Založ si blog

Niečo o hmote

Nech mi prepáčia niektorí, že nepíšem článok o politike pred voľbami ale zase článok z histórie fyziky.

Einstein spojil dohromady hmotnosť a rýchlosť svetla pomocou energie v slávnom vzorci E=mc2. Ten sa dá napísať aj ako E=Ek+E0 kde E je celková energia, Ek je kinetická energia a E0 a je tzv. kľudová energia, ktorá má vzorec E0=m0c2. m0 je kľudová hmotnosť telesa. Uvažujeme ju ako hmotnosť telesa ktoré sa nepohybuje. . Kľudová energia telesa je veľmi vysoká pretože vo vzorci nachádza sa tam rýchlosť svetla na druhú c2. Kľudová energia je energia ktorú môžeme dostať z hmotnosti. Napr. výbuch jadrovej bomby. Ako je možné spojiť rýchlosť svetla s hmotou, keď svetlo je iba v pohybe a hmota môže aj zrýchľovať. Rozdiel medzi svetlom a hmotou je aj ten, že hmota má zotrvačnosť. Svetlo po prechode napr. cez sklo sa bude pohybovať takou istou rýchlosťou ako pred sklom. Keď budeme uvažovať vákuum tak rýchlosťou c aj keď sa relatívne pohybuje v skle pomalšie. Teleso ktoré narazí pohybom na iné teleso časť energie odovzdá a bude sa pohybovať pomalšie.

Už v starom Grécku považovali učenci okolo Demokrita, že hmota sa nedá deliť donekonečna ale na nejaký nedeliteľný kúsok hmoty. Pomenovali ho podľa gréckeho slova atomos „nedeliteľný“ na atóm. Na začiatku 19. storočia prišiel anglický chemik John Dalton na to, že je atóm je častica hmoty ktorá sa nedá deliť chemicky. Atóm je častica chemického prvku. V roku 1897 anglický fyzik Joseph JohnThomson pri vynájdení katódových lúčov, elektrónov  predpokladal, že atóm sa skladá s elektrónov ktoré sú uväznené v nejakej kladnej polievke. V podstate až po objavení neutrónu v roku 1932 mohol byť atóm prezentovaný do dnešnej podoby. Atóm sa skladá z elektrónového obalu a jadra. Elektróny majú záporný elektrický náboj. Jadro je zložené z kladných protónov a elektricky neutrálnych neutrónov. Vodík neutrón nemá. Obyčajné atómy majú počet elektrónov, protónov a neutrónov rovnaký. Pri zmene počtu elektrónov v atóme sa z nich stanú elektricky nabité iony. Atómy s nerovnakým počtom neutrónov sa nazývajú izotopy prvkov, tie sa časom rozpadajú sa na stabilné prvky. Elektróny majú záporný náboj a sú priťahované kladným jadrom. Elektróny aj protóny majú rovnako veľký náboj ale opačne polarizovaný. Elektróny aby nespadli do jadra musia mať dostatočne veľkú kinetickú energiu. Obiehajú okolo jadra vysokou rýchlosťou vo vrstvách po eliptických orbitáloch. V jednom orbitály môžu byť najviac 2 elektróny. Elektrón vytvorí okolo seba pohybom magnetické pole. Dva elektróny ktoré sa pohybujú vedľa seba na posledných elektrónových vrstvách atómov sa priťahujú ale ich elektrické pole ich odpudzuje. Elektrické pole elektrónu v atómovom obale je deformované kladným jadrom, preto môže magnetické pole elektrónov v poslednej vrstve elektrónového obalu držať atómy pokope tak aby sa nespojili. Atómy v hmote držia pokope elektrické a magnetické sily. Sú to tzv. elektromagnetické sily ktoré sú pomerne slabé. Ako som písal vyššie jadro atómu sa skladá z kladne nabitých protónov a elektricky neutrálnych neutrónov. Protóny v jadre majú rovnaký náboj a sú extrémne blízko pri sebe, preto ich odpudivé elektrické sily sú veľmi vysoké. Pokope ich musia držať veľmi silné sily tzv. silné jadrové sily. Tieto sily sú obrovské ale pôsobia iba na veľmi  krátku vzdialenosť, držia aj neutróny ktoré majú nulový elektrický náboj. Neskôr bolo zistené, že aj protóny a neutróny sa dajú deliť na fiktívne častice, ktoré sú v podstate iba častice elektrického náboja ale majú rozdielnu polaritu. Zaujímavé je že silné jadrové sily udržia kladné protóny pokope ale kvarky ktoré majú rozdielnu polaritu oddeľujú. Skoro celá hmotnosť atómu je sústredená v jadre atómu. Hmotnosť v podstate tvoria elektrické náboje a ich väzbové sily. Keby sme uvoľnili silné jadrové sily začnú pôsobiť elektrické odpudivé sily medzi protónmi ktoré sú vysoké pri takej malej vzdialenosti preto im môžu dodať vysokú kinetickú energiu. To je podstata energie atómovej bomby. Einstein nepoznal stavbu hmoty tak ako ju poznáme dnes, mohol len predpokladať na základe výpočtov, že niečo také existuje. On nebol vynálezca atómovej bomby ale na základe jeho teórie a vlastne aj na jeho popud skonštruovalii Američania funkčnú atómovú bombu.

Budem rád keď si to niekto aj prečíta.

 

Obvod elipsy

19.07.2021

Trochu neskoro reagujem na článok o elipse, ktorý písal pán Bednár. V jeho blogu je uvedené, že veľkosť obvodu elipsy sa nedá vypočítať. Skutočne je to pravda, skúsim to vysvetliť. Keď uvážime fakt, že π má nekonečne veľa číslic za desatinnou čiarkou tak ani veľkosť kružnice sa presne nedá vypočítať. Najprv vysvetlím niečo o elipse. Elipsa je v podstate [...]

Nekonečno v guli

18.01.2021

Chcem napísať blog o Schrodingerových vlnových funkciách. Pri nich je potrebné vedieť niečo o sférických súradniciach. Sférické súradnice vychádzajú v podstate z rovnice gule. Našiel som jedno zaujímavé video o objeme guli. Chcel by som to jednoduchšie popísať a doplniť. V škole sme sa učili, že objem gule je 4/3∙πr3. Tento vzorec sa dá pomerne ľahko odvodiť [...]

Vlnová funkcia

21.10.2020

Do dnešnej hnusnej doby napíšem neaktuálny blog z histórie fyziky. Rakúsko škótsky fyzik Ervín Schrodinger geniálne vysvetlil vlnovo časticovú povahou elementárnych častíc. Vysvetlil to matematicky na základe vlnovej funkcie. Chcem niečo o tom napísať, ale najprv musím vysvetliť čo je vlnenie vo fyzike. Mechanickú vlnu si môžeme vidieť keď vhodíme do vody [...]

heger, matovič, krajniak

Heger verí, že nikto z koalície nebude brániť očiste v polícii

17.09.2021 17:57

Podľa Krajniaka odznelo na tlačovej konferencii niečo iné, než čo sa dialo na zasadnutí rady.

rusko Putin

Putin odovzdal svoj hlas vo voľbách prvýkrát elektronicky. Naďalej je v izolácii

17.09.2021 17:38

Občania Ruskej federácie majú počas troch dní možnosť voliť poslancov Štátnej dumy a ďalších zastupiteľských orgánov.

Václav Klaus

Klausa prepustili z nemocnice, predtým mal "šialene vysoký tlak"

17.09.2021 17:35

V rovnakej nemocnici leží aj prezident Zeman.

taliban

Taliban nariadil študentom návrat do škôl, nie však dievčatám

17.09.2021 17:10

Do škôl sa môžu vrátiť len žiačky v prvej až šiestej triede.