120 likes | 408 Views
FIZIKA 1. Predavanja iz fizike & auditorne vježbe II. Fizički praktikum (Laboratorijske vježbe). PREDAVANJA iz FIZIKE. T emelje se na stvarnim pokusima ( eksperimentalna metoda na predavanjima) i višoj matematičkoj analizi , pogotovo za moderne tehničke fakultete.
E N D
FIZIKA 1 • Predavanja iz fizike & auditorne vježbe II.Fizički praktikum (Laboratorijske vježbe)
PREDAVANJA iz FIZIKE Temelje se na stvarnim pokusima (eksperimentalna metoda na predavanjima) i višoj matematičkoj analizi, pogotovo za moderne tehničke fakultete. Studij fizike ima tako nužnoegzaktni karakter, koji se ne može nadomjestiti samoučenjem! LITERATURA: 1.T. Petković, FIZIKA 1 PREDAVANJA IZ MEHANIKE i MEHANIKE TEKUĆINA, Skripta dopunjeno izdanje, ak. god. 2013./2014., FER, Zagreb 2014. 2.T.Petković, UVOD U ZNANOST O TOPLINI I TERMODINAMICI, Element, Zagreb, 1997.
POJAM I RAZVOJFIZIKE FIZIKA(grčki φύσις = fýsisPRIRODA) je izvorno proučavala sve prirodne pojave. Fizika istražuje neživu Prirodu (materiju). Pod materijom poimamo tvar ili masu (čestice s masom mirovanja, odnosno tijela i sitna tijela s masomm) i energiju (polja, čestice koje prenose sile ili djelovanja). Discipline klasične fizike su: MEHANIKA (Gibanje) S MEHANIKOM TEKUĆINA,TERMODINAMIKA (Toplina),OPTIKA (Svjetlo),AKUSTIKA (Zvuk),ZNANOST O ELEKTRICITETU I ELEKTROMAGNETIZAM (2. polovica 19. stoljeća). U 20. i 21. stoljeću razvija se moderna fizika koja obuhvaća teoriju relativnosti, kvantnu mehaniku, nuklearnu fiziku i fiziku elementarnih čestica, kvantnu gravitaciju.
METODE FIZIKE 1. Eksperimentalne metode fizike Promatranje je pasivna metoda: Opažač (fizičar) čeka da se prirodna pojava dogodi, naprimjer promatranja u astronomiji, Newtonova jabuka,… itd., do suvremenih podzemnih pokusa opažanja neutrina. Temelj eksperimentalne metode jest znanstveni pokus! U traganjima za odgovorima na najdublja (najteža) pitanja, fizika gradi velike akceleratore, podzemne laboratorije ili satelite (LHCCERN, Superkamiokande, satelit Planck). LHC je “najveća svjetiljka” u povijesti (osvjetljava1018 m) HEP-a . 2. Teorijske metode fizike Temelj teorijskih metoda jest matematika (Newton)! Teorijske metode su matematičke ili računalne metode (tehnološka percepcija i obrada podataka, simulacija) koje dovode do fizičkih zakona, teorija, modela, hipoteza, raznih paradoksa, …, sve do misaonih eksperimenata. Zakoni fizike se moraju provjeravati eksperimentalno!
FIZIKALNE VELIČINE, MJERE I MJERENJA Temeljna jednadžba mjerenja ima oblik: A = AA A - vrijednost fizikalne veličine, A - mjerni broj, A - mjerna jedinica. Fizikalna veličina jest umnožak mjernog broja i mjerne jedinice. Fizikalne veličine suimenovani brojevi! Primjer elektrona: Masa elektrona u vrhunskoj točnosti iznosi 9,1093897 x 10–31 kg.Kao fizikalnu veličinu koja ima mjerni broj i mjernu jedinicu, valja je napisati u obliku: m0 = 9,1094·10–31kg m0 = 9,1094·10–31 – mjerni broj, m0 = kg – mjera ili mjerna jedinica
Kilogram Kilogram je mjera za masu m = kg! U sklopu Metarske konvencije 1875.godine napravljene su kopije od slitine 90 % platine i 10 % iridija. Na prvoj CGPM1889. zaključeno je da se jedna od tih kopija pohrani u BIPM u Sèvresu kraj Pariza i definira kao međunarodni etalon kilograma. Ta definicija se do dana današnjeg nije promijenila: Definicija: 1 kg jest masa međunarodnog prototipa kilograma od 90 % Pt i 10 % Ir što se čuva u BIPM u Sèvresu kod Pariza.
Slika lijevo: pariški kilogram (1875, Pariz).CIPM – ova redefinicija “kg” u okviru projekta AVOGADRO: definicija pomoću NA i mase m silicijeve sfere (slika desno)
Novi etalon kilograma– SILICIJSKA KUGLA (Silicon sphere) ? Masa 1 kg, promjer = 93,6 mm (monokristalna silicijeva kugla) Relativna mjerna nesigurnost:108 Metoda umjeravanja: interferometrija kugle Fizeauovim interferometrom. PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig: www.ptb.de) Međunarodni metrološki instituti žele definirati novu jedinicu za masu novi kilogram, na temelju atomskih masa: silicija 28Si (ili bizmuta 209Bi). Točnost (preciznost) ovisi o točnome određivanju Avogadrovog broja NA. Razvoj i umjeravanje novog etalona se temelji na gustoći i konstantama kristalne rešetke obogaćenog kristala silicija 28Si (ili bizmuta 209Bi).
Metar Metar je mjera za duljinu = m! Na 17. zasjedanju CGPM1983. godine uvedena je nova definicija metra preko brzine svjetlosti c kao temeljne prirodne konstante koja istu vrijednost ima u svim sustavima (Einsteinov postulat iz 1905.). Definicija: 1 m jest udaljenost koju svjetlost prijeđe u vakuumu za vrijeme od jednog 299 792 458 – og dijela sekunde. Brzina svjetlost c u vakuumu je, per definitionem, točna – bez mjerne nesigurnosti: c = 299 792 458 m/s
Sekunda Definicija: 1 sekunda jest trajanje 9 192 631 770 perioda zračenja koje nastaje iz hiperfinog atomskog prijelaza u atomu 13355Cs (atomski sat). 4 n = 9 192 631 770 Hz F 1 1 v = T = sekundi T v 3 • Na XIII zasjedanju CGPM 1967. godine, sekunda je definirana pomoću Cezijevog atomskog sata:
Dodatak: Što je vrijeme? R.P. Feynmanov pristup: “Time is what happens when nothing else does.” Sir Isaac Newtonov pristup (Principia): “Apsolutno, istinsko i matematičko vrijeme, po sebi i iz svoje vlastite naravi, teče jednoliko bez odnosa spram bilo čega izvanjskoga, a drugim se imenom zove trajanje.” V. Lopašićev pristup: Vrijeme/trajanje motrimo i mjerimo točnim periodičkim gibanjima. Na primjer, u gibanju metronoma – “muzičkog” fizičkog njihala!