Godina Fizike

2,842 views

Published on

Predavanje povodom Svetske godine fizike:

ČUDESNA GODINA - Albert Ajnštajn i teorija relativnosti (za neupućene)

PREDAVAČ: Milan Milošević

Četvrtak, 12. maj u 20h
AD Alfa, Prirodno-matematički fakultet, Niš

Published in: Education, Technology
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
2,842
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
14
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Godina Fizike

  1. 1. Albert Ajnštajn i teorija relativnosti 18. mart – Hipoteza svetlosnog kvanta 11. maj – Atomska struktura materije 30. jun – “Prilog elektrodinamici tela u kretanju” 27. septembar – formula E = mc 2 Maj , 2005 Milan Milošević www.mmilan.com
  2. 2. Zašto je baš 2005. svetska godina fizike? <ul><li>100 godina od 1905.
  3. 3. Šta se dešavalo 1905 .
  4. 4. 5 Ajnštajnovih radova posvećenih trima oblastima </li></ul>
  5. 5. Ko je Albert Ajnštajn ? <ul><li>Rođen 14. marta 1879 u Ulmu (Nemačka)
  6. 6. 1900 - diplomira na ETH u Zirihu
  7. 7. 1901 – dobija Švajcarsko državljanstvo
  8. 8. 1902 – dobija posao u patentnom zavodu; dobija ćerku sa Milevom Marić
  9. 9. 1903 – ženi se Milevom Marić
  10. 10. 1904 – dobija sina, Hansa
  11. 11. 1905 – “ annus miriabilis”; doktorirao na Unuverzitetu u Cirihu
  12. 12. 1910 – rođen drugi sin, Edvard
  13. 13. 1911 - postaje profesor na univerzitetu u Pragu; razvod sa Milevom
  14. 14. 1919 – ženi se Elsom
  15. 15. 1921 – prvi put odlazi u USA
  16. 16. 1922 – Nobelova nagrada; 32000$ daje Milevi Marić
  17. 17. 1933 – napusta Nemačku, odlazi na Prinston
  18. 18. 1939 – pismo Ruzveltu o opasnostima od A-bombe
  19. 19. 1940 – postaje Američki državljanin
  20. 20. 1944 – odlazi u penziju u 65. god
  21. 21. 1952 – odbija ponudu da postane predsednik Izrela
  22. 22. 1955 – umire u Prinstonu 18. aprila u 1.10 am </li></ul>
  23. 23. <ul><li>17. mart 1905. “Annalen der Physik” – O jednoj heurističkoj tački gledišta koja se odnosi na nastajanje i transformaciju svetlosti – (svetlost kao skup čestica)
  24. 24. Kombinovanje te ideje i Plankove hipoteze o kvantima energije svetlosti (1900.), dovelo je do objašnjenja fotoefekta. </li></ul><ul><li>30. april , završava disertaciju “Novi način za određivanje dimenzije molekula”.Cirih </li></ul>
  25. 25. <ul><li>11. maj 1905. “ Annalen der Physik ” – O kretanju malih čestica rastvorenih u stacionarnoj tečnosti koje zahteva molekularano kinetička teorija toplote – (objašnjenje braunovog kretanja iz 1828.)
  26. 26. 30. jun 1905 . apolutno vreme treba zameniti novom apsolutnom veličinom – brzinom svetlosti (osnove STR)
  27. 27. 27. septembar 1905. ekvivalentnost mase i energije, E = mc 2 .
  28. 28. 19. decembra , drugi članak o braunovom kretanju </li></ul>
  29. 29. Kako je sve počelo ? (malo istorije)
  30. 30. Aristotel (IV vek pre nove ere) <ul><li>O inerciji : </li></ul>Svako telo na koje ne deluje nikakva sila nalazi se u stanju apsolutnog mirovanja <ul><li>O kretanju : </li></ul>Sila je proporcionalna brzini (F = mv) <ul><li>O gravitaciji : </li></ul>Teža tela padaju brže od lakših. Prostor i vreme su apsolutni
  31. 31. Galileo Galilej (1564 – 1642)
  32. 32. Vreme je apsolutno!
  33. 33. Isak Njutn ( 1642-1727 )
  34. 34. Njutnovi zakoni
  35. 37. <ul><li>Kraj XIX veka – problemi! </li></ul><ul><li>18 19 – Ersted (naelektrisanja u kretanju stvaraju magnetno polje) </li></ul><ul><li>Faradej ( 1791-1867 ) – magnet koji se kre će generiše struju </li></ul>
  36. 39. J. C. Maxwell (1831-1879) <ul><li>elektro-magnetizam
  37. 40. 4 jednačine </li></ul><ul><ul><li>Opisuju sve elektro-magnetne pojave
  38. 41. Nisu saglasne sa Njutnovom mehanikom
  39. 42. Rešenje jednačina – talas koji putuje brzinom od c = 299,792 km/s </li></ul></ul>Svetlost, elektricitet i magnetizam – ista pojava
  40. 43. Brzin a zvuka i svetlosti <ul><li>Mersen - brzina zvuka (1130 km/h) </li></ul><ul><li>Galilej - pokušaj
  41. 44. Remer - astronomska metoda (284.000 km/ s )
  42. 45. Fizo - zemaljska metoda (313.870 km/ s )
  43. 46. Majkelson - precizno merenje (300.000 km/ s )
  44. 47. Danas: c = 299792458 m/s </li></ul>
  45. 49. Majkelson – Morlijev eksperiment
  46. 50. (http://brainflux.org/Physics/Special_Relativity/Michelson_Morley/index.html)
  47. 52. Etar ??? <ul><li>Njutnova mehanika & Galilejev princip relativnosti </li></ul><ul><ul><li>Zakon sabiranja brzina – VAŽI </li></ul></ul><ul><li>Maksvelova elektrodinamika </li></ul><ul><ul><li>Postoji fundamentalna konstanta – brzina svetlosti – koja je ista u referentnim sistemima
  48. 53. Zakon sabiranja brzina – NE važi! </li></ul></ul>MEHANIKA NIJE SAGLASNA SA ELEKTROMAGNETIZMOM
  49. 54. Albert Ajnštajn <ul><li>Maksvelove jednačine su pogrešne. Tačne jednačine moraju da budu saglasne sa Galilejevim principom relativnosti </li></ul><ul><ul><li>Maksvelova teorija – potvrđena brojnim eksperimentima </li></ul></ul><ul><li>Galilejev princip relativnosti ne važi za svetlost. Za svetlost postoji poseban referentni sistem. </li></ul><ul><ul><li>Potreban je medijum kroz koji se EM talasi prostiru. Etar nije pronađen. </li></ul></ul><ul><li>Postoji princip relativnosti za mehaničke i elektro-magnetne pojave ali to nije Galilejev princip </li></ul>
  50. 55. Specijalna t eorija relativnosti
  51. 56. Postulati Specijalne teorije <ul><li>Svi fizički zakoni izražavaju se u istom obliku u svim inercijalnim sistemima
  52. 57. Brzina svetlosti, tj. maksimalna brzina prenošenja informacije, ista je u svim inercijalnim sistemima </li></ul>VREME NIJE APSOLUTNO
  53. 58. I postulat Specijalne teorije
  54. 59. Šta znači “relativno” ?
  55. 60. V reme je relativno ...
  56. 61. Šta znači &quot;istovremeno&quot;?
  57. 62. Lorencove transformacije
  58. 63. Klasičan zakon sabiranja brzina
  59. 64. Relativističko sabiranje brzina
  60. 65. Relativističko sabiranje brzina
  61. 66. Kontrakcija dužine <ul><li>Ficdžerald-Lorencova kontrakcija
  62. 67. L' – dužina koju A meri za raketu B
  63. 68. L – stvarna dužina B
  64. 69. v – relativna brzina </li></ul>v (%) L' (%) 50 17 4.92 2 100 33 4.71 6 150 50 4.33 13 200 66 3.72 26 250 83 2.75 45 297 99 0.70 86
  65. 70. Prolazak pored Saturna (90 % brzine svetlosti)
  66. 71. Vreme u Specijalnoj teoriji <ul><li>dilatacija vremena
  67. 72. t' – vreme koje vidi A na časovniku B
  68. 73. t – vreme koje A očitava na svom časovniku </li></ul>v (%) t' (%) 50 17 59.1 1.5 100 33 56.6 5.7 150 50 51.9 13.5 200 66 44.6 25.7 250 83 33.1 44.8 297 99 8.5 85.8
  69. 76. Porast mase sa brzinom <ul><li>m' – vrednost koju A dobija za raketu B
  70. 77. m – masa mirovanja B
  71. 78. v – relativna brzina </li></ul>v (%) m' 50 17 1014 100 33 1060 150 50 1154 200 66 1344 250 83 1812 297 99 7089
  72. 79. http://www.anu.edu.au/Physics/Searle/paper2.html
  73. 80. http://www.anu.edu.au/Physics/Searle/paper2.html
  74. 81. Br že od svetlosti ? <ul><li>II postulat => max </li></ul><ul><ul><li>Mogu će je naći sistem u kom bi brzina svetlosti bila veća od c </li></ul></ul><ul><li>Tahioni ?
  75. 82. Br že od svetlosti => putovanje u pro šlost => prinsip kauzalnosti ne va ži </li></ul>
  76. 83. Čerenkovljev efekat <ul><li>Brzina svetlosti u vakuumu – maksimalna
  77. 84. U nekoj sredini čestica može da putuje brže od svetlosti u toj sredini </li></ul>
  78. 85. Ekvivalentnost mase i energije <ul><li>ubedljiv dokaz – eksplozija prve atomske bombe, Nju Meksiko, 16. jula 1945. god. </li></ul>E = mc 2 <ul><li>1 kg uglja daje 250 milijardi kWh energije (približno mesečnoj proizvodnji el. energije u SAD)
  79. 86. sagorevanjem 1 kg uglja – 3 milijarde puta manje </li></ul>
  80. 87. “ Malo” problema…
  81. 90. DOKAZI ???
  82. 91. Akceleratori Brzina Masa Protona Godina Akcelerator 99% 7 GeV 1955 Bevatron (Berkli) 99.95% 30 GeV 1960 AGS (Brukhejven) 99.999% 200 GeV 1972 Fermilab HERA (DESY) Sp p S (CERN) TEVATRON (Fermilab) RHIC (Brukheiven) LEP (CERN) LHC (CERN) Početak 1992 1981 1987 2000 1989 2007 Kraj - 1990 - - 2000 - Čestice ep pp - pp - pp e - e + pp Max. Energ (TeV) e: 0.03 p: 0.92 0.315 1.0 0.25 0.101 7.0 Obim 6.336 6.911 6.28 3.834 26.66 26.66
  83. 92. Opšta teorija relativnosti
  84. 93. Princip ekvivalencije U jednoj tački prostora efekti gravitacije i ubrzanog kretanja su ekvivalentni i ne mogu se razlikovati
  85. 94. Ajnštajnova teorija gravitacije <ul><li>rotacija or b ite Zemlje – 3,8 lučnih sec. za 100 god (prav ugao ima 324.000 lučnih sec.) – 34 miliona god. za jedan pun obrt
  86. 95. Merkur – 43 lučne sec. za 100 god. (tj. 574 l.s. za 100 god, ali 531 l.s. uticaj planeta)
  87. 96. 1845. god. – Leverije (predvideo Neptun i Pluton)
  88. 97. prvi i najubedljiviji dokaz Opšte teorije </li></ul>
  89. 98. Zakrivljeno prostor-vreme
  90. 99. M aterija saopštava prostor-vremenu kako da se zakrivi, a zakrivljeno prostor-vreme saopštava materiji kako da se ponaša
  91. 100. Ajnštajnov predlog za eksperimentalni dokaz
  92. 101. Pomračenje Sunca – 29. maj 1919 <ul><li>Ajnštajnova izračunavanja – privdino skretanje 1,74 lučne sec.
  93. 102. dve britanske ekspedicije
  94. 103. A.C. Kromlin i A.S. Edington
  95. 104. dobijene vrednosti: 1,98 i 1,6 lučnih sekindi </li></ul>
  96. 105. Gravitaciono so čivo Abell 1689
  97. 106. Fotoelektrični efekat e e
  98. 107. <ul><li>Intenzitet => broj elektrona
  99. 108. Brzina => elektrona frekvenca </li></ul>
  100. 109. Nobelova nagrada
  101. 110. Sve Ajnštajnove kandidature <ul><li>Od 1910. do 1922. je stalno bio kandidat (osim 1911. i 1915.)
  102. 111. Grupe u kojima se pojavljivalo ime Ajnštajna
  103. 112. 1910. – Istraživanja teorijskog ili fizičko-matematičkog karaktera. Gulstrand, Plank, Poenkare, Johan Diderik Van der-Vals (za rad na jednačini stanja gasova i tečnosti)
  104. 113. 1911. nema ga na listi, Vilhelm Vin (zakon zračenja toplote)
  105. 114. 1912. teorijska fizika, Hevisajd, Lorenc, Mah, Plank, Gustav Dalen </li></ul>
  106. 115. <ul><li>1913. teorijska fizika, Lorenc, Nernst, Plank, Heike Kamerling-Ones (niske temperature, tečni helijum) </li></ul><ul><li>1914. teorijska fizika, Etveš, Mah, Plank, Maks von Laue (difrakcija H zraka na kristalima) </li></ul><ul><li>1915. nema ga na listi, otac i sin Brag (analiza kristalnih struktura H zračenjem)
  107. 116. 1916. molekularna fizika, Debaj, Knudsen, Leman, Nernst
  108. 117. 1917. Plankova hipoteza, Bor, Debaj, Nernst, Plank, Zomerfeld, odloženo! </li></ul>
  109. 118. <ul><li>1918. kvantna fizika, Bor, Pašen, Plank, Zomerfeld, odloženo! za 1917. Čarls Glover Barkla (karakteristično H zračenje) ,
  110. 119. 1919. teorijska fizika, Knudsen, Leman, Plank, Štark , za 1918. Maks Karl Ernst Ludvig Plank
  111. 120. 1920. matematička fizika, Bor, Zomerfeld, Gijom (merenja)
  112. 121. 1921. matematička fizika, Bor, Zomerfeld, odloženo!
  113. 122. 1922. nema ga ni u jednoj kategoriji, 9. novembra mu je dodeljena za 1921. a Boru za 1922. </li></ul>
  114. 123. Nobelova nagrada <ul><li>1921. godina
  115. 124. “ za doprinos razvoju teorijske fizike , a posebno za otkriće zakona fotoelektričnog efekta” </li></ul>
  116. 125. Ajnštajn i kvantna mehanika “ Uveren sam da ta teorija sadrži deo konačne istine.” – u pismu Nobelovskom komitetu kojim je predložio da Hajzenberg i Šredinger dobiju Nobelovu nagradu
  117. 126. &quot;Bog se ne igra kockicama&quot; – Ajnštajn
  118. 127. Relativnost i kvantna teorija ???
  119. 130. K R A J http :// www. alfa.org.yu/ http://www.astronomija.co.yu/ http://www.mmilan.com/

×