Mācies fiziku
Īsi jēdzienu raksti ar saitēm, lai idejas izmēģinātu interaktīvās simulācijās.
Jēdzienu raksti
Izsviesta ķermeņa kustība izskaidrota
Kad tu met bumbu, iesper futbolbumbu gaisā vai izšauj lodi, iegūtais ceļš ir viena no vispazīstamākajām formām fizikā: parabola. Izsviesta ķermeņa kustības analīze to sadala divās pilnīgi neatkarīgās daļās — pastāvīgā horizontālajā ātrumā un vertikālajā ātrumā, ko gravitācija pastāvīgi paātrina uz leju. Ne viena, ne otra daļa neko nezina par otru; to izskatīšana atsevišķi un rezultātu atkal apvienošana ir tas, kas ļauj precīzi paredzēt, cik tālu ķermenis lidos, cik ilgi tas paliks gaisā un cik augstu uzrāpīsies, izmantojot neko vairāk par pamata kinemātiku.
Oma likums un līdzstrāvas ķēdes
Katra ķēde, ko tu uzbūvē — no vienkārša kabatas lukturīša līdz tālruņa lādētājam — paklausa tam pašam pamatnoteikumam, kas savieno trīs lielumus: cik stipri baterija grūž (spriegums), cik daudz lādiņa rezultātā plūst (strāva) un cik stipri komponenti ceļā pretojas šai plūsmai (pretestība). Oma likums, V = IR, tos visus saista ar proporcionalitāti, kas ir tik vienkārša, ka ķēdes uzvedību var prognozēt ar vienkāršu aritmētiku, un tas ir pamatā katrai turpmākajai ķēžu analīzes metodei — no secīgiem un paralēliem tīkliem līdz maiņstrāvas ķēdēm reālajā elektronikā.
Fotoefekts
Pavirzi gaismu uz metāla virsmu, un pie pareiziem nosacījumiem tā izsviedīs elektronus — spītīgi dīvains rezultāts, kad klasiskā fizika mēģināja to izskaidrot. Deviņpadsmitā gadsimta viļņu teorija paredzēja, ka blāvāka gaisma tomēr izsviedīs elektronus, tikai lēnāk, ja dotu pietiekami daudz laika enerģijas uzkrāšanai. Īstie eksperimenti parādīja pretējo: zem asas robežfrekvences ne intensitāte, ne gaidīšana neražo nevienu vienīgu elektronu, turpretī pat vārākā gaisma virs šīs frekvences izsviež elektronus uzreiz. Einšteina 1905. gada skaidrojums — ka gaisma pati pienāk diskrētās enerģijas paketēs, vēlāk sauktās par fotoniem — atrisināja mīklu un kļuva par vienu no kvantu mehānikas pamatrezultātiem, par ko viņš saņēma 1921. gada Nobela prēmiju fizikā.
Stāvvilnis uz stīgas
Parausti ģitāras stīgu, pūt pāri pudeles kakliņam vai sakratīgi lēcammu virvi tieši īstajā ātrumā, un redzēsi to pašu parādību: divi viļņi, kas ceļo pretējos virzienos pa to pašu vidi, interferē un rada rakstu, kas šķietami stāv uz vietas, nevis ceļo. Tas notiek vienmēr, kad vilnis atstarojas no fiksēta vai brīva gala un pārklājas ar savu atspulgu — pie vairuma frekvenču rezultāts ir nekārtīgs juceklis, bet pie noteiktām rezonanses frekvencēm interference ieslēdzas tīrā, stacionārā punktu rakstā, kas nekad nekustas (mezgli), un punktos, kas šūpojas starp maksimālo novirzi (blīzumi). Gandrīz katrs mūzikas instruments — no stīgu līdz pūšaminstrumentiem un bungādām — balstās tieši uz šo uzvedību, lai radītu stabils skaņas augstumu.
Arhimēda spēks un likums
Masīvs tērauda kravas kuģis peld, bet maza tērauda monēta grimst — tas pats materiāls, krasi atšķirīgi iznākumi, un skaidrojumam ar svaru vien nav nekā kopīga. Jebkurš šķidrumā iegremdēts ķermenis izspiež daļu šķidruma ceļā, un šķidrums atspiež atpakaļ ar augšupvērstu spēku, kas ir tieši vienāds ar izspiestā šķidruma svaru — sakarību, ko pirms vairāk nekā diviem tūkstošiem gadu atklāja Arhimēds un kas joprojām tiek mācīta, nemainīta, kā viens no vecākajiem kvantitatīvajiem fizikas likumiem. Vai šis augšupvērstais grūdiens pietiek, lai noturētu ķermeni, atkarīgs ne tikai no tā svara, bet arī no formas: kuģa korpuss pret savu svaru izspiež milzīgu ūdens tilpumu, savukārt masīva monēta izspiež ļoti maz.