Nauči se fizike
Kratki članki o konceptih s povezavami za preizkus idej v interaktivnih simulacijah.
Članki o konceptih
Met teles razložen
Ko vržeš žogo, brcneš nogometno žogo v zrak ali izstreliš top, je nastala pot ena najbolj prepoznavnih oblik v fiziki: parabola. Met telesa to analizira tako, da gibanje predmeta razcepi na dva popolnoma neodvisna dela — konstantno vodoravno hitrost in navpično hitrost, ki jo težnost enakomerno pospešuje navzdol. En del ne ve za drugega; obravnavanje posebej in nato ponovna združitev rezultatov omogoča natančno napoved, kako daleč bo izstrelek letel, kako dolgo ostane v zraku in kako visoko se povzpne — z ničemer več kot osnovno kinematiko.
Ohmov zakon in enosmerni krogi
Vsak krog, ki ga zgradiš — od preproste svetilke do polnilnika telefona — uboga isto osnovno pravilo, ki povezuje tri količine: kako močno baterija potiska (napetost), koliko naboja zato steče (tok) in kako močno komponente na poti temu toku nasprotujejo (upor). Ohmov zakon, V = IR, jih povezuje s sorazmernostjo, dovolj preprosto, da obnašanje kroga napoveš z navadnim računom, in leži pod vsako naprednejšo tehniko analize krogov, ki sledi — od zaporednih in vzporednih omrežij do krogov izmeničnega toka v pravi elektroniki.
Fotoelektrični pojav
Posveti svetlobo na kovinsko površino in ob pravih pogojih bo izvrgla elektrone — trmasto čuden rezultat, odkar ga je poskušala razložiti klasična fizika. Valovna teorija devetnajstega stoletja je napovedovala, da bi šibkejša svetloba morala elektrone vseeno izvreči, le počasneje, če bi imela dovolj časa za zbiranje energije. Pravi poskusi so pokazali nasprotno: pod ostro mejno frekvencno nobena količina jakosti ali čakanja ne proizvede niti enega elektrona, medtem ko najšibkejša svetloba nad to frekvenco elektrone izvrže takoj. Einsteinova razlaga iz leta 1905 — da svetloba sama prispe v diskretnih paketih energije, pozneje imenovanih fotoni — je uganko rešila in postala eden od ustanovnih rezultatov kvantne mehanike, za kar je leta 1921 prejel Nobelovo nagrado za fiziko.
Stoječi valovi na struni
Potegni kitarico struno, pihni čez odprtino steklenice ali tresi preskakovalko prav z gi hitrostjo in videl boš isti pojav: dva valova, ki potujeta v nasprotnih smereh po istem mediju, interferirata in ustvarita vzorec, ki se zdi, da stoji mirno, namesto da potuje. To se zgodi, kadar se val odbije s fiksnega ali prostega konca in se prekriva z lastnim odbojem — pri večini frekvenc je rezultat razmetana zmešnjava, pri določenih resonančnih frekvencah pa interferenca zaklene v čist, stacionaren vzorec točk, ki se nikoli ne premaknejo (vozlišča), in točk, ki se gibljejo med največjim odmikom (trebuhi). Skoraj vsak glasbeni inštrument, od strunskih prek pihal do bobnov, se za stabilno višino tona zanaša ravno na to obnašanje.
Vzgon in Arhimedov zakon
Velika jeklena tovorna ladja plava, majhna jeklena kovanica pa potone — isti material, divje različna izida, in razlaga nima nič opraviti s težo samo. Vsak predmet, potopljen v fluid, odmakne del tega fluida, fluid pa potisne nazaj navzgor s silo, ki je točno enaka teži razrešenega — zveza, odkrita pred več kot dvema tisoč letoma, ki jo je odkril Arhimed in se še danes poučuje ne spremenjena kot eden najstarejših kvantitativnih zakonov fizike. Ali je ta navzgornji potisk dovolj, da nosi predmet, ne izhaja iz teže same, ampak iz oblike: ladjski trup za svojo težo razreši ogromno prostornino vode, masivna kovanica pa zelo malo.