Fizika i savremeni svet — koliko fizike ima u tvom telefonu?

🎬 Video

📖 Pojmovi

Ekran koji oseća prst

Ispod stakla ekrana na dodir nalazi se mreža tankih providnih provodnika sa naelektrisanjem. Prst je provodnik, pa kad dodirne staklo, malo promeni raspored naelektrisanja na mestu dodira — i telefon izračuna gde ga je prst dodirnuo. Zato ekran ne reaguje na dodir kroz debelu vunenu rukavicu: vuna je izolator.

Kamera, baterija, zvučnik

U kameri telefona je sićušan sistem sočiva koji pravi realan, umanjen lik na senzoru — kao sočivo u oku na mrežnjači. Baterija je izvor elektromotorne sile koji hemijsku energiju pretvara u električnu. U zvučniku magnetno polje gura kalem kroz koji teče struja, a mikrofon radi obrnuto.

Mapa zna gde si

Sateliti za određivanje položaja (GPS i slični) kruže na oko 20 000 km visine i stalno šalju radio-signale sa tačnim vremenom. Telefon izmeri koliko je kasnio signal od svakog satelita, pomnoži to brzinom svetlosti i dobije udaljenost — iz udaljenosti od najmanje četiri satelita izračuna gde se nalazi. Satovi na satelitima moraju da se usklađuju po Ajnštajnovoj teoriji relativnosti; bez toga bi mapa za jedan dan pogrešila za više kilometara.

Internet kroz staklo

Veliki deo interneta putuje kroz optička vlakna — staklene niti tanke kao vlas kose. Svetlost u njima putuje odbijajući se od zidova totalnom refleksijom, pa uz pojačavače na putu stiže stotinama i hiljadama kilometara daleko. Ispod okeana leže takvi kablovi koji spajaju kontinente.

Zašto hemija treba fiziku

Kad gori šibica ili rđa ekser, veze između atoma se raskidaju i grade se nove, pa nastaju nove supstancije. Svaku takvu vezu prave elektroni iz omotača atoma i električne sile između njih — a to je fizika atoma koju smo upoznali. Isti fizički zakoni važe za sve što proučavaju i hemija, biologija i geologija; zato se fizika zove osnovna prirodna nauka.

Fizika u biologiji

Oblik molekula DNK, koji nosi nasledni zapis, otkriven je 1953. godine. Džejms Votson i Frensis Krik sastavili su model molekula pomoću snimaka rendgenskih zraka rasejanih na vlaknima DNK, koje je napravila Rozalind Frenklin. Nervi prenose poruke kao male električne signale, pa lekari snimaju električnu aktivnost srca (EKG) i mozga (EEG). Taj deo nauke zove se biofizika.

Fizika u bolnici

Magnetna rezonanca ime duguje jakom magnetnom polju u kome jezgra atoma vodonika u telu „odgovaraju“ na radio-talase — tako nastaju snimci mekih tkiva. Ultrazvuk šalje u telo zvuk previsok za naše uši i sluša odjeke; ne koristi jonizujuće zračenje, pa se njime posmatra beba pre rođenja. Rendgen koristi zrake koji lako prolaze kroz meko tkivo, a teže kroz kosti, a radioaktivni izotopi pomažu u snimanju i lečenju. Fizičari u bolnicama — medicinski fizičari — brinu da sve to radi tačno i bezbedno.

Boje zvezda

Svaki gas svetli svojim bojama — to smo videli kod svetlećih cevi. Kad svetlost daleke zvezde prođe kroz prizmu ili sličan uređaj, u njoj se pojave tragovi baš tih boja, pa naučnici iz njih čitaju od čega je zvezda napravljena: uglavnom od vodonika i helijuma, ali i od istih elemenata koji su na Zemlji i u nama. Sunce i druge zvezde svetle zahvaljujući fuziji. Nauka o tome je astrofizika.

Talasi kroz Zemlju

Niko nikad nije bio u središtu Zemlje, a znamo da je spoljašnje jezgro tečno. Kako? Talasi zemljotresa prolaze kroz celu planetu, i jedna vrsta tih talasa ne može da prođe kroz tečnost — pa seizmografi na suprotnoj strani Zemlje ostanu „u senci“. Fizikom Zemlje bavi se geofizika: ona pomaže i meteorolozima da iz pritiska, temperature i vlažnosti vazduha prave vremensku prognozu.

Matematika koja predviđa

Fizički zakoni se zapisuju formulama, a formule ponekad predvide ono što još niko nije video. Astronomi su primetili da se planeta Uran ne kreće baš kako bi trebalo po zakonu gravitacije. Iz razlike su izračunali gde mora da bude još jedna, nepoznata planeta — i 1846. godine je teleskop zaista našao Neptun, skoro tačno na izračunatom mestu.

Energija za budućnost

Fizika stoji iza svakog izvora energije: generatora u hidroelektranama i vetrogeneratorima, solarnih ćelija koje svetlost direktno pretvaraju u električnu energiju, nuklearnih reaktora i istraživanja fuzije. LED sijalice, za čiji su plavi svetleći deo fizičari 2014. godine dobili Nobelovu nagradu, troše nekoliko puta manje struje od starih. Što bolje razumemo fiziku, to pametnije trošimo energiju.

Šta znaš posle tri godine fizike

Od 6. do 8. razreda upoznao si ili upoznala kretanje i sile, pritisak, rad i energiju, toplotu, oscilacije, zvuk i svetlost, elektricitet, magnetizam i atom. To su temelji na kojima rade inženjeri, lekari, meteorolozi i programeri. Najvažnije što fizika uči ipak nije nijedna formula, nego način razmišljanja: posmatraj, pitaj „zašto“, izmeri i proveri.

❓ Pitanja

✏️ Rešeni zadaci

📝 Test

Pročitaj zadatak i izaberi tačan odgovor. Računa se šta pogodiš iz prvog pokušaja.