Založ si blog

Od Newtona po kvantovú mechaniku

Chcem teraz napísať ktorý by popisoval javy pre ktoré sa podieľali na vytvorenie tzv. kvantovej fyziky. Podľa povesti to začalo Newtonové jablka v jeho sade. padli rovnako aj keď jedno bolo ťažšie. Vedelo sa už dávnejšie že to tak ale Newton popísal tieto javy. Gravitačné zrýchlenie je preto pre všetky telesá v danom bode rovnaké pretože odstredivá sila pôsobí proti gravitačnej sile a pri gravitačnej sile záleží od váhy telesa a ich súčet bude vždy rovnaký. Newton si všimol ešte jednú vec, gravitačná sila 2 telies záleží na hmotnosti telies a ich vzdialenosti. Pre presný výpočet ale potrebujeme určitú konštantu aby sme dostali správny výsledok. Potom vzťah bude znamenať “sila F = gravitačná konštantaG x (hmotnosti m1 x m2)/r^2 polomery vzdialenosti na druhú. Aby nám to rozmerovo sedelo pre silu tak konštanta musí mať rozmer m^3/kg*s^2. Potom po vykratení nam ostáva rozmer pre silu N=kg*m/s^2. Aby sa výpočty zjednodušili tak sa prijala taká jednotka ktorá nám môže popisovať len kg alebo aj kgxkg/m^2 je to celková hmotnosť M. Potom vzťah pre silu bude “sila F=gravitačná konštanta G x celková hmotnosť M. Nebudem tu odvodzovať tú jednotku ale neskôr sa s ňou stretneme. Potom ale máme aj otázku akú rýchlosť budeme potrebovať keď chceme opustiť gravitáciu. Tam musíme použiť len hmotnosť telesa napr. zeme. Potom musíme uvažovať o guli ktorá stojí nám vychádza vzťah “rýchlosť v=odmocnina 2xGravitačná konštanta Gxcelková hmotnosť M/polomer medzi stredom bodom vzdialenosti. Celkovú hmotnosť M udávame kg ako hmotnosť telesa. Skúsme ale rozmýšľať opačne aký bude veľký priemer pri tej rýchlosti potom je to r=(2*G*M)/v. Ale zistilo sa že najvyššia rýchlosť je rýchlosť svetla. takže tú guľu nemôžme stláčať donekonečna. Potom vzťah pre polomer bude “scharczildov polomer rs=2*G*M/c^2”, c^2 je rýchlosť svetla na druhú. tzn. že telesa nemôžu sa stláčať donekonečna pretože by uniková rýchlosť musela byť väčšia ako rýchlosť svetla. Atu už sme narazili na čiernu dieru, resp. tzv. horizont udalosti, čo tam padne je nadobro stratené. Tu vidíme že čierna diera má hmotnosť aj rozmer. Maxwell stanovil rýchlosť svetla bola popísaná aj energia elektromagnetickej vlny. Ukázalo sa že aj sveteľné spektrum je elektromagnetické žiarenie. Takže podľa toho ako vyzerá napr. farba alebo sálavé teplo tak máme určitú energiu. Vyžiarené elektromagnetické vlny majú tým väčšiu čím je ich vlnová dĺžka kratšia resp ich frekvencia väčšia. Napr. teplejšie teleso bude mať vyššiu energiu tým pádom aj kratšiu vlnovú dĺžku. Keby sme si to mohli rozpísať podľa hodnôt “energia žiarenia telesá E=konštanta h x uhlová rýchlosťω/vlnová dlĺžkaλ pre uhlovú rýchlosť používame c. Keby sme si zobrali s mechanických hodnôt F=G*M, kinetická energia je sila x dráha. Ako dráhu si udáme vlnovú dĺžku    Fx λ vlnová dĺžka=Ek. Potom ak by sme to rozpísali podľa vlnovej dĺžky E=h*c/λ, E=G*M, potom by pre vlnovú rýchlosť v druhej rovnici platilo λ=G*M/c^2. Tu miesto M je použitá tzv geometrodinamická hmotnosť Md=M/c^2. Keď to dosadím do prvej rovnice tak máme λ=G*M/c^2=h/c*M. Potom pre číselné vyjadrenie dostávame vzťah λ=(G*h/c^3)^0,5. vlnová dĺžka=gravitačná konštanta * konštanta/rýchlosť svetla na tretiu a to celé odmocníme. s toho pre najmenšiu vlnovú dĺžku  dostávame redukovanú planckovú konštantu h=odmocnina (plancková vlnová dĺžka λp*c^3/G). Pokiaľ jedna vlna má určitu dobu tak celková energia potom bude nespojitá, je násobkom planckovy konštanta*c/vlnová dĺžka. Tu už začíname hovoriť že energia je nespojitá a šíri sa po určitých kvantách. Tu už začína kvantová mechanika, od Newtona cez stanovenie maximálnej rýchlosti svetla a určenie že svetlo je elektromagnetická energia tak sa dostávame k Planckovi ktorý začal pochybovať že energia sa šíri spojito Následne to potvrdil Einstein vo svojej práci o vysvetlenie fotoelektrického javu za ktorú dostal nobelovú cenu. Príjemný štedrý večer.

Newtonové jablká III

19.05.2017

Najväčšiu zásluhu Newton mal pri vytvorení gravitačného zákona. Zásadné zistenie bolo, že telesá majú zrýchlenie počas pádu. To znamená, že bude na ne pôsobiť počas pádu konštantná viac »

Newtonové jablká II

11.05.2017

Na konci predchadzajúceho článku som spomenul kinetickú energiu. Čo je to vlastne energia vo fyzike. V normálnej hovorovej reči môžeme povedať ten má energiu. To isté bude platiť vo fyzike, viac »

Newtonové jablká

11.04.2017

Trochu začnem od počiatkov modernej fyziky. Anglický fyzik a matematik Izak Newton matematicky popísal na základe svojich meraní aj Galileových meraní pohybov planét, základné zákony mechaniky viac »

Španielsko, mapa, Madrid

Španieli zmarili ďalší útok autom, zastrelili päť mužov

18.08.2017 03:00, aktualizované: 05:00

Španielska polícia v noci zo štvrtku na piatok zabila päť ľudí, ktorí sa v osobnom automobile pokúsili zrážať chodcov v meste Cambrils.

Barcelona, útok

Svetoví politici a aj športovci odsúdili útok v Barcelone

17.08.2017 22:07, aktualizované: 18.08.2017 00:16

Pri teroristickom útoku v metropole Katalánska zomrelo najmenej 13 ľudí a viac ako 100 bolo zranených.

fico

Fico: Konal som razantne, ale korektne

17.08.2017 20:00

Premiér Robert Fico je presvedčený, že vládni partneri sú schopní pokračovať ďalej. O situácii v koalícii poskytol exkluzívny rozhovor denníku Pravda.

Smolíková

Povedie ministerstvo školstva Smolíková?

17.08.2017 19:00

Takmer po roku a pol úradovania skladá minister školstva Peter Plavčan (nom. SNS) zbrane. Nohy mu podrazilo pochybné rozdeľovanie eurofondov za 600 miliónov eur.

Štatistiky blogu

Počet článkov: 94
Celková čítanosť: 163763x
Priemerná čítanosť článkov: 1742x

Autor blogu

Kategórie