Fizika

Fotonika

xlightspectrum 300aaFotonika je nauka o svetlosti. Nastala je 1960. kada je Teodor Maiman otkrio lasere. To je tehnologija stvaranja, kontrolisanja i otkrivanja svetlosnih talasa i fotona-čestica svetlosti. Ona potpomaže tehnologiju svakodnevnog života; veze smart telefona i laptopova preko Interneta, medicinske instrumente, tehnologiju osvetljenja. Svetlosni talasi i fotoni nam omogućuju da istražujemo svemir i mikrostrukturu materije. Fotonika će u 21. veku značiti ono što je u 20. veku značila elektronika.

Problem sa vodom u kanti

kofaProblem vode u kanti star je četiri veka što znamo jer ga nalazimo u trećoj knjizi Njutnovih „Principa“ koju je slavni naučnik pisao pre otprilike toliko vremena. On svakako ne može biti stariji pošto je naučno znanje tek sa Njutnom dostiglo nivo na kome se o njemu moglo raspravljati. Problem je vrlo jednostavan: uzmete kantu vode i zarotirate je. Kao što i očekujete dešava se sledeće:  usled trenja o zid kante voda i sama počne da rotira, centrifugalna sila je tera dalje od njenog centra, a pošto je zid kante sprečava u širenju ona se uz njega uzdiže.

DEMOCRITOS: prototip evropskog nuklearnog kosmičkog reaktora

nr1

Korišćenje nuklearnih reaktora u kosmosu nije baš donelo plodove do sada. Između 1967. i 1988. Sovjetski Savez je poslao 33 reaktora u kosmos, 31 tipa 'Бук' (БЭС-5) i 2 tipa 'Топаз-2' (ТЭУ-5 'Тополь'), dok su Amerikanci lansirali samo jednu vrstu, SNAP-10A (System of Nuclear Auxiliary Power), 1965. godine. Međutim, decenijama se pokušavalo oživljavanje dizajna reaktora koji bi mogao da se koristi van orbite. Ti sistemi bi našli primenu u napajanju električnih pogonskih motora (jonskih, ili plazmenih) koji bi pokretali orbitne tegljače ili sonde ka spoljnjem delu solarnog sistema, pa čak i u snabdevanju baza na Mesecu ili Marsu.

Fantomska čestica

fc10Kad se jedan neutron u atomskom jezgru raspadne, raspadne se na jedan proton, jedan elektron i jednu fantomsku česticu - neutrino. Ime toj novoj čestici nadenuo je genijalac Enriko Fermi 1933. godine. Navedeni događaj se naziva radioaktivno beta zračenje. Merenja vršena od tada pa sve do šezdesetih godina XX veka potvrdila su da na osnovu Zakona o održavanju energije pri reakcijama pojedinih raspada 'beži' jedna čestica koju je teško uočiti, jer nema naelektrisanje, bez dimenzija je i bez mase, a kreće se brzinom svetlosti.

Najniža i najviša moguća temperatura

t1Naučnici su uspeli da dostignu izuzetno niske vrednosti temperature, gotovo da je to apsolutna nula. Brojčano iskazano, dostigli su sto piko Kelvina ili 10-10 Kelvina ali kao što je rečeno apsolutnu nulu nije moguće dostići na osnovu naših dosadašnjih saznanja. Istraživači su zapazili neke osobine materije koje se pojavljuju kada se približimo toj temperaturi kao što je super provodnost, na primer.

Kosmički zraci (part II)

kz4Kosmički zraci
(part II)

Možda je ovo trebalo da bude Part I, ali nema veze. Tema je (pre)velika i za više nastavaka, tako da nema nikakve štete. Po definiciji, kosmički zraci predstavljaju prirodno jonizujuće zračenje velike energije koji uglavnom potiču van solarnog sistema pa čak i naše galaksije. Kada ti zraci stignu do Zemlje, u sudaru sa našom atmosferom proizvode mlazove sekundarmih zračenja koji ponekada dospevAju i do površine. I pored svega što mi danas teoretišemo, njihovo poreklo je – misterija.

Koliko trošimo energije kao civilizacija?

e3Pre koju godinu naučnici su na Grenlandu sa dubine od preko 500 metara izvadili uzorak leda iz vremena nastanka Rimskog carstva. To samo po sebi i nije nešto interesantno, jer postoje daleko starije naslage leda, ali je interesantmo što su u ledu otkriveni mehurići u kojima je zarobljen vazduh iz onog vremena. Njihovom spektralnom analizom može da se utvrdi kakvog sastava je bio tadašnji vazduh. Ono što je sve zaprepastilo, to je kombinacija gasova koja je jasno ukazivala da je Rim počeo ubrzano da se razvija! Takva kombinacija je značila da je Grad počeo da koristi sve više energije, a to je bio znak da se sve više razvijao. Zato me je zainteresovalo da napišem nešto o vezi količine energije koju naša civilizacija proizvodi (i troši) i njenog ekonomskog razvoja. Isto kao raketa: što troši više energije, brže i dalje će odleteti. Dokle tako?

Fotoni koje detektuje naš mozak

ems2

Fotoni su paketi ili kvanti energije koji nastaju u svetlosnim izvorima. Kakvi će fotoni nastati u nekom izvoru zavisi od njegove raspoložive energije i fizičkih procesa koji se dešavaju u njemu. Radio fotoni nastaju u telima manje energije dok X i gama fotoni nastaju u telima visoke energije i vrlo burnih procesa. Fotoni se istovremeno ponašaju i kao čestice i kao talasi. Svaki foton putuje kao sinhronizovana oscilacija električnog  i magnetnog polja pa se zbog toga kaže da je svetlost elektromagnetni talas. Oni nemaju masu.  Razlikuju se po talasnoj dužini, broju oscilacija u jedinici vremena ili frekvenciji i po količini energije. Zajednička im je brzina od 300 000km/s.

Facebook