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.

Planckove jednotky

13.11.2018

Prečo vlastne Planck vytvoril jednotky podľa konštánt. My sme stanovili základné jednotky meter a kilogram podľa určitých dohovorov. Meter je desať milióntina zemského kvadrantu. Kilogram je viac »

Planckove hodnoty

23.10.2018

Einstein zostavil rovnicu pre celkovú energiu telesa E=m·c2 a podľa Planckovej konštanty a frekvencie určil energiu fotónu Ef=h·f. Pokiaľ by sme miesto frekvencie fotónu udávali uhlovú rýchlosť viac »

Planckova konštanta

11.10.2018

Písal som minule, že planckova konštanta si zaslúži vlastný blog. Ako sa k nej dopracovalo. Pri skúmaní žiarenia celkom čierného telesa Anglický fyzici Raylegh a Jeans podľa úvahy, elektromagnetická viac »

Čierna hora, Podgorica, protest, žlté vesty

V Čiernej Hore sa od stredy chystajú protesty 'žltých viest'

10.12.2018 09:17

Sympatizanti opozície chcú, aby sa Čierna Hora stala lepšou krajinou - ako Francúzsko.

sprievod, moskva, rusko, cervene namestie, tank, hufnica

Rusi sú svetovou dvojkou vo výrobe zbraní za USA, predbehli Britániu

10.12.2018 09:10

Rusko sa vlani stalo druhým najväčším výrobcom zbraní za Spojenými štátmi merané tržbami zbrojoviek.

Arménsko, Nikol Pašinjan, voľby

Vo voľbách v Arménsku zvíťazila aliancia premiéra Pašinjana

10.12.2018 08:25

Podľa analytikov sa Pašinjan bude usilovať o dodržanie svojich sľubov a zároveň zostať za dobre s kľúčovým spojencom Ruskom.

Peniaze, jen, libra, dolár euro

Japonská ekonomika klesla najviac za štyri roky

10.12.2018 08:00

Japonská ekonomika v treťom štvrťroku klesla podľa revidovaných údajov v celoročnom prepočte o 2,5 percenta, čo bol najvyšší prepad za viac ako štyri roky.