Zjawiska fizyczne





Miraż



Miraż jest to zjawisko optyczne obserwowane w atmosferze ziemskiej, polegające na powstawaniu obrazów przedmiotów oddalonych od obserwatora i w normalnych warunkach niewidocznych. Słońce rozgrzewa dużą powierzchnię podłoża (np. piasku na pustyni, asfaltowej szosy). Powietrze sąsiadujące bezpośrednio z tą powierzchnią ma wyższą temperaturę i mniejszą gęstość. Różnice temperatury na różnych wysokościach powodują, że biegnące promienie świetlne ulegają refrakcji. Oznacza to, iż warstwa niejednorodnie nagrzanego powietrza przylegająca do gorącej powierzchni, stanowi dla światła zwierciadło. W związku z tym obserwator musi czasami skierować wzrok ku dołowi, by zobaczyć szczyt palmy. Dlatego wygląda ona, jakby była odwrócona do góry nogami. Natomiast światło pochodzące z nieba może wyglądać jak zbiorniki z wodą znajdujące się na ziemi. Do najbardziej znanego zjawiska typu miraż należy fatamorgana. Nazwa ta początkowo nadawana była tylko mirażom pojawiającym się w Cieśninie Mesyńskiej, potem także mirażom nad innymi wodami.

Historia atomu


A wszystko zaczęło się od przypadku. Historia notuje niespodziewane odkrycia naukowe. Dzieje się tak, gdy przy bardzo skrupulatnych badaniach odkrywa się nowe, zaskakujące zjawiska. Tym wielkim szczęściarzem odkrywcą był francuski uczony Henri Becquerel. Przypadkowo umieścił próbki soli uranu na kliszy fotograficznej, przygotowanej do badań nad związkami pomiędzy promieniami X a luminescencją wykazywaną przez sole uranu po naświetleniu ich promieniami słonecznymi. Zauważył, że kawałek rudy uranowej położony na opakowanej w papier kliszy fotograficznej powoduje jej zaczernienie bez naświetlania światłem dziennym. Odkrycie Becquerela w 1896 roku zapoczątkowało rozwój nowej dziedziny fizyki - nauki o promieniotwórczości. Wkrótce Maria Skłodowska-Curie zainteresowała się zjawiskiem promieniotwórczości i rozpoczęła badania nad aktywnością promieniowania rozmaitych substancji. Interesowały ją minerały występujące w przyrodzie, a szczególnie rudy uranu. Wraz z mężem Piotrem Curie wyodrębnili z rud uranu dwa nowe pierwiastki polon i rad i ogłosili ich istnienie w 1898 r. Tak rozpoczął się nowy rozdział w dziejach fizyki. Odkrycie promieniotwórczości przyspieszyło badania struktury atomu. Po odkryciu zjawiska promieniotwórczości w 1897 roku Joseph John Thomson stwierdził, że atom nie jest kresem podzielności materii i wykrył jedną z jego części składowych - elektron. Jednocześnie Thomson przedstawił swoją wizję budowy atomu jako dodatnio naładowanej kuli z poruszającymi się w niej elektronami. Model ten został nazwany "Ciastem z rodzynkami". Dzięki Jego pracom poznano własności elektronu. Bardzo szybko uczeni przekonali się, że to nie koniec zmagań z atomem. W 1911 roku Rutherford rozwikłał zagadkę, jaką było słynne doświadczenie przeprowadzone przez Geigera i Marsdena. Rozpraszali oni cząstki alfa na bardzo cienkiej foli ze złota. Prawie wszystkie cząstki przechodziły przez folię, ale około jedna na dziesięć tysięcy była odbijana do tyłu. Było to tym dziwniejsze, że cząstki alfa są kilka tysięcy razy cięższe niż elektrony. W swoich rozważaniach przyjmowali błędny model budowy atomu według Thomsona, dlatego wyniki doświadczenia były dla Geigera i Marsdena nieoczekiwane. Rutherford rozważył wszechstronnie rezultaty doświadczeń i zaproponował nowy model budowy atomu. Według niego cały dodatni ładunek i prawie cała masa atomu o średnicy rzędu 10- 10 m są skupione w małym jądrze o średnicy 10-14 m znajdującym się w środku. Ponadto twierdził, że elektrony krążą wokół jądra po orbitach . Pozostawał jeszcze mały problem do rozwikłania. Krążące elektrony powinny wypromieniowywać energię, co mogło doprowadzić po pewnym czasie do jej utraty i opadnięcia na jądro. Już w 1900 roku Max Planck odrzucił przekonanie ,że energia wysyłana jest w sposób ciągły i wprowadził pojęcie kwantu energii. Była to niezwykła i bardzo śmiała teoria. Planetarny model Rutherforda Bohr uzupełnił pewnymi postulatatami: elektrony w atomach mogą mieć tylko pewne ściśle określone wartości energii, nie mogą też wypromieniowywać energii w sposób ciągły. Emitują lub pochłaniają energię w postaci kwantu jedynie podczas przeskoku z jednego stanu energetycznego do drugiego. Na podstawie obu modeli ustalono,że podstawowymi składnikami jądra atomowego są protony. Dodatni ładunek protonów jest zobojętniany przez elektrony. Ciągle jednak zastanawiano się, jak to się dzieje, że obok siebie mogą isnieć w jądrze protony o dodatnim ładunku, nie odpychając się elektrostatycznie. Przewidywano istnienie innych cząstek, ale dopiero w 1932 roku istnienie tych dodatkowych cząstek (neutronów) eksperymentalnie potwierdził angielski fizyk, James Chadwick. Nadeszła era energetyki jądrowej.
powrót