Пређи на главни садржај

Водоник у атмосфери

Када сам упутио питање ђацима који похађају II разред гимназије о томе да ли су водоник и хелијум присутни у Земљиној атмосфери, одговор бољих ученика је био потврдан. Тај податак су прочитали у некаквом уџбенику географије. Сваки уџбеник садржи грешке, али ова је прилично крупна. Полазећи од учинка разних реформи нашег образовања, нисам сигуран да је било ко од оних чији је посао осмишљавање наставних планова озбиљно размишљао о томе да се поједине области изучавају у оквиру различитих предмета. Као пример наводим заједнички час социологије и физике. Следи објашњење појаве слабог присуства наведених гасова у атмосфери наше планете. 
Цртеж приказује Максвелову расподелу брзина молекула гасова при температури T = 300 K, јер се молекули не крећу једнаким брзинама. Највећи број масивнијих молекула простире се спорије:


Врх једне (било које) криве односи се на брзину којом се креће највећи број молекула - и то је највероватнија брзина. Да би молекули били у могућности да напусте гравитационо поље планете потребно је да поседују брзину већу од такозване друге космичке брзине - а у случају Земље та вредност износи 11,2 km/s. Дакле, што је вредност највероватније брзине виша и ближа бројној вредности друге космичке брзине већа је шанса да атмосфера планете буде са ниским садржајем водоника или кисеоника. Уочавамо да постоје и спори молекули, који у датом тренутку нису у могућности да напусте гравитационо поље планете. Међутим, крива расподеле брзина задржава облик упркос смањивању концентрације молекула у атмосфери тако да се број брзих молекула не мења, па се појава напуштања гравитационог поља планете наставља све док постоје довољно брзи молекули.
Молекули водоника и хелијума су, углавном, напустили атмосферу Земље, док кисеоник то чини толико споро да ће веома дуго опстати у атмосфери. С друге стране, Јупитер поседује јаче гравитационо поље те је водоник тамо веома присутан. Месец нема атмосферу у неком битном износу, јер је гравитационо поље недовољно јако да обезбеди постојање атмосфере.

Коментари

Популарни чланци

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…

Електрична струја у води и ваздуху

Ако стојим до колена у води, да ли ће струја прво стићи до мене кроз ваздух или воду? Први део одговора односи се на чињеницу да је ваздух одличан изолатор према протицању електричне струје. Проводљивост воде је условљена присуством примеса. Слана вода поседује добру проводљивост, питка вода је знатно слабији проводник док је дестилована вода лош проводник, али ипак поседује нижу специфичну отпорност од ваздуха. Према томе, под нормалним условима, електрична струја не би могла да се простире кроз ваздух па је вода једина средина погодна за проток електричне струје.

Други део одговора односи се на то када услови нису уобичајени. Ту мислим на појаву муње. Да би се испољила, неопходно је да се између доњег дела облака и површине тла формира јако електрично поље тако да непроводни ваздух буде у стању плазме. То значи да су присутни молекули ваздуха у великој мери јонизовани под утицајем електричног поља. Поменуто поље врши убрзавање наелектрисања ка електричним потенцијалима супротног зна…

Референтни систем

Анимација приказује слободан пад лопте на броду који се креће. О тој појави је размишљао изопштени свештеник Ђордано Бруно. Наслутио је да путања лопте неће бити иста у односу на посматраче на броду и копну. Истакнути историчар развоја физике Милорад Млађеновић цитира један Брунов запис: „Замислимо два човека, једног на броду у покрету, а другог изван њега. Нека обојица имају руку у истој тачки ваздуха и нека са тог истог места истовремено сваки испусти по један камен. Камен првог, не скрећући са (вертикалне) линије пашће на одређено место, док ће камен другога бити померен уназад.” 
Ако се појава посматра у односу на обалу мора као референтни систем, путања поприма изглед хоризонталног хица. Опажајући исту појаву на броду, а то је приказано у другом делу анимације, путања је попут слободног пада. Разлика је присутна, јер се камера у другом делу анимације креће заједно са бродом те поседује брзину својствену броду, док је у првом делу анимације била непокретна у односу на брод:

Средња и тренутна брзина

Сумњам да просечни петнаестогодишњак може да разуме концепт тренутне брзине на начин представљен у нашим уџбеницима. Исто тако не верујем да ће ова симулација нешто битно променити у том смислу. Можда буде од користи на крају школовања у гимназији, када се буду спремали за завршни испит и упис на факултет. Пропуштена је прилика да писци програма за гимназију, ко год да су, прилагоде програм физике, посебно механике, узрасту ђака.  Циљ симулације је да се успостави веза између средње и тренутне брзине путем графика. Корисник је у могућности да помера клизач - да одабере интервал независно променљиве - и да путем приказаних вредности зависно и независно променљиве израчуна вредности средње брзине. Вероватно ће уочити некакву правилност када буде упоредио неколико израчунатих вредности.

geogebra.org/m/b9ch5hzz Однос сечице и тангенте је лако уочити померањем клизача, тако да се симулација може употребити при изучавању брзине као првог извода положаја.