ENERGIJA 1-nov pogled na svet

 

 

Da li smo svesni suštine novih naučnih otkrića i vremena u kom živimo. Verujem nedovoljno.

"Čovečanstvo je došlo do raskrsnice. Ako nastavimo  putovati putem kojim smo krenuli , možda
nećemo preživeti kraj 21. veka. Suočeni smo s ogromnim ekološkim problemima i klimatskim promenama koje su postale očite, a izgleda da su već i ireverzibilne. Postoji pobuna u svakom delu ove zemlje, a kako godine prolaze nastavlja se trend sve ekstremnijeg nasilja. Svetska je kultura podeljena, polarizovana između sukobljenih religija koje nastoje radikalizovati grupe unutar naših društava. Pretnja terorizma predstavlja stvarnu opasnost stabilnosti sveta. Potpuno smo sposobni za samouništenje ukoliko ne promenimo pravac. Stvara se globalni pritisak za kreiranje radikalnih promena i kretanje drugim smerom.  Ima li još nade za čovečanstvo? "

Jan Wichernik

"Mi nećemo više da zavisimo od mišljenja javnosti ili nepostojećih autoriteta kada se radi o stvarima koje su nepoznate ili čudne. Mi moramo polako sami da postajemo eksperti u ovladavanju znanjima koja pripadaju budućnosti."

Wilhelm Reich (1897 - 1957)

 

Da li biste voleli da imate kućnu aparaturu bez kablova? Možete li da zamislite život bez nafte, auto bez benzina? Da li verujete da je moguće lečenje bolesti ( bilo koje ) okretanjem vremena, vraćanjem na period pre bolesti? Ok.  Pomislićete da ulazimo u svet fantastike. Ne, nešto od toga je već stvarnost o kojoj nismo informisani. Jedan od često pominjanih pojmova savremene nauke je energija. Svi mislimo da raspolažemo bazičnim znanjima o ovom pojmu. Da li je to baš tako? Ako i jeste nema razloga da se podsetimo nekih starih i dodamo nešto novih saznanja.

ENERGIJA

Energija je jedan od najznačajnijih pojmova fizike pa ipak su definicije ovog pojma, koje kolaju literaturom koja pretenduje da definiše energiju laičkoj populaciji, neverovatno nejasne. Energiju, kao aktivnost, je teško objasniti bez mreže u kojoj funkcioniše. Pojednostavljeno bi sebi mogli predstaviti nekoliko elemenata (ili telo) u određenom prostoru. Energija je  (energetska) karakteristika  tih elemenata u mreži, možda bolje reći u sistemu. To je, faktički skupna energija elemenata sistema.

Važno svojstvo (te skupne) energije je da ne može niti nastati niti nestati pa je prema tome količina energije u takvom jednom, zatvorenom sistemu uvek konstantna. Ovu pojavu sadrži zakon fizike  o očuvanja energije po kom se energija jednog sistema ( napred objašnjenog) ne menja. Ona ostaje sačuvana, što znači da se ne može uništiti, niti stvoriti, samo transformisati

Iako ne može niti nastati niti nestati, energija može prelaziti iz jednog oblika u drugi. To znači da pomenuti sistem može da razmeni energiju sa okolinom. Ako primi energiju, početna (skupna) energija se poveća, ukoliko sistem oda nešto od početne energije onda se ona,energija, umanji. Taj proces razmene energije, je zapravo prelazak energije iz jednog oblika u drugi i naziva se rad ili snaga.
Merna jedinica za rad  je vat (W), čime se označava rad obavljen u jednoj sekundi prelaskom jednog džula energije iz jednog oblika u drugi (W = 1 J/s). Iz definicije je vidljivo da se u vatima zapravo izražava brzina prelaska energije iz jednog oblika u drugi.
Energija, odnosno prelazak energije iz jednog u drugi oblik odvija se u tri oblika: kinetičkom  (energija pokreta), potencijalnom  (energija koja je posledica međudelovanja i zavisi od položaja tela prema drugim telima) te mirovanjem, ( ovu energiju poseduje svako telo koje ima masu). Te tri vrste energije u stvarnosti susrećemo u različitim oblicima, kao mehaničku, gravitacionu, elastičnu, toplinsku, unutarnju, električnu, magnetsku, hemijsku, svetlosnu, nuklearnu ili neku drugu..

Mase elektrona, protona, neutrona i ostalih subatomskih čestica konstantne su i karakteristične veličine, a nekim je česticama (primerice fotonu, kvantu svetlosti) masa jednaka nuli. Kao i energija u zatvorenim sistemima tako i masa ostaje konstantna ( zakon o održanju mase ) i to bez obzira na procese koji se odvijaju unutar sistema.
Kao i energija ni masa ( materija, čestice materije) ne može biti stvorena/uništena, ako može biti pretvarana iz jednog oblika u drugi. Ovaj zakon, (u smislu očuvanja čestica) može se smatrati aproksimativnim zakonom fizike koji važi samo u klasičnom smislu, pre pojave posebne relativnosti i kvantne mehanike

Poznata teorija relativnosti Alberta Einsteina pokazuje da se masa i energija mogu međusobno transformisati jedno u drugo. 

ODNOS MATERIJE I ENERGIJE

Masa/materija može preći u energiju. Da li je energija materija koja je tokom određenih procesa transformisana iz materije u energiju? Prilikom transformacije materije događaju se takvi procesi u kojima sama materija gubi osobine koje je ranije imala, a dobija sasvim drugačije osobine u odnosu na one koje je imala u svom materijalnom obliku.
 Međutim ono što ne postoji kao poznato u prirodi, jeste da se ne događa obrnuti proces, u kome energija može da se pretvori u materiju. Iz tog razloga postoji i velika sumnja u to da je moguće ostvariti putovanje većim delom brzine svetlosti, jer to bi možda bilo moguće ostvariti, samo ako postoji i obratni proces, u kome se energija vraća u obličje materije iz koje je nastala.
Jedno je izvesno da nema materije ne bi bilo ni energije, odnosno jedna drugu uslovljavaju.

Gde je granica između materije i energije, odnosno koji se oblici materije mogu smatrati za energiju, ili obratno koje oblike energije smatramo materijom?

SVETLOST

Da krenemo sa svetlošću. Ona nosi određenu energiju. Bitna razlika između svetlosti i materije je masa: dok materija poseduje masu, svetlost je nema. Njene elementarne čestice (fotoni) imaju delomično materijalni oblik. Svetlost je dualne prirode, odnosno ona ima osobine talasa, ali u isto vreme i osobine čestica. Dualna osobina svetlosti je, dakle, uslovljena  njenom materijalnom prirodom, odnosno osnovom iz koje je nastala.  Fotoni se jednom ponašaju kao članovi grupe, imaju osobine talasa, drugom prilikom se ponašaju kao izolovane čestice. Jedan idividualni foton se može smatrati kao paket talasa koji se brzo kreće kroz prostor. Svaki paket oscilira uz dve upravne sile ose - električne i magnetne. Pošto je svetlost oscilacija, čestice talasa stupaju u interakciju jedna sa drugom.

ČESTICA I TALAS

 Elementi materije i energije spojavljuju se u dva oblika : obliku čestica i obliku talasa. Kada materija ili energija nije čestica ona postaje talas! A talasi se "ponašaju" drugačije. Različite talasne dužine imaju različite brzine kretanja! U odnosu na česticu to bi izgledalo otprilike ovako: talasna dužina, određeno rastojanje koje pređe talas, odgovara vremenu u kom data čestica napravi jednu oscilaciju (za jedan period). 
Razlika između čestice i talasa podseća na granicu između mase i energije. Da li je u pitanju u suštini jedno te isto u različitom obliku? Teško je deliti izraz čestice od talasa i to je jedna od interesantnijih novina u nauci.   

                                                                 TALASI

TALASI U PROSTORU I VREMENU

Niels Bohr je otkrio da elektroni skaču iz jedne putanje ( ljuske) u drugu ( kvantni skok)!!! L. de Broglie je otkrio da se te čestice ponašaju nekada kao čestice,  nekada kao valovi. Čestica je uvek na jednom mestu, valovi svugde. I tu se razbio naš svet determinizma. Ova novina je zbunila većinu naučnog sveta.   Klasične teorije ko više nisu vredele ili su vredele samo u određenim uslovima. Priroda se počela gledati drugačijim očima. "Iako su fotoni kao elementarni delovi svetlosti mnogo manji od atoma iz kojih i jesu nastali, oni nisu izgubili onu osobinu koji su imali u svom materijalnom obliku! Otuda osobina čestice koju imaju fotoni, jer su tada materija. I osobine talasa koju imaju onda kada se ponašaju kao sila. Upravo kao talasi, oni postaju glavni nosioci za postojanje određenih sila u prirodi! Ali to ne znači da te osobine nemaju i u drugom slučaju!
Kada je reč o svetlosti, uvek treba misliti i njenoj osobini da je ona osnovni nosilac informacije o svemu što možemo videti u prostoru oko nas. Zapravo u stvarnosti niko još nije video planete i događaje koji postoje u blizini Aldebarana ili Betelgeza, osim što ,znamo’ koliko je svetlosti potrebno da bi to rastojanje prešla. Tako da se može govoriti o vremenu u kosmičkim razmerima samo ako se za to koristi svetlost." izvor

Prelaz elektrona iz jedne u drugu putanju. Kvantni skok.

Valno kretanje elektrona oko jezgra.( de Broglieva slika )

Mesto elektrona - različita kvantna stanja ( različiti oblici verovatnosti )

“Einstein je jednom rekao: "Nisam siguran da je li mesec još uvek tamo kada okrenem glavu". Time je mislio kako kvantna nauka pretpostavlja egzistiranje našeg fizikalnog realiteta samo kada ga promatramo (stanje čestice), a materija se vraća u čisto energetsko stanje kada niko ne pazi na nju (valno stanje). “(J.W / 30)

NASTAVAK SLEDI ..

ENERGIJA  2 deo
ENERGIJA  3 deo

                                                                            ARHIVA - FIZIKA