פורטל:פיזיקה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

רענון הפורטל כיצד אוכל לעזור?    

פיזיקה (מהמילה היוונית φυσικός) היא חקר הטבע, במובן הרחב ביותר. פיזיקאים חוקרים את התנהגות החומר והאנרגיה, ואת השפעתם על היקום הסובב אותנו. תאוריות פיזיקליות מתוארות לרוב על ידי משוואות מתמטיות. לתאוריות מבוססות היטב ניתן להתייחס כאל "חוק פיזיקלי", אך כמו כל תאוריה מדעית, ייתכן שהן תשתנינה כתוצאה מתצפיות חדשות, ניסויים או תאוריות מוכללות יותר.

מקס קרל לודוויג פלאנק היה פיזיקאי גרמני שהסברו לספקטרום הקרינה של "גוף שחור" היה הצעד הראשון בפיתוח מכניקת הקוונטים. בשנת 1899 הוא גילה קבוע חדש, קבוע פלאנק, המשמש לצורך ביצוע חישובים רבים, למשל – אנרגיה של פוטון. בהמשך אותה שנה, הוא תיאר את יחידות פלאנק למדידות המתבססות על קבועים פיזיקליים. שנה לאחר מכן, הוא תיאר את החוק לקרינת חום, שנקרא מאז חוק פלאנק לקרינת גוף שחור. חוק זה הפך לבסיסה של מכניקת הקוונטים, שהופיעה עשר שנים מאוחר יותר תוך שיתוף פעולה עם נילס בוהר ועם אלברט איינשטיין.

והפעם — ניסוי מחשבתי מרתק!
חי או מת? אולי שניהם?

הֶחתול של שרדינגר הוא ניסוי מחשבתי ציורי בעל אופי פרדוקסלי בתורת הקוונטים, אותו הגה ארווין שרדינגר, מיוצריה של תורה זו. את הרעיון העלה שרדינגר כדי להמחיש את הבעייתיות של פרשנות קופנהגן בבואנו לעבור מהמערכות המיקרוסקופיות אל אלו המקרוסקופיות. תורת הקוונטים מאפשרת מצב של סופרפוזיציה עבור מערכות זעירות, בעלות גודל של אטום אחד או כמה אטומים. בסופרפוזיציה ייתכנו כמה מצבים של המערכת יחד. הצירוף של המצבים קובע את ההסתברות לקבל תוצאות מסוימות בעת מדידה שנעשית על המערכת.

שרדינגר הציע לדמיין חתול שנמצא בקופסה אטומה. בקופסה בקופסה יש צנצנת ציאניד, שהוא חומר רעיל, ופטיש שמעל הצנצנת, שיכול להשתחרר מקשירתו ולשבור את הצנצנת רק בעזרת ההסבר הבא. רגע השחרור נקבע על ידי תהליך רדיואקטיבי שבו שולטים חוקי תורת הקוונטים, והתהליך הוא אטום רדיואקטיבי שנמצא בסופרפוזיציה. אם האטום התפרק בביקוע גרעיני, אז יש גלאי שיודע את זה ואז הוא משחרר את הפטיש, הפטיש שובר את צנצנת הציאניד, והחתול מת. אם האטום לא התפרק, הפטיש לא שובר את צנצנת הציאניד והחתול לא מת. מכיוון שהאטום נמצא בסופרפוזיציה, האטום גם מתפרק וגם לא מתפרק באותו זמן. לפיכך הגלאי מרגיש ולא מרגיש שהאטום התפרק, הפטיש גם נופל וגם לא נופל, צנצנת הציאניד גם מתנפצת וגם לא מתנפצת, והחתול גם חי וגם מת באותו זמן.

ליזה מייטנר ואוטו האן במעבדה ב-1913.
ליזה מייטנר ואוטו האן במעבדה ב-1913.

ליזה מייטנר ואוטו האן במעבדה ב-1913. ליזה מייטנר, הפיזיקאית שעל שמה קרוי היסוד הכימי מייטנריום, נמלטה מגרמניה עקב מוצאה היהודי. ב-1944 זכה אוטו האן בפרס נובל לכימיה על גילוי תהליך הביקוע הגרעיני, תגלית שאותה הוא חלק עם מייטנר. יש הסבורים שמייטנר לא קיבלה פרס נובל בעקבות כך שהשופט בוועדה, מאנה סיגבאן, שנא נשים מדעניות.

בחלון זה מופיעה תצוגה מתחלפת של ספרי פיזיקה שנועדו להנגשת הפיזיקה לציבור הרחב.

ספר היום:

מיצ'יו קאקו, על-מרחב – אודיסיאה מדעית ביקומים מקבילים, בעיוותי זמן ובממד העשירי, הד ארצי הוצאה לאור, תרגום: עמנואל לוטם, 1998.

מיצ'יו קאקו, פיזיקאי בסיטי קולג' של ניו יורק מציג בספר זה את תחומי מחקרו: עולם בעל יותר משלושה ממדים, חורים שחורים, תורת העל-מיתר, חורי תולעת, יקומים מקבילים ועוד.

גיבורי ספרו של ז'ול ורן, "מסע אל בטן האדמה", יוצאים למסע אל מרכז כדור הארץ. מה קורה למשקלם ככל שהם מתקרבים למרכז כדור הארץ (בהנחה שגופם אינו משתנה במהלך המסע), האם הוא עולה, יורד או נותר ללא שינוי?


הגלקסיות הרחוקות ביותר שצולמו על ידי טלסקופ החלל האבל. בתמונה נמנו כ-12,000 גלקסיות
הגלקסיות הרחוקות ביותר שצולמו על ידי טלסקופ החלל האבל. בתמונה נמנו כ-12,000 גלקסיות

על פי ההשערה הרווחת, בעוד עשרות מיליארדי שנים, היקום יהפוך למקום שומם וקר. האנרגיה האפלה, המשפיעה על מבנה היקום והתפשטות היקום בדיוק באופן שבו משפיע הקבוע הקוסמולוגי של אלברט איינשטיין, תאיץ את התפשטות היקום והגלקסיות ימשיכו להתרחק זו מזו. במקביל, ננסים אדומים יתקררו, כוכבים בערך בגודל השמש יהפכו לננסים לבנים ואחר כך לננסים שחורים, וכוכבים בעלי מסה גדולה מ-8 מסות שמש יעברו סופרנובה ויהפכו לכוכבי נייטרונים או לחורים שחורים. אולם כדור הארץ והחיים שעליו יושמדו קודם לכן – בעוד כ-5 מיליארד שנים תהפוך השמש לענק אדום ותבלע את כוכבי הלכת הפנימיים.

לקטעי "הידעת?" נוספים

מבעד לעדשה – מבט על תחום נבחר
מערכת תרמודינמית טיפוסית בה מתקיימת המרה של אנרגיית חום לעבודה.

תרמודינמיקה הוא ענף בפיזיקה העוסק בחקר האנרגיה, בצורותיה השונות ובדרכים בהן היא מומרת לסוגי אנרגיה אחרות ולעבודה. התרמודינמיקה מנסה להבין ולנתח את התמורות והאנרגיות ה'נסתרות' בחומר, כגון חוֹם ואנטרופיה, תמורות אשר אי אפשר להבחין בהן או למדוד אותן בעזרת התצפיות המקרוסקופיות.
התורה מציגה ארבעה חוקים הידועים כ"שלושת חוקי התרמודינמיקה" אליהם מתווסף החוק הבסיסי המכונה חוק האפס של התרמודינמיקה ומנתחת את המערכות בהן היא עוסקת בעיקר עזרת משוואות מצב, מודלים שונים וחוקי האנרגיה.
בעזרת נתונים מעטים וכלים פשוטים, מעניק ענף זה של הפיזיקה יכולת ניתוח מרשימה למערכות בהן הוא עוסק.

תאוריות מרכזיות
משולחנו של חוקר – מבט על תורה נבחרת

היתוך קר הוא מונח המתאר תהליך תאורטי של היתוך גרעיני המתקיים ומפיק אנרגיה בטמפרטורת החדר. תהליך כזה, לו היה אפשרי, יכול היה להוות מקור אנרגיה זול וזמין. למרות שהוכרז בעבר מספר פעמים על הצלחה במימוש תהליכי היתוך קר, כל הניסיונות לחזור על הניסויים נכשלו. בין הפיזיקאים מוסכם שאין כל תהליך ידוע של היתוך קר, וככל הנראה, תהליך כזה כלל לא ייתכן.

ערכי ליבה
פיזיקאים פיזיקאיםזוכי פרס נובל לפיזיקה
חלקיקים חלקיקים אלמנטרייםחלקיקים מרוכביםחלקיקים חזוייםרשימת החלקיקים המלאה
כוחות היסוד כוח הכבידההכוח האלקטרומגנטיהכוח הגרעיני החלשהכוח הגרעיני החזקהכוח האלקטרו-חלש
יחידות מידה יחידות מידהיחידות מידה למסה ולמשקליחידות מידה לאורךיחידות מידה למהירותיחידות מידה לזמןיחידות מידה לשטחיחידות מידה לנפחיחידות מידה לאנרגיהיחידות מידה לטמפרטורהמערכת היחידות הבינלאומית
תחומים משיקים אלקטרוניקהאסטרונומיהביופיזיקהגיאופיזיקההיסטוריה של הפיזיקההנדסהכימיהכימיה פיזיקליתננוטכנולוגיהפיזיקה מתמטיתפיזיקה רפואית

רוצים לעזור? הנה כמה משימות שבהן אתם יכולים לתרום:
  • כאן אפשר למצוא ערימה של קצרמרים בתחום הפיזיקה שרק מחכים שירחיבו אותם.
  • מה שווה דף ערכים מבוקשים אם לא מתייחסים אליו?
  • הציעו "תמונה נבחרת" או קטעים חדשים כ"סוגיה נבחרת". תמונות נבחרות וסוגיות נבחרות מוצגות דרך קבע בעמוד הראשי של הפורטל.
  • מסגרות התוכן של הפורטל צריכות את עזרתכם! ישנם עוד תחומים, תאוריות, אישים ונושאים מעניינים רבים עליהם ניתן לכתוב!

מצאו ערכים לשיפור בנושא פיזיקה: לשכתובלעריכהלהשלמהקצרמריםחדשיםדורשי מקורלפישוט

בלי תמונה (יש לגלול את המסך כלפי מטה)