FYZIKA.

Transkript

1 FYZIKA

2 First published 2008 by Kingfisher This revised adition published 2014 by Kingfisher Written by Dan Green Consultant: Dr. Mike Goldsmith Designed and created by Basher Cover design: Jane Tassie Text and design copyright Toucan Books Ltd., 2008 Based on an original concept by Toucan Books Ltd. Illustrations copyright Simon Basher, 2008 Translation copyright Michal Tenkrát, 2015 Vydalo nakladatelství Egmont ČR, s. r. o., Žirovnická 3124, Praha 10, v Praze roku MMXV jako svou publikaci Z anglického originálu Physics. Why Matter Matters! přeložil Michal Tenkrát Odpovědný redaktor Stanislav Wimmer Technická redaktorka Alena Mrázová Sazba Art D Grafický ateliér Černý, s. r. o. Tisk Finidr, s. r. o. První vydání. TS 14 ISBN

3 OBSAH Úvod 4 E(instein) = mc 2 6 Stará škola 8 Horké zboží 28 Neposedné vlny 42 Světelná rota 60 Atomova rodina 76 Jaderní hromotluci 96 Nabití mazlíčci 110 Rejstřík 124 Rejstřík pojmů 126

4 Fyzika Úvod Fyzika se zabývá studiem energie a hmoty a vztahů mezi nimi. Je považována za vědu základní, jejíž poznatky využívá celá řada vědních oborů. Vesmír toho ukrývá mnohem víc, než by se na první pohled mohlo zdát Podstatou fyziky, dřív nazývané silozpyt, je snaha se dozvědět, co (tedy jaké síly) pohání vesmír kupředu. Tento vědní obor vznikl, když se nějací nadmíru zvídaví lidé začali ptát, proč se kolem nás věci chovají tak, jak se chovají. Nic se od té doby v podstatě nezměnilo, jen jsme si uvědomili, že ve vesmíru existují celé světy mnohem větší a zároveň mnohem menší, než naše lidské smysly dokážou postřehnout. Fyzika se zprvu může zdát obtížná a příliš komplikovaná se svými vzorečky a teoriemi, ale tato kniha nechává stranou nudnou omáčku, aby ti představila hlavní hráče, kteří tahají za nitky v zákulisí. Seznámíš se s postavičkami z běžného života, jako je třeba Tření, které ti pomáhá zpomalit bicykl, nebo bleskurychlé Neutrinum, jež potkáváš častěji, než si myslíš. Je to elegantní skupina, plná blesků a jisker, která se nemůže dočkat, až ti na následujících stránkách přiblíží své životní osudy. 4

5

6 E(instein) = mc 2 Nejnepochopitelnější na našem vesmíru je to, že je pochopitelný. Albert Einstein ( ) Albert Einstein byl roztržitý profesor se šíleným účesem a ještě šílenějšími nápady, vědecká superstar, která svými teoriemi dobyla svět. Jeho revoluční myšlenky otočily celou fyziku (a všechny ostatní přírodní vědy) vzhůru nohama. Fyzika (tak jako tato kniha) je celá o hmotě a energii. Hmota je něco, co vidíme a cítíme, a energie je něco, co donutí hmotu něco dělat. Geniální Einstein jako první viděl, že energie i hmota jsou pouhý rub a líc té samé mince, a tak jednoduchou matematickou úvahou spojil tyto dvě strany fyziky. Jeho slavná rovnice, E = mc 2, říká, že energie (E) je rovna hmotnosti (m) krát rychlost světla na druhou, a popisuje tak, jak malinkaté množství hmoty může uvolnit obrovitánské množství energie. Aby toho nebylo málo, Albert Einstein měl také co říct k tomu, že čas a prostor jsou propojeny. Docela to ujde na člověka, kterého nikdy nebavila škola možná není ještě vše ztraceno ani pro nás! 6

7 E(instein) = mc 2 7

8 Kapitola 1 Stará škola Tato statná a radostná partička nám popisuje, jak se věci chovají a vzájemně na sebe působí v každodenním životě. Jsou to velcí a těžkopádní hromotluci, kteří se rádi toulají spolu. Ve Staré škole jde vždy o hmotu to, z čeho se vše skládá a o to, co se stane, když síly vstoupí do hry. Bez této skupiny bychom jen těžko mohli pochopit, jak věci ve vesmíru fungují. Sice je to skupinka poněkud postarší, ale nedá to na sobě nijak znát. Má elánu na rozdávání a ráda ti to připomíná, třeba když zakopneš a dáš si do nosu! 8

9 Hmotnost Tíha Hustota Rychlost Zrychlení Síla Setrvačnost Tření Gravitace

10 Hmotnost Stará škola Veličina, která udává, jaké množství hmoty je uvnitř daného předmětu. I když se změní gravitace, hmotnost zůstává totožná. Úzce propojená se setrvačností, ale vyjadřovaná v kilogramech (kg). Jako postavička, která věcem dodává masu, jsem solidní typ, na který je vždy spolehnutí. Jsem totiž množství matroše, z kterého je jakékoliv těleso na světě vyrobeno. Veškerá hmota, od nejtitěrnějšího atomku po tu nejohromnější hvězdu, má svoji hmotnost. Proto se také tak jmenuju! Ne všechno na světě má však svoji hmotnost: energie, fotony a gluony, nesoucí silné jaderné síly, jsou nehmotné. Váha (přesněji tíha) tělesa je síla, která na něj působí, a tak se může měnit. Já však nejsem ovlivňována kolegyní Gravitací, proto se nikdy neměním, ne jako proradná Tíha! Když se řekne hmotné těleso, nemusí to nutně znamenat, že je obrovské. Tělesa velké hustoty umí napěchovat velké množství mě do malého prostoru. Například čajová lžička neutronové hvězdy by obsahovala okolo 5 bilionů tun hmoty! Všechna hmotná tělesa na světě mají svou vlastní neodolatelnou gravitační sílu, která je přitahuje jedno k druhému, a věci, které mě mají velké množství, jsou velice přitažlivé! 10 Rok objevu: 1666 Objevitel: Isaac Newton Hmotnost Země: 5, kg Hmotnost zemských oceánů: 1, kg