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

Феромагнетици, парамагнетици и дијамагнетици

Упрошћена слика електрона у атому приказује ову честицу на начин да се обрће дуж орбитале, око језгра брзином сталне бројне вредности, али и око своје осе (спин). С обзиром да је електрон наелектрисан, током кретања ствара два магнетна поља: једно настаје због кретања око језгра, а друго због обртања око своје осе. Та два магнетна поља одређују магнетни (диполни) моменти- орбитални и спински. Ова величина је својствена и честицама у атомском језгру, али је њихов допринос укупном магнетном моменту атома знатно мањи те није битан за тумачење магнетних особина материјала. Стрелицама су приказани укупни магнетни моменти атома - као збир магнетних момената електрона.


Код материјала који припадају групи дијамагнетика, атоми не поседују магнетни момент (или је веома слаб) када материјал није изложен дејству магнетног поља. Међутим, у магнетном пољу, као што запис приказује, атоми дијамагнетика стичу магнетне моменте који су усмерени на начин да слабе магнетно поље. Типични представници су в…

Бернулијева једначина

Данијел Бернули се бавио физиком, математиком, астрономијом, филозофијом и медицином. Како ли му је то полазило за руком? У физици је познат као истраживач својстава флуида. Применом закона одржања енергије проистиче да је за промену кинетичке и гравитационе потенцијалне енергије делића флуида потребно да постоји рад извора енергије, који се испољава путем разлике у статичким притисцима флуида.  Облик Бернулијеве једначине у гимназијској физици подразумева флуид без трења између слојева, да није стишљив и не размењује топлотуса околином.


Постоји неколико занимљивих примера примене Бернулијеве једначине. Видео запис приказује опструјавање авионског крила помоћу приказа струјних линија. Иако ваздушна струја у овом случају није идеалан флуид, могуће је приближити Бернулијево откриће младим нараштајима.  Запажамо да се ваздушна струја цепа на предњој ивици. Део струје испод крила има једноставну путању, али путања делића изнад горњег дела је сложенија, јер је горња површина крила закривљ…

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…

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…