Пређи на главни садржај

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 поларитет тако да се брзина честице изнова увећава у процепу. Током друге половина периода, честица је у другом дуанту и на њу поново делује магнетно поље.
С обзиром да је полупречник путање честице у сразмери са њеном брзином:
r ~ υ
удаљеност честице у односу на средиште циклотрона се увећава током сваког проласка кроз процеп између дуаната.
Период кретања се изражава једначином:
Т = 2·π·r/υ
Ове две релације указују да је период кретања честице у циклотрону сталан, упркос увећању полупречника путање. То је значајно за синхронизацију промене поларитета електричног поља - на почетку се успостави вредност и не постоји потреба да се у даљем току мења. Међутим, ако се честица креће релативистичком брзином синхронизација је нешто сложенија.

Популарни чланци

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…

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…