Materija, Energija I AjnŠtajn
Prikaz rezultata 1 do 1 od ukupno 1
  1. #1

    Materija, Energija I AjnŠtajn

    Ideali koji su osvetljavali moj put i povremeno mi davali novu hrabrost da se vedro suočim sa životom, bili su dobrota, lepota
    i istina .


    Albert Ajnštajn


    Dugotrajni razvoj prirodnih nauka fizike i hemije neraskidivo je vezan za razumevanje osnovnih pojmova koji se u njima sreću - materije i energije. Od vremena antičkih filozofa Talesa, Leukipa i Demokrita do početka prošlog veka prošlo je više od dva i po milenijuma. U tom periodu saznanja o suštini materije i energije skoro da se nisu menjala, a veza između njih samo se intuitivno naslućivala.

    U fizici je do značajnih promena došlo s Galileom Galilejem (1564-1642), koji je u ovu nauku uveo merenja i eksperimente u smislu današnjih shvatanja. Korišćenje analitičkih terazija, to jest tačnih merenja od strane Antoana Lavoazjea (1743-1794) preporodilo je hemiju i ona je stala na čvrste osnove. Zahvaljujući tome, brojni eksperimenti koji su izvedeni u hemiji i fizici doveli su Lavoazjea do otkrića zakona o održanju materije, a Julijusa Majera (1814-1878 ) do zakona o održanju energije.

    Dugo su vladale veoma različite predstave o odnosu materije i energije. Tako je Lavoazje u svojoj knjizi „Traite Elementaire de Chimie“ iz 1789. godine u tabelu koja je imala trideset pet hemijskih elemenata kao dva hemijska elementa naveo toplotu i svetlost! Danas to izgleda neverovatno, ali Lavoazjeu je to bilo sasvim prirodno, jer i toplota i svetlost mogu da reaguju sa izvesnim hemijskim materijama. Neki drugi naučnici su, pak, smatrali da između materije i energije ne postoji dublja veza, mada je bilo očigledno da se energija ne može dobiti ni iz čega, već da se ona, na primer, oslobađa ili troši u hemijskim reakcijama.

    Do korenite promene, tačnije, revolucije u shvatanju odnosa materije i energije, dolazi početkom 20. veka zahvaljujući radovima Alberta Ajnštajna (1879-1955). Negativan rezultat Majkelson - Morlijevog eksperimenta iz 1881. i 1887. godine, kojim je trebalo da se odredi brzina prostiranja svetlosti u odnosu na hipotetični nepokretni etar, materiju koja navodno ispunjava celokupni Svemir, doveo je klasičnu fiziku u bezizlazan položaj.



    Albert Ajnštajn

    Ajnštajn je svojom Specijalnom teorijom relativnosti (1905. god.) odbacio mogućnost postojanja apsolutnih kretanja. Po njemu, sva kretanja su neminovno relativna. To dovodi do velikog preokreta u fizici.

    Ajnštajn krajnje smelo razmatra ideju da se masa tela menja u zavisnosti od brzine kojom se telo kreće. Taj efekat je osetan samo kod vrlo velikih brzina, onih koje se približavaju brzini svetlosti. Niko o tako nečem u vreme vladavine Njutnove mehanike nije razmišljao. Tada se verovalo da je slavni Njutn rekao poslednju reč o zakonima kretanja tela.

    Međutim, otvorilo se nepregledno „ novo nebo “ fizike na kome caruje Ajnštajnova relativistička mehanika, a Njutnova otkazuje. Kada je Ajnštajn pogledao „ šta jednačine zbore “ , došao je do fundamentalne zakonitosti Prirode:


    E=mc2

    gde su: M - masa tela, C - brzina svetlosti ( 3x 108m/sek), a E - energija koja
    odgovara masi M .


    Iz ove jednačine vidimo da svakoj masi (M) odgovara određeni iznos energije (E) i obratno. To, na primer, znači da i jednom svetlosnom zraku odgovara određena masa.



    Ajnštajn prilikom jednog predavanja

    Ajnštajnov zakon o ekvivalentnosti materije i energije dobio je svoju potvrdu u najširim razmerama u mikrosvetu - svetu atomskih jezgara i elementarnih čestica (sudari čestica visokih energija, radioaktivni raspad, nuklearne reakcije, fisija i fuzija atomskih jezgara itd.), kao i u svetu gromadnih oblika materije (zračenje zvezda, pojave supernova, kataklizmički sudari galaksija, kosmicko zračenje itd.). Bez Ajnštajnove jednačine o ekvivalentnosti materije i energije bilo bi nemoguće objasniti kako se dešavaju brojni procesi u Prirodi. Ajnštajn nas je naucio da se na račun gubitka mase može dobiti energija, kao i da se utroškom energije može stvoriti nova masa.

    Razorne eksplozije atomskih bombi u Drugom svetskom ratu, brojne probe atomskih i hidrogenskih bombi u miru, kao i rad stotina nuklearnih reaktora učinili su da i neuki čovek poveruje u Ajnštajnovo otkriće jedinstva materije i energije. Materija (u smislu gradiva) i energija (u smislu sposobnosti za vršenje rada) dva su vida jedne iste stvarnosti koja čini Prirodu.

    Ostaje nam da odgovorimo na pitanje zašto i pored vrlo tačnih merenja koja su u hemiji i fizici vršena pre Ajnštajna, ovaj zakon nije eksperimentalno otkriven, vec je do njega Ajnštajn morao da dođe teorijskim putem.

    Uzmimo za primer Lavoazjeov eksperiment. U njemu je podvrgnuto sagorevanju 10 grama fosfora. Pri tome se oslobodilo 58 Kcal toplotne energije koja je izračena u okolni prostor. Prema zakonu: E = M x C 2 , ovom iznosu energije odgovara gubitak u masi od samo 2,7 x 10 -15grama. Ovako malu promenu mase Lavoazje nije mogao da izmeri.

    Međutim, ako bismo podvrgli fuziji, stapanju atomskih jezgara, smešu vodonikovih izotopa deuterijuma i tricijuma, čija bi pocetna masa iznosila 10 grama, ona bi po izvršenoj reakcija izgubila na masi 48 mikrograma, što se vec lako može izmeriti.

    Da li je moguce uočiti razliku u masi namagnetisanog komada čelika (magneta) posle njegovog razmagnetisavanja? Energija koja odgovara magnetnom polju običnog laboratorijskog magneta iznosi oko 0,1 džul. Ekvivalentna masa ovoj energije je 1,1 x 10 -15 grama! Samo za toliko je razmagnetisan čelik lakši od namagnetisanog. Zato je ranijim merenjima mase bilo apsolutno nemoguće zakljuciti da li je neko razmagnetisao dati magnet ili ne.

    Genijalnost Ajnštajna bila je u tome da neuspeh Majkelson-Morlijevog eksperimenta objasni relativnošću kretanja i da zatim pronađe kakve sve posledice njegova Specijalna teorija relativnosti može da ima kod drugih prirodnih pojava. Pored objašnjenja nekih do tada zagonetnih fizičkih pojava, Specijalna teorija relativnosti je mogla i da predskaže postojanje novih krajnje neobičnih pojava koje nikada ranije nikome nisu padale na pamet.

    www.viva-fizika.org
    Poruku je izmenio HLEBmaster, 10.02.2007 u 23:02

Tagovi za ovu temu

Vaš status

  • Ne možete pokrenuti novu temu.
  • Ne možete poslati odgovor.
  • Ne možete dodati priloge
  • Ne možete prepraviti svoje poruke
  •