FIZIKA 1

1
FIZIKA 1

• Predavanja iz fizike
•  
• auditorne vježbe
• II. Fizicki praktikum
• (Laboratorijske vježbe)

2
PREDAVANJA iz FIZIKE

• ? Temelje se na stvarnim pokusima
  (eksperimentalna metoda na predavanjima) i višoj
  matematickoj analizi, pogotovo za moderne
  tehnicke fakultete.
• ? Studij fizike ima tako nužno egzaktni
  karakter, koji se ne može nadomjestiti
  samoucenjem!
• LITERATURA
• 1. T. Petkovic,   FIZIKA 1 ? PREDAVANJA IZ
  MEHANIKE i MEHANIKE TEKUCINA, Skripta ?
  dopunjeno izdanje, ak. god. 2013./2014., FER,
  Zagreb 2014.
• 2. T. Petkovic, UVOD U ZNANOST O TOPLINI I
  TERMODINAMICI, Element, Zagreb, 1997.

3
POJAM I RAZVOJ FIZIKE

• FIZIKA (grcki f?s?? fýsis ? PRIRODA)
• je izvorno proucavala sve prirodne pojave.
•  
• Fizika istražuje neživu Prirodu (materiju).
• Pod materijom poimamo tvar ili masu (cestice s
  masom mirovanja, odnosno tijela i sitna tijela s
  masom m) i energiju (polja, cestice koje prenose
  sile ili djelovanja).
•  Discipline klasicne fizike su MEHANIKA
  (Gibanje) S MEHANIKOM TEKUCINA, TERMODINAMIKA
  (Toplina), OPTIKA (Svjetlo), AKUSTIKA (Zvuk),
  ZNANOST O ELEKTRICITETU I ELEKTROMAGNETIZAM (2.
  polovica 19. stoljeca).
•  U 20. i 21. stoljecu razvija se moderna fizika
  koja obuhvaca teoriju relativnosti, kvantnu
  mehaniku, nuklearnu fiziku i fiziku elementarnih
  cestica, kvantnu gravitaciju.

4
METODE FIZIKE

• 1. Eksperimentalne metode fizike
•  
• Promatranje je pasivna metoda Opažac (fizicar)
  ceka da se prirodna pojava dogodi, na primjer
  promatranja u astronomiji, Newtonova jabuka,
  itd., do suvremenih podzemnih pokusa opažanja
  neutrina.
• Temelj eksperimentalne metode jest znanstveni
  pokus!
• U traganjima za odgovorima na najdublja
  (najteža) pitanja, fizika gradi velike
  akceleratore, podzemne laboratorije ili satelite
  (LHC ? CERN, Superkamiokande, satelit Planck).
  LHC je najveca svjetiljka u povijesti
  (osvjetljava 10?18 m) HEP-a .
•  
•  2. Teorijske metode fizike
•  
• Temelj teorijskih metoda jest matematika
  (Newton)!
• Teorijske metode su matematicke ili racunalne
  metode (tehnološka percepcija i obrada podataka,
  simulacija) koje dovode do fizickih zakona,
  teorija, modela, hipoteza, raznih paradoksa, ,
  sve do misaonih eksperimenata.
• Zakoni fizike se moraju provjeravati
  eksperimentalno!

5
FIZIKALNE VELICINE, MJERE I MJERENJA

• Temeljna jednadžba mjerenja ima oblik
•  A    ?A? ?  ?A?
• A - vrijednost fizikalne velicine,
• ?A? - mjerni broj,
• ?A? - mjerna jedinica.
• Fizikalna velicina jest umnožak mjernog broja i
  mjerne jedinice. Fizikalne velicine su imenovani
  brojevi!
•  
• Primjer elektrona Masa elektrona u vrhunskoj
  tocnosti iznosi 9,1093897 x 1031 kg. Kao
  fizikalnu velicinu koja ima mjerni broj i mjernu
  jedinicu, valja je napisati u obliku
• m0  ?9,10941031? ?kg?
•  
• ?m0? ?9,10941031? mjerni broj,
• ?m0? ?kg? mjera ili mjerna jedinica

6
(No Transcript)
7
Kilogram

• Kilogram je mjera za masu ?m? ?kg?!
• U sklopu Metarske konvencije 1875. godine
  napravljene su kopije od slitine 90 platine i
  10 iridija. Na prvoj CGPM 1889. zakljuceno je
  da se jedna od tih kopija pohrani u BIPM u
  Sèvresu kraj Pariza i definira kao medunarodni
  etalon kilograma. Ta definicija se do dana
  današnjeg nije promijenila 
•  
• Definicija 1 kg jest masa medunarodnog prototipa
  kilograma od 90 Pt i 10 Ir što se cuva u BIPM
  u Sèvresu kod Pariza.

8
Slika lijevo pariški kilogram (1875, Pariz).
CIPM ova redefinicija kg u okviru projekta
AVOGADRO definicija pomocu NA i mase m
silicijeve sfere (slika desno)
9
Novi etalon kilograma SILICIJSKA KUGLA (Silicon
sphere) ?

• Masa 1 kg, promjer 93,6 mm
• (monokristalna silicijeva kugla)
• Relativna mjerna nesigurnost 10?8
• Metoda umjeravanja interferometrija kugle
  Fizeauovim interferometrom.
• PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt,
  Braunschweig www.ptb.de)
• Medunarodni metrološki instituti žele definirati
  novu jedinicu za masu ? novi kilogram, na temelju
  atomskih masa silicija 28Si (ili bizmuta 209Bi).
  Tocnost (preciznost) ovisi o tocnome odredivanju
  Avogadrovog broja NA.
• Razvoj i umjeravanje novog etalona se temelji na
  gustoci i konstantama kristalne rešetke
  obogacenog kristala silicija 28Si (ili bizmuta
  209Bi).

10
Metar

• Metar je mjera za duljinu ??? ?m?!
• Na 17. zasjedanju CGPM 1983. godine uvedena je
  nova definicija metra preko brzine svjetlosti c
  kao temeljne prirodne konstante koja istu
  vrijednost ima u svim sustavima (Einsteinov
  postulat iz 1905.).
• Definicija 1 m jest udaljenost koju svjetlost
  prijede u vakuumu za vrijeme od jednog 299 792
  458 og dijela sekunde.
•  Brzina svjetlost c u vakuumu je, per
  definitionem, tocna bez mjerne nesigurnosti
•  c 299 792 458 m/s

11
Sekunda

• Na XIII zasjedanju CGPM 1967. godine, sekunda je
  definirana pomocu Cezijevog atomskog sata 

• Definicija 1 sekunda jest trajanje 9 192 631
  770 perioda zracenja koje nastaje iz hiperfinog
  atomskog prijelaza u atomu 13355Cs (atomski sat).

12
Dodatak Što je vrijeme?

• R.P. Feynmanov pristup Time is what happens
  when nothing else does.
• Sir Isaac Newtonov pristup (Principia)
  Apsolutno, istinsko i matematicko vrijeme, po
  sebi i iz svoje vlastite naravi, tece jednoliko
  bez odnosa spram bilo cega izvanjskoga, a drugim
  se imenom zove trajanje.
• V. Lopašicev pristup Vrijeme/trajanje motrimo i
  mjerimo tocnim periodickim gibanjima. Na primjer,
  u gibanju metronoma muzickog fizickog
  njihala!