פורטל:פיזיקה

מתוך המכלול, האנציקלופדיה היהודית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש

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.

ז'וזף לואי לגראנז', מתמטיקאי ואסטרונום איטלקי שחי מאוחר יותר בצרפת ובפרוסיה. פטרונו של לגראנז' משך עשרים שנה היה פרידריך השני, שכינה אותו "גדול המתמטיקאים באירופה". על-שמו של לגראנז' נקראים משפט הערך הממוצע של לגראנז' בחשבון אינפיניטסימלי ומשפט לגראנז' בתורת החבורות. היה מחלוצי המכניקה האנליטית כאשר פיתח פורמליזם חזק ואלגנטי יותר לחוקי ניוטון המתבסס על חשבון וריאציות אשר פיתח יחד עם לאונרד אוילר.

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.

ברקים בדנוור, בירת קולורדו שבארצות הברית.
ברקים בדנוור, בירת קולורדו שבארצות הברית.

ברקים בדנוור, בירת קולורדו שבארצות הברית. הברק הוא תופעה אקלימית שבמהלכה נפרק חשמל סטטי הנמצא בעננים. הברק נראה כפרץ אור עז, ויחד איתו נוצר הרעם, המגיע אלינו זמן מה לאחר הברק, כתוצאה מההפרש הגדול שבין מהירות האור למהירות הקול.

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

ספר היום:

דויד רואל, על מקריות וכאוס, תרגם יכין אונא, הוצאת מאגנס, תשס"ב.

הספר מציג לקורא שלל רעיונות של הפיזיקה המודרנית: כאוס, תורת הקוונטים, מכניקה סטטיסטית, אנטרופיה ועוד. בהקדמה לספר כתב המחבר:

חוקי הפיזיקה הם דטרמיניסטיים. כיצד אפוא מתגנבת המקריות לתיאורו של היקום? מתברר שהדבר קורה בדרכים שונות. נראה גם שישנן מגבלות חמורות באפשרות לחזות את העתיד. בתיאור ההיבטים השונים של המקריות ושל המצבים שאינם ניתנים לצפייה מראש, אציג בעיקר רעיונות מדעיים מקובלים (או לפחות כאלה שניתן לקבלם), ישנים וחדשים. בפרט ארחיב מעט ברעיונות החדשים אודות הכאוס.

שני עצמים משמשים למדידת אותו גודל פיזיקלי. באחד המון חלקים זעירים נעים, ובאחר - חלק נייח יחיד. במה מדובר?

וילהלם רנטגן
וילהלם רנטגן

הפיזיקאי הגרמני וילהלם רנטגן גילה ב-1895 את קרינת הרנטגן (קרני X) במקרה, בעת שערך ניסוי בשפופרת קתודית אטומה והבחין כי לוח שהיה מונח בקרבת השפופרת החל לזהור בחשכה. התגלית חוללה מהפכה בעולם הפיזיקה והרפואה, וזיכתה את רנטגן בפרס נובל הראשון לפיזיקה ובתהילת עולם. פרדריק סמית, פיזיקאי מאוניברסיטת אוקספורד, החמיץ את התגלית ואת התהילה; שנה קודם לגילויו של רנטגן, ב-1894, סמית שם לב לכך שלוחות צילום שהונחו בקרבת שפופרות קתודיות נטו להתערפל, אולם במקום לחקור את התופעה, הוא פשוט הורה להעביר את לוחות הצילום למקום אחר.

לקטעי "הידעת?" נוספים

מבעד לעדשה - מבט על תחום נבחר
פיזיקה סטטיסטית (או מכניקה סטטיסטית) היא תחום בפיזיקה, המנתח את התנהגותן של מערכות פיזיקליות בכלים מתמטיים שלתורת ההסתברות. הפיזיקה הסטטיסטית, בניגוד לתחומים פיזיקליים אחרים (כמו, למשל, מכניקה קלאסית), איננה שואפת לתאר את מצבה המדויק של מערכת פיזיקלית נתונה אלא את הערכים הממוצעים (או המסתברים ביותר) בהן היא יכולה להימצא. מניתוח ההתנהגות הממוצעת של כל חלקיקי במערכת, יכולה הפיזיקה הסטטיסטית להגדיר הפיזיקה ולנתח מאפיינים של המערכת הגדולה, מאפיינים כגון לחץ, נפח, טמפרטורה ואנטרופיה. בכך הפיזיקה הסטטיסטית מניחה את הבסיס המיקרוסקופי לתורת התרמודינמיקה.
תאוריות מרכזיות
משולחנו של חוקר - מבט על תורה נבחרת

תורת המיתרים היא תורה פיזקלית המניחה את קיומם של "מיתרים" - אובייקטים פיזיקליים זעירים ביותר בעלי מימד המרכיבים את כל החלקיקים ביקום. מיתרים אלה יכולים להיות "סגורים" משני קצתוותיהם או להית "פתוחים" כך שצורתם ואופי התנודות שלהם מגדירים את ההבדל בין החלקיקים השונים.
תורה זו באה לגשר על הפערים הקיימים בין תורת היחסות לבין תורת השדות הקוונטית ואף על פי שכיום לא ידועה דרך לאמתה נחרצות באופן ניסויי, היא נחשבת ל"מועמדת מובילה" לתפקיד התאוריה המאוחדת הגדולה. פורטל:פיזיקה/תורות פיזיקליות/14033686

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
פורטל המתמטיקה פורטל הכימיה פורטל מדעי החלל פורטל הגאולוגיה פורטל הטכנולוגיה

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!