Пређи на главни садржај

Таласна својства честица

Макс Планк је први наслутио да електромагнетно зрачење може да се појави у два облика: таласном и честичном. То је био толико велики искорак у физици да је и Планк био прилично уздржан у опису појаве. Тумачење фотоефекта или Комптоновог расејања не би било могуће без успостављања Планкове хипотезе. Следећи корак потиче од Луја де Броља, тако што је претпоставио да се електрон у атому може третирати попут стојећег таласа. Ервин Шредингер и Макс Борн проширују де Брољеву идеју на начин да уводе таласни пакет уместо појединачног таласа којим се описивала честица, а амплитуди таласног пакета придружио је посебну одредницу: вероватноћу одређивања положаја честице.
Запис који следи представља мој покушај да прикажем познати експеримент стварања интерферентне слике када електрони пролазе кроз два отвора. Пример се ослања на познати Јангов експеримент:



На почетку нема наговештаја да ће се интерферентна слика формирати. Имамо утисак да се честице, након проласка кроз отворе, распоређују хаотично на екрану. Дакле, понашање појединачних честица нам изгледа у неодређено, али у току дужег времена посматрања, и узимајући у обзир већи број честица, уочавамо појаву формирања интерферентног приказа. На појединим местима нема трагова (заправо могу да буду слабе јачине), док се микро објекти групишу на местима где су интерферентне пруге присутне. Очигледно је да су места појачаног груписања електрона више вероватна у односу на друга места.
Паралела између формирања интерферентне слике код таласа и честица не завршава се на овом приказу. Електромагнетни талас сачињавају два променљива поља: електрично и магнетно. Јачина електромагнетног таласа сразмерна је квадрату јачине електричног поља или магнетне индукције. С друге стране, вероватноћа одређивања положаја честица сразмерна је квадрату апсолутне вредности функције која описује таласни пакет.

Коментари

Популарни чланци

Карноов циклус

На почетку индустријске револуције постојала је потреба да се унапреди рад парне машине и ефикасност. Сади Карно, физичар и официр у француској војсци, размишљао је о томе који гас/пару је потребно употребити и на какав начин да би се остварио највећи степен искоришћења. Из тог делања је проистекао други закон термодинамике, мада установљен од стране других физичара. Треба запазити да је Карно све време писао о калорику као радној супстанци парне машине - флуиду који садржи топлотну енергију и струји између објеката на различитој температури. Није први пут да се у физици стиже до нових открића помоћу погрешних претпоставки. Графички приказ машине, такозвани Карноов циклус, је уведен у физику много година касније. Приказ представља Карноову топлотну машину, на начин како је он замислио рад уређаја са највећим степеном искоришћења калорика:

Централни део записа сачињава цилиндар са радним телом. Карно није прецизно назначио о каквом флуиду се ради. Са леве стране је грејач, извор топло…

Једначина континуитета

Условљеност брзине протицања флуида површином попречног пресека струјне цеви први је уочио Леонардо да Винчи. Он, наравно, није изучавао струјне цеви већ је појаву уочио осматрајући протицање воде при различитим условима. Галерија Уфици у Фиренци садржи импозантну збирку његових нацрта и модела, али се Леонардово име ипак ретко помиње у контексту открића у физици - јер не постоје. Узрок томе сигурно није слабо познавање математике, јер би у том случају и Мајкл Фарадеј проживео живот као непознати књиговезац. Према томе, математичка формулација једначине није његово дело.

Запис је могуће употребити као пратећи садржај наставе физике у гимназији. Струјна цев садржи три струјне линије, а свакако их може бити много више, и то што се не секу је последица ламинарног протицања флуида. Ламинарност представља неопходан услов за формулисање једначине континуитета, у облику који се наводи у гимназији. Исто тако флуид поседује сталну густину упркос промени притиска, а ни вискозност није присутна…

Микроталасна пећница

Приметила сам два се две шоље од истог материјала, а различите боје, неједнако загревају у миктоталасној. Зашто? Микроталаси су електромагнетне природе, а молекули воде поседују просторно раздвојене центре позитивног и негативног наелектрисања - што је својтвено електричним диполима - тако да електрично поље таласа утиче на кретање молекула воде у храни. Због дејстава молекула воде са суседним молекулима воде, појачано кретање молекула у посуди са спољне стране се преноси према молекулима у унутрашњости. Такво преношење енергије између молекула је кључно за кување у миктоталасној, јер јачина миктоталаса слаби при продирању кроз храну па би средиште намирнице остало сирово да није те појаве.
Не видим разлог због чега би различите боје посуде утицала на брзину загревања, јер микроталаси у пећници дејствују једино са молекулима воде. Постоји могућност да у некој шољи постоји дефект испуњен водом па то утиче на брзину загревања.

Боров модел атома

Не дешава се често да физичар изнад улазних врата своје куће држи потковицу, а то је Нилс Бор чинио. Посао професора није баш обављао са великим ентузијазмом, али је волео да дискутује са студентима не устручавајући се да покаже да нешто не зна, а понекад би са њима решавао укрштене речи или играо стони тенис, што га је чинило популарним међу младим људима. Током Другог светског рата је био принуђен да побегне из Данске у САД, где се придружује пројекту „Менхетн“, односно тиму физичара који се бавио израдом прве нуклеарне бомбе. Након катастрофе у Јапану преобразио се у предводника оних који су се залагали за забрану коришћења нуклеарне енергије у војне сврхе.  Радерфордов ђак је учинио исто што и његов професор - надмашио је учитеља. Боров модел атома данас има једино историјски значај, али му посвећујем страницу јер представља непроцењив помак у развоју физике. У чланку о Радерфордовом моделу атома поменуо сам да је поседовао једну велику ману: такав атом би могао да постоји кратко…