שלום לכם יש לי שאלה

[[TNT]]

שלום לכם יש לי שאלה

אני די בור בכל מה שקשור לפיזיקה מודרנית ורציתי להבין משהוא בקשר לתאורית החומר. האם אפשר להגיד שמסה היא למעשה אנרגיה? או אולי אנרגיה פוטנציאלית?

 

[ailag]

מסה ואנרגיה (כרגיל, תשובה ארוכה)

אפשר לתרגם מסה לאנרגיה. אפשר לחשוב על אנרגיה כמחולקת לשני סוגים: קינטית (ולכלול שם את כל הסוגים שלא יודעים לאן למיין) ופוטנציאלית (שזה המשלים לאנרגיה המלאה) (ההסבר כאן היה ממש כללי, ועכשיו כל הפיזיקאים ירדפו אחריי עם קלשונים ולפידים) המכניקה הניוטונית (הקלאסית) אומרת שבאמת, האנרגיה הקינטית + הפוטנציאלית במערכת סגורה נשמרות. מה שניוטון הניח (בטעות) זה שגם מסה נשמרת. האמת היא שיחד עם שתי האנרגיות האלה יש סוג שלישי של אנרגיה, נקרא לה אנרגיית המסה, והיא שווה ל mc². זה לא מפריע לנו כי ביום-יום היא לא משתנה, ולכן המכניקה הניוטונית לא זיהתה אותה. זו האנרגיה שבמסה. עכשיו, מה עושים איתה. אם אנחנו יכולים להוציא את האנרגיה שבמסה, כלומר למשל לקחת שני ק"ג והופ- להפוך אותם לק"ג אחד, המסה לא נשמרת אבל האנרגיה כן. פשוט הפכנו אנרגית מסה לאנרגיה קינטית (יהיה פיצוץ, או שהמסה תתחיל לזוז.. זה מה שפצצת אטום או השמש עושים, רק יותר מסובך) בשיעור יחסות גם פתרנו כל מיני שאלות כמו: שני פוטונים (אין לפוטון מסה אבל יש אנרגיה. פוטון = אור, בצורה פשוטה) עם אנרגיה E נפגשים, ונוצרים במקומם אלקטרון ופוזיטרון (אם תשאל, אסביר למה פוזיטרון). מהי האנרגיה הקינטית של החלקיקים החדשים? בשאלה הזאת, אנרגיה הפכה למסה. אגב, עוד משהו שאולי יעזור להבין: בשיעור יחסות, מטעמי נוחות התחלנו למדוד מסה ביחידות של אנרגיה (אלקטרון-וולט). המרצה הסביר לנו איך ק"ג מקביל לeV : הוא אמר שאנחנו יכולים ללכת לחנות ולבקש 0.511MeV אלקטרונים (שזו מסה של אלקטרון אחד). הוא אמר שאנחנו יכולים גם לבקש 0.7MeV אלקטרונים, אבל בגלל שאי אפשר לתת חצי אלקטרון, המוכר פשוט יזרוק אותו (ואז תהיה לו אנרגיה קינטית וביחד עם ה0.511 זה יצא 0.7) ויגיד לך לתפוס אותו, ואז יהיה לך 0.7MeV אלקטרונים

 

[[TNT]]

אחלה תודה על ההסבר

הצלחתי להבין פחות או יותר. יש לי רק בעיה קטנה קשה לי להבין מה זה פוטון אני מבין שזה החלקיק של האור אם כי למעשה הוא לא חלקיק מכיוון שאין לא מסה אבל יש לא אנרגיה אבל קשה לי להבין מאיפה בדיוק הוא בא ומה קורה לא כאשר אין אור

 

[ailag]

-=-=-

אני אחלק את התשובה לכמה "רמות הבנה". קודם כל, אפשר להתייחס לפוטון כאל "כמות אור קטנה", כמו שתיארתי בהודעה אחרת. הדרך הכי פשוטה לתפוס מה זה פוטון זה לחשוב עליו בתור פרץ של אנרגיה שנראה כמו גל. (אגב, כמות האנרגיה תלויה באורך הגל, אותו גם הסברתי בהודעה השניה. לא ראית אותה כי הרגע כתבתי אותה

) נעלה רמה: הזכרת "חלקיק" , אני הזכרתי "גל". לפוטון יש את התכונות של שניהם (תלוי בסיטואציה שהוא נמצא בה) אבל כשחושבים על פוטון שנע בריק ופוגע בדברים, הכי פשוט לחשוב עליו כחלקיק שנע קדימה, אבל נראה כמו גל אם מסתכלים טוב טוב. (אם מסבכים לו את הדרך הוא עלול להפסיק להתנהג כמו חלקיק, אבל זה כבר לא קשור למה שדיברנו עליו). נעלה רמה: הפוטון הוא בעצם שני שדות : חשמלי ומגנטי. כל אחד מתקדם כמו גל, ויש ביניהם התאמה (כשאחד מקסימלי השני אפס). לכן כשרוצים להבין מה הוא, אנחנו מדמיינים פשוט את אחד השדות בתור גל ומתעלמים מהשני כדי לא להתבלבל. (קצת אופטופיק אבל עוזר להבין שיטה ליצור פוטון: כידוע, המודל הבסיסי של האטום (שהוא לא נכון, אבל הוא מספיק טוב בשבילנו) מדבר על פרוטון שסביבו מסתובב אלקטרון ברדיוס סיבוב מסויים. לאלקטרון יש רק מספר קבוע של רדיוסים שמותר לו להיות בהם, וככל שהוא יותר רחוק יש לאטום כולו יותר אנרגיה פוטנציאלית, למורת רוחו של האטום. אטום תמיד רוצה שתהיה לו כמה שפחות אנרגיה פוטנציאלית, לכן הוא יכריח את האלקטרון להסתובב ברדיוס הכי קרוב ו"חסכוני". אם תעלה בכוח אלקטרון לרדיוס "לא חסכוני", האטום יוריד אותו לרדיוס "חסכוני". האנרגיה של הפוטון תרד. אבל אנרגיה לא נעלמת סתם כך .. האטום יפלוט פוטון. שכמו שאמרנו, אפשר לחשוב על פוטון בתור פרץ של אנרגיה. עוד דרך לייצר פוטונים: השמש שלנו לוקחת ארבעה אטומים של מימן ומתיכה אותם לאטום הליום (זה תהליך שממש קשה לנו לעשות..) המסה של האטום שנוצר קטנה מהמסה של האטומים שהרכיבו אותו. המסה ש"נעלמה" הפכה לאנרגיה (כי אפשר לתרגם מסה לאנרגיה, כמו שכתבתי קודם) - לפוטון. (בין השאר) לא הבנתי את פשר השאלה "מה קורה לו כאשר אין אור". פוטון הוא האור. אם אין פוטונים אין אור.. disclaimer: אני מעגלת כאן פינות, בגלל שיש דקויות שרק יפריעו להסבר. מתנצלת מראש.

 

[[TNT]]

למה הופך הפוטון

עם פוטון הוא אנרגיה מה קורה נגיד כשהאור נבלע על ידי חומר? הפוטן הופך למסה או שהוא נשאר פוטון?

 

[atheist22]

קורה בדיוק אותו התהליך

רק בכיוון ההפוך. הפוטון פוגע באלקטרון בתוך החומר ומעלה אותו לרמה יותר גבוהה. אז לפי צפיפות האלקטרונים במצב מעורר בתוך החומר ולפי צפיפות המצבים הפנויים ברמות אנרגיה יותר נמוכות נקבע זמן מחצית החיים של האלקטרון המעורר. במהלך זמן זה 50% מן האלקטרונים המעוררים ירדו לרמת אנרגיה יותר נמוכה. כאשר האלקטרון יורד ברמת האנרגיה, הוא יכול לפלוט פוטון או שהאנרגיה יכולה ללכת להגדלת קצב תנודת האטומים בתוך החומר(הגדלת הטמפרטורה). אפשר לראות את התופעה בחומרים פלוריסצנטיים. אלה חומרים שאם מאירים עליהם ושמים אותם בחושך, רואים שהחומר פולט אור. אלה פשוט חומרים בעלי זמן מחצית חיים ארוך של האלקטרונים המעוררים ושבהם אחוז האנרגיה שהולכת לפליטת אור(ולא להגדלת החום) הוא גבוה.

 

[[TNT]]

הבנתי תודה

לאט לאט אני מתחיל לקלוט דברים. אני תלמיד י"ב ואני עושה פרויקט על אטום הליום(בינתים) ככה שיש סיכוי שאני עוד יבקר פה בפורם מדי פעם ויהיו לי שאלות בגלל שבקושי לומדים פיזיקה מודרנית ככה שרוב הלמידה היא עצמית.

 

[2_be]

ברוך הבא דניאל../images/Emo140.gif

 

[Ekrembo]

קשור.

http://www.tapuz.co.il/tapuzforum/main/Viewmsg.asp?forum=592&msgid=22529336