piątek, 26 czerwca 2015

Nudny wpis o fizyce (sorry, znowu Niemcy)


Na szczęście udało mi się odciąć od obserwowania w mediach tzw „polityki” w naszym grajdole. Poprosiłem żonę żeby dała znać jakby przypadkiem były wcześniejsze wybory. Wchodzę też od czasu do czasu na stronę Batorego w oczekiwaniu analizy liczenia głosów w wyborach samorządowych w 2014 ( http://www.batory.org.pl/aktualnosci/wybory_samorzadowe_pod_lupa_ekspertow ).
Gdzieś na szwajcarskiej stronie mignął mi obrazek jakby wycofanej i odcinającej się Kopacz wśród innych mężów stanu z grupy Wyszehradzkiej, kwestionujących przymusowe kwoty emigracyjne.

W związku z tym tu i ówdzie pojawia się trochę czasu na rzeczy poważne. Czyli na od lat frapującą mnie sprawę – jak działa magnes. I przy okazji jak działają inne siły przyciągania. Im coraz bardziej się w to wgłębiam tym bardziej mam wrażenie, że nikt tego nie wie.

Delikatnie dał mi to do zrozumienia fizyk z Fermilabu ( znane, owszem znane: https://pl.wikipedia.org/wiki/Fermilab) Kurt Riesselmann który w odpowiedzi na pytanie internauty stwierdził że cząsteczka przyciąga inną na zasadzie bumerangu: http://www.fnal.gov/pub/science/inquiring/questions/charged_particle.html czyli pokrótce mówiąc wali tą drugą od tyłu oddziaływaniem i wtedy nadaje jej ruch do siebie...

Rozsądniejsi fizycy, dbający o swoją karierę tłumaczą to w wiele bardziej pokrętny sposób, zabijając laika wzorami, zwodząc go w labirynt bozonów czy cofając oddziaływania w czasie na diagramach Feynmana.

W poszukiwaniu punktu zaczepienia utknąłem na tym jakim sposobem Planckowi wyszło że niezgodność obliczeń fizyki klasycznej z rezultatami badań nad promieniowaniem ciała doskonale czarnego dowodzi tego że energia emitowana jest w kwantach. Już ponad 100 lat świat nauki potwierdza że tak jest ale nie mogę zrozumieć jak na to wpadł. Nawet wykłady kolesi z MIT , dostępne na youtube, mi w tym nie pomogły. Więc cały czas szukam.


Otóż Planck, co często jest cytowane w źródłach, wpadł na pomysł kwantów „w akcie desperacji”.
Desperacja wynikała stąd że niedawno utworzone Cesarstwo Niemieckie żądało na siłę wyników aby prześcignąć Brytyjczyków i Amerykanów. I udało się :-)

No cóż, aby dać odpór takim konspiracyjnym teoriom nadal będę poszukiwał odpowiedzi jak mu te kwanty wyszły z rozumowania. A potem postaram dowiedzieć się jak działa ten cholerny magnes czy inna grawitacja. Już nawet mam plan. Postawię piwo studentom pod uniwersytetem. Może któryś coś wie.

Update: Studenci już nie potrzebni.  Moja niemoc zrozumienia okazała się uzasadniona :-). Okazuje się że rzeczywiste uzasadnienie Plancka skąd on te kwanty wyciągnął jest " skomplikowane i trudne do streszczenia laikowi", a ogólnie rozpowszechniane wersje są nie do końca prawdziwie:

Many popular histories of physics, as well as a number of physics textbooks, present an incorrect version of the history of the ultraviolet catastrophe. In this version, the "catastrophe" was first noticed by Planck, who developed his formula in response. In fact Planck never concerned himself with this aspect of the problem, because he did not believe that the equipartition theorem was fundamental – his motivation for introducing "quanta" was entirely different. That Planck's proposal happened to provide a solution for it was realized only later, as stated above.[4] Though the true sequence of events has been known to historians for many decades, the historically incorrect version persists, in part because Planck's actual motivations for the proposal of the quantum are complicated and difficult to summarize for a lay audience.[5] (https://en.wikipedia.org/wiki/Ultraviolet_catastrophe#cite_note-5)

A historia z początkiem kwantów czyli jak to Planckowi przyszło do głowy i do czego mu było potrzebne, wyglądała jakoś tak:
http://www.math.lsa.umich.edu/~krasny/math156_article_planck.pdf
W skrócie. Planck zaczął być w końcu dopuszczać do siebie możliwość że materia składa się z atomów. A przynajmniej stwierdził że taki koncept, jakkolwiek bzdurny, może być przydatny do obliczeń. Pracował nad entropią i założył że drgająca materia składa się z oscylatorów (ot taki pomysł teoretyczny, bez związku z rzeczywistością, tylko do obliczeń - coś małego oscyluje i dzięki temu materia promieniuje, np. świeci) i podzielił energię całego ciała na całkowitą liczbę oscylatorów. Wyszło mu z tego równanie rozkładu promieniowania zgadzające się z wynikami pomiarów. I tadam, fizyka się skwantowała :-) (ale o tym świat fizyki i sam Planck zaczęli dowiadywać się parę lat później...)


Postmotto:
"Uczony, który nie potrafi wyjaśnić ośmioletniemu dziecku, nad czym obecnie pracuje jest szarlatanem"
(any scientist who couldn't explain to an eight-year-old what he was doing was a charlatan )

- Cat's Cradle - Kurt Vonnegut

Postmotto 2:









Brak komentarzy:

Prześlij komentarz