светлост ће истовремено стићи до бандере. Путник на средини возила, међутим, опажа прво сигнал на предњем крају па тек затим на задњем делу воза, јер се путник креће ка сигналу на предњем делу возила. Дакле, из овог примера можемо видети да је истовременост догађаја релати…