physics

You are currently browsing the archive for the physics category.

Доплеров ефект

След като прочетох поста на iffi за научния хумор, си припомних един стар, но не много популярен полицейски анекдот.

Един джигит минал на червено и имал късмета да го спре полицай. Започнал да се оправдава, че виждал зелена светлина, когато преминавал през кръстовището. Полицаят помислил, почесал се малко и му написал акт за превишена скорост.

Тук изниква един интересен въпрос: Каква глоба е отнесъл джигитът?

Отговорът после, сега да видим откъде му е хрумнало на катаджията да пише акт за превишена скорост. Много просто — сетил се е за доплеровия ефект.

Read the rest of this entry »

Tags: ,

Лъч светлина

След като дадох идея кои са трите основни области в оптиката, мога да започна да разглеждам едно по едно по-важните и по-интересните явления. Започвам с геометрична оптика, защото тя позволява лесно и интуитивно да се въведат някои основни понятия. Повечето от това, което следва, е учено в училище. Тук само ще се спра на основните моменти, за да припомня на забравилите.

Скоростта на светлината

В празното пространство (вакуум) светлината се движи с постоянна скорост, която е еднаква във всички инерциални отправни системи. Това твърдение е било доказано благодарение на експеримента на Майкелсон и Морли и в последствие е залегнало в основата на специалната теория на относителността на Айнщайн. Повече за теорията на относителността има на достъпен български в блога за Вселената, аз няма да се спирам тук на нея, само ще спомена едно от най-важните нейни следствия. А именно, нито материята, нито информацията могат да се движат със скорост по-голяма от скоростта на светлината във вакуум (бележи се с c). Това е наистина бързо — за една секунда светлината изминава във вакуум 299 792 458 метра. Всъщност, от 1983 г. дефиницията за един метър е разстоянието, което светлината изминава във вакуум за 1/299 792 458 части от секундата.

Добре де, направих малко отклонение от темата. Причината беше да дам най-бегла представа за значението на тази константа (c) за физиката. Макар че съм почти сигурен, че не съм успял.

В евентуални бъдещи сметки няма да се тормозя с голяма точност и ще приемам скоростта на светлината за

\displaystyle c = 3\times10^8 m/s.

Току-що скъсих метъра с около 2 промила или с цели 0.2 mm. ;-)

Показател на пречупване

Досега ставаше въпрос за скоростта на светлината в празното пространство. В материалните среди (например въздух, вода, стъкло) скоростта на светлината е по-ниска:

\displaystyle v = \frac{c}{n},

където c е скоростта на светлината във вакуум, v е скоростта на светлината в материалната среда, а множителят n се нарича показател на пречуване на дадената среда. В различните среди, най-общо казано, светлината се разпространява с различна скорост и поради това показателят на пречупване е различен за различните среди. Разбира се, той е по-голям от единица, защото няма как светлината да се движи по-бързо в материална среда, отколкото във вакуум.

Но защо точно „показател на пречупване“?

Read the rest of this entry »

Tags: , , ,

Какво е оптика?

Много пъти започвах този пост така: „Светлината е“. И стигах до там. Светлината е… каква? Бърза? Могъща? Опасна? Красива? Жизнено необходима? Светлината със сигурност е всичко това и много повече. Всъщност правилният въпрос за физиката не е „каква“, а „какво“ е светлината. Интересуваме се от характеристиките и свойствата ѝ, както и от явленията, свързани с взаимодействието ѝ с веществото. Оптиката е тъкмо това — наука, имаща за цел да впримчи светлината в черупка, отговаряйки на тези въпроси.

В оптиката има три основни направления, определени от основните модели за разпространение на светлината:

  • Геометрична оптика — изучава светлината като геометрични лъчи
  • Вълнова оптика — изучава светлината като вълни
  • Квантова оптика — изучава светлината като частици

Може би тези модели биха изглеждали малко противоречащи си и взаимно изключващи се на човек, който не е внимавал в час по физика. Всъщност истината е, че те представят едно и също нещо — светлината — в различни приближения. Редът на подреждане не е случаен, той е от най-опростения (най-много неща се пренебрегват) към най-конкретния, освен това хронологичният ред на възникване е горе-долу същия.

Следва кратко описание на всеки модел.

Read the rest of this entry »

Tags: ,