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.

Svetlo a konštanta

13.06.2018

Popis spektra žiarenia sa cez Raylegh - Jeansovho vyžarovacieho zákona a Wienovho vyžarovacieho zákona sa dostal do slepej uličky, pretože jeden popisoval spektrum žiarenia presne pri nízkych viac »

Teplo a svetlo III

06.06.2018

Pokračujem v doplnení článku o teple a svetle. Trochu tie jednotlivé blogy píšem od konca. Musím presnejšie vysvetliť ako sme sa vlastne dostali ku vzťahom pre žiarenie. Prví sa o popis svetelného viac »

Teplo a svetlo II

23.05.2018

Trochu by som chcel nadviazať na predchadzajúci článok. Boli tam Plancková konštanta a Wienová konštanta. Pri ich matematickom odvodení sa využila tzv. Bolztmanová konštanta. Trochu ju rozvediem viac »

Lifeline

Taliani aj Malta odmietli prijať ďalšiu loď s migrantmi. Neľudské, znie z Ríma

22.06.2018 21:27

Taliansky minister dopravy Danilo Toninelli oznámil, že Malta odmietla prijať záchrannú loď Lifeline s 224 migrantmi na palube.

Izrael Palestínčania Gaza protesty zranení

V pásme Gazy sa opäť protestovalo, najmenej 20 Palestínčanov sa zranilo

22.06.2018 21:06

Najmenej 20 Palestínčanov utrpelo zranenia počas ďalšieho zo série protestov na hraniciach medzi pásmom Gazy a Izraelom.

Bašár Asad

Rokovať s USA? Strata času, verí Asad

22.06.2018 20:08

Sýrsky prezident Baššár al-Asad si myslí, že je nezmyselné rokovať so Spojenými štátmi americkými.

Ukrajina

Z jednej zo stredoeurópskych krajín prepašovali na Ukrajinu rádium 226, tvrdí SBU

22.06.2018 19:31

Útvar kontrarozviedky Ukrajinskej bezpečnostnej služby v rámci viacstupňovej špeciálnej operácie zabránil predaju jadrového materiálu v krajine.

Štatistiky blogu

Počet článkov: 116
Celková čítanosť: 204166x
Priemerná čítanosť článkov: 1760x

Autor blogu

Kategórie