भौतिकशास्त्र शिका
संकल्पना-लेखांच्या दुव्यांसह थोटके लेख — कल्पना संवादी सिम्युलेशनमध्ये वापरून पहा.
संकल्पना-लेख
प्रक्षेप्य गती स्पष्ट केलेली
तुम्ही चेंडू भिरकावता, फुटबॉल हवेत मारता किंवा तोफेचा गोळा सोडता, तेव्हा तयार होणारा मार्ग हा भौतिकशास्त्रातील सर्वात सहज ओळखण्यायोग्य आकारांपैकी एक आहे: परवलय. प्रक्षेप्य गती ही समजून घेण्यासाठी वस्तूच्या गतीचे दोन पूर्णपणे स्वतंत्र तुकडे केले जातात — स्थिर क्षैतिज वेग, आणि गुरुत्वाने खाली सातत्याने प्रवेग घेणारा उभा वेग. एक तुकड्याला दुसऱ्याची माहिती नसते; दोघांना वेगळे हाताळून निकाल पुन्हा एकत्र करणे, एवढ्यावरच प्रक्षेप्य किती दूर जईल, हवेत किती वेळ राहील आणि किती उंच चढेल हे नेमके भाकीत करता येते — फक्त मूलभूत चलनिकी वापरून.
ओहमचा नियम व DC मंडले
तुम्ही बांधलेले प्रत्येक मंडल — साध्या टॉर्चपासून फोन-चार्जरपर्यंत — तीन राशी जोडणाऱ्या त्याच मूलभूत नियमाला बांधील आहे: बॅटरी किती जोरात ढकलते (व्होल्टेज), त्यामुळे किती भार वाहतो (प्रवाह), आणि वाटेतील घटक त्या प्रवाहाला किती जोरात विरोध करतात (प्रतिरोध). ओहमचा नियम, V = IR, हे तीन अशा समप्रमाणतेने जोडतो की फक्त अंकगणिताने मंडलाचे वर्तन भाकीत करता येते — आणि तोच नियम मालिका-समांतर जाळ्यांपासून खऱ्या इलेक्ट्रॉनिक्सच्या AC मंडलांपर्यंत प्रत्येक पुढील प्रगत विश्लेषण-तंत्राचा पाया आहे.
प्रकाशविद्युत परिणाम
धातूच्या पृष्ठभागावर प्रकाश टाका आणि योग्य अटींत तो इलेक्ट्रॉन बाहेर फेकतो — शास्त्रीय भौतिकशास्त्राने स्पष्ट करायचा प्रयत्न केल्यावर जो परिणाम हट्टाने विचित्र राहिला तो. एकोणिसाव्या शतकाच्या तरंग-सिद्धांताने भाकीत केले होते की अंधुक प्रकाशानेही इलेक्ट्रॉन बाहेर पडतील, फक्त थोडे हळू — ऊर्जा जमा होण्यासाठी पुरेसा वेळ दिल्यास. प्रत्यक्ष प्रयोगांनी उलटे दाखवले: तीक्ष्ण कापण-वारंवारतेखाली कितीही तीव्रता किंवा थांबा दिला तरी एकही इलेक्ट्रॉन निघत नाही, तर त्या वारंवारतेच्या वर अत्यंत अंधुक प्रकाशही इलेक्ट्रॉन तत्काळ बाहेर फेकतो. आईनस्टाईनचे 1905 चे स्पष्टीकरण — प्रकाश स्वतः ऊर्जेच्या स्वतंत्र पुंजांत येतो, ज्यांना नंतर फोटॉन म्हणतात — हे कोडे सोडवले आणि क्वांटम यांत्रिकीचा एक संस्थापक निकाल बनले; त्यासाठी त्याला 1921 चे भौतिकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक मिळाले.
दोरीवरील स्थायी तरंग
गिटारची तार आखडा, बाटलीच्या तोंडावर फुंकर मारा, किंवा जंपिंग-दोरी नेमक्या योग्य वेगाने हलवा — तुम्हाला तीच घटना दिसेल: एकाच माध्यमात विरुद्ध दिशांनी जाणारे दोन तरंग व्यतिकृत होऊन असा आकार तयार करतात जो प्रवास करण्याऐवजी स्थिर उभा असल्यासारखा दिसतो. हे घडते जेव्हा तरंग अचल किंवा मोकळ्या टोकापासून परावर्तित होऊन स्वतःच्याच परावर्तनाशी अध्यारोपित होतो — बहुतेक वारंवारतांवर निकाल एक गोंधळलेला कोलाडा असतो, पण ठराविक अनुनादी वारंवारतांवर व्यतिकरण अशा स्वच्छ, स्थिर आकारात कुलूपबंद होते: कधीच हालत नाहीत ते बिंदू (स्थिरबिंदू) आणि कमाल स्थानांतरादरम्यान दोलायत राहणारे बिंदू (प्रस्पंद). तारांपासून वाद्यांपर्यंत आणि ढोलकाच्या पडद्यांपर्यंत, जवळजवळ प्रत्येक संगीत-वाद्यक नेमक्या याच वर्तनावर स्थिर सूर निर्माण करते.
उत्प्लावकता व आर्किमिडीजचे तत्त्व
जड स्टीलचे मालवाहू जहाज तरते पण लहान स्टीलचे नाणे बुडते — तीच सामग्री, पूर्णपणे वेगळे निकाल, आणि याचे स्पष्टीकरण फक्त वजनाशी नाही. द्रवात बुडलेली प्रत्येक वस्तू त्या द्रवाचा काही भाग हटवते, आणि द्रव परत इतक्याच वरून बलाने ढकलतो जितके वजन त्याने हटवले — हे नाते दोन हजार वर्षांहून अधिक काळापूर्वी आर्किमिडीजने शोधले आणि तेच, न बदलता, भौतिकशास्त्रातील सर्वात जुन्या परिमाणवाची नियमांपैकी एक म्हणून शिकवले जाते. ते वरचे ढकलणे वस्तूला धुवून ठेवण्यासाठी पुरेल की नाही हे फक्त तिच्या वजनावर नाही तर आकारावर अवलंबून आहे: जहाजाचे ढकल तिच्या वजनाच्या मानाने प्रचंड पाणी हटवते, तर घन नाणे फारच थोडे.