Ένα κβάντο μαγνητικής ροής
Για να παραστήσουμε ένα μαγνητικό πεδίο χρησιμοποιούμε τις (νοητές) μαγνητικές δυναμικές γραμμές, οι οποίες μας δείχνουν την μορφή του μαγνητικού πεδίου που εμφανίζεται γύρω από τους μαγνήτες ή τα ηλεκτρικά ρεύματα.
Ένα χρήσιμο μέγεθος στον ηλεκτρομαγνητισμό είναι η μαγνητική ροή Φ. Μας δείχνει "πόσο μαγνητικό πεδίο περνάει μέσα από μια επιφάνεια". Στο παραπάνω σχήμα η μαγνητική ροή εξαρτάται από την ένταση του μαγνητικού πεδίου B και το εμβαδόν της επιφάνειας S: Φ=Β•S. Mπορεί να πεί κανείς ότι εκφράζει τον αριθμό των δυναμικών γραμμών που διασχίζει την επιφάνεια. Όσο πιο πυκνές είναι οι γραμμές ή όσο πιο μεγάλη είναι η επιφάνεια S, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η μαγνητική ροή Φ.
Ένα από τα εντυπωσιακότερα ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα προκαλείται εξαιτίας της μεταβολής της μαγνητικής ροής. Όταν η μαγνητική ροή που διασχίζει ένα κλειστό κύκλωμα μεταβάλλεται, τότε σύμφωνα με το νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday, δημιουργείται ηλεκτρικό ρεύμα.
Το φαινόμενο αυτό γίνεται ακόμα πιο εντυπωσιακό αν πραγματοποιηθεί με έναν κυκλικό υπεραγωγό. Οι υπεραγωγοί έχουν την εντυπωσιακή ιδιότητα, όταν βρίσκονται κάτω από μια συγκεκριμένη χαμηλή θερμοκρασία, το ηλεκτρικό ρεύμα να ρέει στο εσωτερικό τους χωρίς καμμία αντίσταση! Έτσι, αν με κάποιο τρόπο μεταβάλλουμε στιγμιαία την μαγνητική ροή που διασχίζει κάποιον υπεραγώγιμο δακτύλιο, τότε σύμφωνα με το νόμο του Faraday δημιουργείται ένα κυκλικό ηλεκτρικό ρεύμα.
Επειδή στον υπεραγωγό δεν υπάρχει ωμική αντίσταση, το ρεύμα αυτό παραμένει επ’ άπειρον. Και δημιουργεί ένα μόνιμο μαγνητικό πεδίο γύρω από τον δακτύλιο. Θα περίμενε κανείς ότι η μαγνητική ροή που διασχίζει την επιφάνεια του κυκλικού υπεραγωγού να μπορεί να πάρει μια οποιαδήποτε τιμή. Δηλαδή, να μεταβάλλεται με συνεχή τρόπο. Κι όμως. Αποδεικνύεται ότι το ηλεκτρικό ρεύμα στον υπεραγωγό ρυθμίζεται "αυτόματα" έτσι ώστε η μαγνητική ροή στον δακτύλιο να παίρνει τιμές που είναι ακέραια πολλαπλάσια ενός κβάντου μαγνητικής ροής: $ \Phi_{0} = \dfrac{h}{2e}=2,07 \times 10^{-15} \,\, Weber $. Δηλαδή η μαγνητική ροή είναι κβαντωμένη.
Μια κβαντομηχανική σήραγγα στα χέρια μας
Το Νόμπελ Φυσικής του 2025 απονεμήθηκε στους John Clarke, Michel Devoret και στον «ελληνοαμερικανό» :) John Martinis για την ανακάλυψη του φαινομένου της κβαντικής σήραγγας και της κβάντωσης ενέργειας σε ένα μακροσκοπικό (υπεραγώγιμο) ηλεκτρικό κύκλωμα. Το βραβείο σχετίζεται σίγουρα με το γεγονός ότι φέτος γιορτάζονται τα 100 χρόνια της κβαντομηχανικής.
πατήστε εδώ για να διαβάσετε περισσότερα
Βραβείο Νόμπελ Φυσικής 2025
πατήστε εδώ για να διαβάσετε περισσότερα
Υπάρχουν νετρίνα με αρνητική μάζα;
Τα νετρίνα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα στοιχειώδη σωματίδια και το γεγονός ότι διαθέτουν μικρή μεν, αλλά όχι μηδενική μάζα, αποτελεί την μοναδική αναμφισβήτητη ρωγμή του Καθιερωμένου Πρότυπου των στοιχειωδών σωματιδίων, σύμφωνα με το οποίο τα νετρίνα έχουν μηδενική μάζα. Προσφάτως, εμφανίστηκαν κάποιες δημοσιεύσεις που αναφέρονται σε αρνητικές μάζες νετρίνων! Τι σημαίνει αυτό;
πατήστε εδώ για να διαβάσετε περισσότερα
Ο μεγαλύτερος φυσικός που παραμένει σχεδόν άγνωστος
Ποιός είναι ο μεγαλύτερος όλων των φυσικών; Υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να σκεφτήκατε τον Ισαάκ Νεύτωνα ή τον Άλμπερτ Αϊνστάιν. Και δικαίως. Ο Νεύτωνας είναι αναμφισβήτητα ο πατέρας της φυσικής και του λογισμού, ενώ το πρόσωπο του Αϊνστάιν είναι ουσιαστικά συνώνυμο με τη λέξη φυσικός. Αν συγκεκριμενοποιήσουμε λίγο την ερώτηση, μπορούμε να ρωτήσουμε: ποιός ήταν ο μεγαλύτερος Αμερικανός φυσικός όλων των εποχών; Και όταν λέμε Αμερικανός εννοούμε γεννημένος και μεγαλωμένος στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Δεν είναι ο Feynman, όπως θα περίμεναν οι περισσότεροι, αλλά ο Gibbs!
πατήστε εδώ για να διαβάσετε περισσότερα
Μπορούμε να πιούμε τους δακτύλιους του Κρόνου;
Πίνεται το νερό που προέρχεται από τους παγωμένους δακτυλίους του Κρόνου; Ναι, αλλά με κάποιες προϋποθέσεις …
Πρόκειται για μια φαινομενικά εύκολη ερώτηση, αλλά δεν είναι και τόσο απλή. Οι δακτύλιοι του Κρόνου παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά από τον Γαλιλαίο το 1610, χωρίς όμως να καταλάβει τι ήταν αυτό που έβλεπε με το χαμηλής διακριτικής ικανότητας τηλεσκόπιό του. Τους αποκαλούσε «αυτιά» του Κρόνου.
πατήστε εδώ για να διαβάσετε περισσότερα
Το σύμπαν μέσα σε έναν σωλήνα
● Σύμφωνα με τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, το σύμπαν μας ήταν κάποτε πολύ θερμό, πολύ πυκνό, πολύ ομοιόμορφο, αλλά και πάρα πολύ μικρό. Έκτοτε, διαστέλλεται, ψύχεται και συνεχίζει να εξελίσσεται.
● Οι πιο συνηθισμένες οπτικές απεικονίσεις της ιστορίας του σύμπαντος δείχνουν την Μεγάλη Έκρηξη σαν έναν αναπτυσσόμενο σωλήνα προς μια κατεύθυνση, έχοντας ξεκινήσει με κάποιου είδους συμβάν, σαν «ανάφλεξη».
● Εννοείται πως η Μεγάλη Έκρηξη δεν είναι σωλήνας, αλλά ένα γεγονός που συνέβη παντού ταυτόχρονα, πυροδοτώντας τη γέννηση του σύμπαντος όπως εμείς το ξέρουμε.
πατήστε εδώ για να διαβάσετε περισσότερα
Το πρώτο μόριο που σχηματίστηκε στο σύμπαν
Αν πάμε πίσω στο χρόνο, στα πρώτα δευτερόλεπτα μετά την Μεγάλη Έκρηξη, το μόνο που υπήρχε ήταν πρωτόνια, ηλεκτρόνια, πρωτόνια, φωτόνια και άλλα σωματίδια. Αυτό το νεαρό και θερμό σύμπαν καθώς ψυχόταν διαστελλόμενο, απέκτησε την κατάλληλη πυκνότητα και θερμοκρασία (109K) ώστε να πραγματοποιούνται πυρηνικές αντιδράσεις μεταξύ πρωτονίων και νετρονίων. Στο χρονικό διάστημα, από τα πρώτα δευτερόλεπτα μέχρι τα 20 πρώτα λεπτά της ζωής του σύμπαντος, διαμέσου διαδοχικών πυρηνικών αντιδράσεων σχηματίστηκαν οι πρώτοι πυρήνες. Στο τέλος αυτής της διαδικασίας που ονομάζεται αρχέγονη πυρηνοσύνθεση, το σύμπαν περιείχε 92% Υδρογόνο (1Η), 8% Ήλιο (4He) , 0,00000001% Λίθιο 7Li και σχετικά ελάχιστες ποσότητες ελαφρών πυρήνων Ηλίου-3( 3He), Λιθίου-6 (6Li), Δευτερίου ( 2Η ), Βηρυλλίου (9Βe) και Βορίου (10Β, 11Β)....
πατήστε εδώ για να διαβάσετε περισσότερα
Φυσική Θερινής Νυκτός
Δέκα από τα μεγαλύτερα Παράδοξα και άλυτα Προβλήματα της Φυσικής που μπορούν να προκαλέσουν ατέρμονες συζητήσεις, ειδικά στις θερμές καλοκαιρινές νύχτες, όταν δεν μας κολλάει ο ύπνος:... πατήστε εδώ για να διαβάσετε περισσότερα
Το Πείραμα του Εμπεδοκλή
Πριν από 2500 χρόνια, οι περισσότεροι άνθρωποι θεωρούσαν ότι φυσώντας με το στόμα τους δημιουργούσαν τον αέρα, και νόμιζαν ότι ο άνεμος ήταν η ανάσα των θεών. Η ιδέα του αέρα ως στατικού αλλά αόρατου υλικού που γεμίζει τον χώρο, τους ήταν αδιανόητη. Το πείραμα με τον «κλέφτη νερού», του φυσικού φιλοσόφου Εμπεδοκλή, ήταν το πρώτο καταγεγραμμένο πείραμα που αποδείκνυε ότι ο αέρας υπήρχε ακόμη και απουσία ανέμου, ότι αυτός ο αέρας καταλάμβανε χώρο και μπορούσε επιπλέον να ασκήσει δύναμη από μόνος του...
πατήστε εδώ για να διαβάσετε περισσότερα
Ένα πρόβλημα φυσικής για την παραλία
Ένας κατακόρυφος αγώνας ανόδου-καθόδου, με ή χωρίς αντίσταση του αέρα
Πετάμε μια μπάλα κατακόρυφα προς τα πάνω και η μπάλα επιστρέφει στο σημείο εκτόξευσης. Αν Τ είναι ο συνολικός χρόνος κίνησης όταν δεν υπάρχει αντίσταση του αέρα και Τ' ο αντίστοιχος χρόνος όταν υπάρχει αντίσταση του αέρα ανάλογη της ταχύτητας (F=-bυ), τότε ισχύει:
(α) Τ<Τ' (β) Τ =Τ' (γ) Τ>Τ'
Απάντηση:
Σε ποιό ύψος αρχίζει το διάστημα;
Ποιό είναι το όριο μεταξύ ατμόσφαιρας και διαστήματος; Το μέχρι τώρα όριο των 100 χιλιομέτρων από την επιφάνεια της Γης θα πρέπει πιθανώς να προσαρμοστεί στα 80 χιλιόμετρα.
Ζούμε στην επιφάνεια της Γης, θωρακισμένοι από το κενό του διαστήματος με μια κουβέρτα αέρα. Γνωρίζουμε όμως ότι όσο ψηλότερα ανεβαίνουμε, η ατμόσφαιρα του πλανήτη μας γίνεται όλο και αραιότερη. Επομένως είναι λογικό ότι σε κάποιο υψόμετρο, ο αέρας να γίνεται τόσο αραιός που στην ουσία η ατμόσφαιρα τελειώνει και αρχίζει το διάστημα.
Σε ποιό υψόμετρο λοιπόν αρχίζει το διάστημα;
Αυτό εξαρτάται από το τι εννοούμε με τον όρο "διάστημα", ένας όρος που είναι τρομερά δύσκολο να οριστεί. Προς το παρόν, η γενικά αποδεκτή γραμμή οριοθέτησης είναι τα 100 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της Γης, αλλά αυτή η τιμή δεν έχει καθοριστεί με αυστηρό μαθηματικό ή φυσικό τρόπο. Επιπλέον, όταν εφαρμόζεται η αυστηρότητα, τότε η οριοθέτηση του διαστήματος στο ύψος των 80 χιλιιομέτρων είναι αναμφισβήτητα μια καλύτερη τιμή για τις περισσότερες χρήσεις.
Εγγραφή σε:
Σχόλια (Atom)