Õpi füüsikat
Lühikesed mõisteartiklid linkidega, et ideid interaktiivsetes simulatsioonides proovida.
Mõisteartiklid
Heitkeha liikumine lahti seletatud
Kui sa viskad palli, löödad palli õhku või tulistad kahurist, on tekkiv tee üks füüsika kõige äratuntavamaid kujundeid: parabool. Heitkeha liikumine analüüsib seda, jagades objekti liikumise kaheks täiesti sõltumatuks osaks — konstantseks rõhtsuunaliseks kiiruseks ja püstsuunaliseks kiiruseks, mida gravitatsioon järjekindlalt allapoole kiirendab. Kumbki osa teisest ei tea; nende eraldi käsitlemine ja tulemuste tagasikombineerimine võimaldab täpselt ennustada, kui kaugele heitkeha lendab, kui kaua ta õhus püsib ja kui kõrgele tõuseb — vajamata muud kui elementaarset kinemaatikat.
Ohmi seadus ja alalisvoolu vooluringid
Iga vooluring, mille sa ehitad — lihtsast taskulambist telefonilaadijani — allub samale põhireeglile, mis ühendab kolm suurust: kui tugevalt patarei lükkab (pinge), kui palju laengut selle tagajärjel voolab (vool) ja kui tugevalt teel olevad komponendid sellele voolule vastu seisavad (takistus). Ohmi seadus, V = IR, seob need kokku piisavalt lihtsa võrdelisusega, et ennustada vooluringi käitumist puhtalt aritmeetikaga, ja see on aluseks igale täiustatud vooluringianalüüsi võttele — jada- ja rööp võrkudest kuni päris elektroonikas kasutatavate vahelduvvoolu vooluringideni.
Fotoefekt
Paista valgust metallpinnale ja õigetel tingimustel paiskab see elektrone välja — kangekaelne tulemus, mille selgitamisel klassikaline füüsika jalgu jäi. Üheksateistkümnenda sajandi laineõpetus ennustas, et tuhmim valgus peaks elektrone siiski välja paiskama, lihtsalt aeglasemalt, kui energial on aega koguda. Päris katsed näitasid vastupidist: allpool teravat läbisagedust ei tekita ükski intensiivsus ega ootamine ainsatki elektroni, samas kui isegi kõige nõrgem valgus sellest sagedusest kõrgemal paiskab elektronid koheselt välja. Einsteini 1905. aasta selgitus — et valgus ise saabub energias diskreetsetes pakkides, mida hakati hiljem kutsuma footoniteks — lahendas mõistatuse ja sai üheks kvantmehaanika rajavaks tulemuseks, mille eest ta pälvis 1921. aasta Nobeli füüsikaauhinna.
Seisevlained nööril
Klõpsa kitarrikeelt, puhu pudeli suule üle või raputa hüppenööri paraja kiirusega ja näed sama nähtust: kaks samas keskkonnas vastassuundades liikuvat lainet interfereruvad ja loovad mustri, mis paistab seismas olevat, mitte liikuvat. See juhtub iga kord, kui laine peegeldub fikseeritud või vabast otsast ja kattub omaenda peegeldisega — enamiku sageduste juures on tulemus segadusiut, aga kindlatel resonantsisagedustel lukustub interferents puhtaks, paigalseisvaks mustriks punktidest, mis kunagi ei liigu (sõlmed), ja punktidest, mis võnguvad maksimaalse nihke vahel (kõhud). Peaaegu iga muusikariist, keeltest puhkpillideni trummimembraanideni, toetub täpselt sellele käitumisele, et toota stabiilset kõrgust.
Üleslükkejõud ja Archimedese seadus
Hiiglaslik terasest kaubalaev ujub, samas kui väike terasmünt vajub põhja — sama materjal, täiesti erinevad lõpptulemused, ja selgitusel pole kaaluga üksi midagi tegemist. Iga vedelikku sukeldatud ese surub osa sellest vedelikust teele ja vedelik lükkab tagasi ülespoole suunatud jõuga, mis on täpselt võrdne kõrvaldatud vedeliku raskusega — seose avastas üle kaks tuhat aastat tagasi Archimedes ja mida õpetatakse muutumatul kujul tänaseni kui üht füüsika vanimaid kvantitatiivseid seadusi. Kas see üleslükkejõud jätkub eseme kandmiseks, sõltub mitte ainult selle kaalust, vaid kujust: laeva kere kõrvaldab oma kaalu kohta tohutu veemahu, samas kui ühtlane münt kõrvaldab väga vähe.