Fizica povestita

Fizica povestita
Preț: 99,00 lei
Disponibilitate: în stoc la furnizor
ISBN: 978-973-50-4665-1
Editura:
Anul publicării: 2014
Pagini: 648

DESCRIERE

Fizica povestita - Cristian Presura
... universul îsi are legile lui, pe care oamenii de stiintă încearcă să le descopere. Ploaia, de exemplu, cade mereu de sus în jos si nu ne asteptăm să ne punem umbrela sub picioare atunci când iesim din casă. Există deci o lege a ploii, care ne spune că picăturile acesteia cad în jos. Fenomenul are loc mereu în acelasi fel, în mod natural. Observat, ia scoate în evidentă o ordine în univers, ordine relevată de stiintă prin experimente repetabile.
Să observăm că ordinea universului o „citim” în limbajul matematicii. Dacă avem două monede de cinci lei, stim că sunt în total zece lei. Dacă trenul pleacă din Bucuresti la o oră si stim cât de repede merge, putem prezice când ajunge la Râmnicu Vâlcea. Pozitia unei stele o măsurăm pe cer si o scriem în caiet cu ajutorul unor numere. Putem prezice unde se va află steaua peste două ore, dacă luăm în calcul rotatia boltei ceresti în jurul Pământului, adunând si înmultind numere.
Matematica stă la baza fizicii si a modului de percepere a universului. Fără să numărăm nu putem aborda problema ordinii universului, iar fără să învătăm să rezolvăm integrale nu vom rezolva ecuatiile fizicii. Matematica este limbajul naturii, asa cum s-a afirmat adeseori. Desigur, se prea poate ca această afirmat, ie să fie falsă si niste extraterestri să găsească un alt limbaj al naturii. La urma urmei misticii au altă părere, spunând că universul este înteles prin intuitie, iar poetii spun că universul ne „vorbeste” prin frumusetea naturii. În cartea de fată noi ne vom limita la limbajul matematicii pentru a descoperi tainele universului material.
CUPRINS:
1 începuturile astronomiei... 15 1. Limbajul naturii şi limitele sale... 15 2. Forma Pământului... 17 3. Dimensiunea Pământului... 18 4. Mişcarea Pământului în jurul propriei axe... 19 5. Avantajul practic al stelelor fixe... 20 6. Dimensiunea Lunii... 21 7. Distanţa de la Soare la Pământ... 22 8. Modelul lui Ptolemeu... 23 9. Sistemul lui Copernic... 24 10. Orbita eliptică a planetelor... 25 2 Fundamentele mecanicii clasice... 28 11. Căderea liberă a corpurilor... 28 12. Cele trei principii ale mecanicii... 30 13. Masa inerţială şi masa gravitaţională... 32 14. Atracţia gravitaţională... 33 15. Periodicitatea marcelor... 34 16. Mişcarea eliptică... 35 17. Modelarea numerică... 38 18. Măsurarea constantei gravitaţionale... 39 19. Despre energie şi limbajul fizicii... 40 20. Planete extrasolare... 42 3 Electricitatea şi magnetismul... 46 21. Electricitatea ca un joc... 46 22. Dopul de plută şi câmpul electric... 48 23. Broasca electrocutată şi apariţia bateriei... 50 24. Polii magnetici care nu pot fi separaţi... 51 25. Generarea câmpului magnetic de către sarcinile electrice... 52 26. Acţiunea câmpului magnetic asupra sarcinilor electrice în mişcare... 53 27. Millikan şi sarcina electronului... 55 28. Thomson şi raportul dintre sarcina electrică şi masa electronului... 56 29. Semnificaţia numărului lui Avogadro... 58 30. Electroliza. Masa şi dimensiunea unui atom... 60 31. Modelul planetar al atomului... 62 32. O scurtă enumerare a stărilor materiei... 65 4 Electromagnetism... 67 33. Câmpuri magnetice variabile în timp... 67 34. Câmpuri electrice variabile în timp... 68 35. Ecuaţiile lui Maxwell... 69 36. Undele electromagnetice... 71 37. Lumina este o undă electromagnetică... 73 38. Oscilaţiile undelor electromagnetice şi difracţia luminii... 75 39. Prima măsurătoare directă a oscilaţiei câmpului electric al luminii... 79 40. Metamateriale. Lentila perfectă. Invizibilitate... 80 41. Energia câmpului electromagnetic... 84 42. Transmisia energiei pentru câmpul electromagnetic... 85 43. Masa inerţială a câmpului electromagnetic... 87 44. Presiunea luminii Cum putem cântări lumina... 90 5 De la electromagnetism către o teorie a relativităţii... 93 45. Echivalenţa sistemelor de referinţă inerţiale... 93 46. Legile electromagnetismului şi sistemele inerţiale... 94 47. Câmpurile electrice şi magnetice în sisteme de referinţă inerţiale diferite... 96 48. Invarianta vitezei unei raze de lumină... 98 49. Independenţa vitezei luminii de viteza sursei care o emite... 100 50. Experimentul lui Michelson şi Morley... 101 5l. Aberaţia luminii stelare... 104 52. Dilatarea timpului... 105 53. Dilatarea timpului în electromagnetism, abordată clasic... 108 54. Universalitatea dilatării timpului... 110 55. Contracţia Lorentz a lungimilor... 111 6 Teoria relativităţii restrânse... 113 56. Postulatele lui Einstein... 113 57. Despre timpul şi spaţiul absolut... 114 58. Despre inexistenţa simultaneităţii absolute... 116 59. Paradoxul gemenilor... 117 60. Metrica spaţiului-timp. Intervalul relativist... 120 61. Formularea lui Minkovski pentru spaţiu-timp... 124 62. Transformările Lorentz şi principiul de reciprocitate... 127 63. Dependenţa masei inerţiale a unui corp de viteza sa... 130 64. De ce nici măcar informaţia nu poate depăşi viteza luminii... 132 65. Echivalenţa dintre masa inerţială şi energie... 133 7 Teoria relativităţii generale... 137 66. Teoria incompletă a gravitaţiei... 137 67. Principiul echivalenţei şi cheia înţelegerii relativităţii generale... 138 68. Geometria neeuclidiană exemplificată de suprafaţa sferei... 141 69. Harta unei suprafeţe curbe şi metrica sa... 143 70. Metrica spaţiului-timp curb. Analogia cu o sferă... 147 71. Mişcarea corpurilor şi traiectoria unei raze de lumină... 153 72. Metrica spaţiului-timp şi ecuaţia lui Einstein... 155 73. Teoria relativităţii generale, recapitulată în trei legi... 157 74. Aproximarea ecuaţiei lui Einstein... 159 75. Metrica Schwarzschild a spaţiului-timp din jurul unei stele... 160 76. Periheliul planetei Mercur... 167 77. Curbarea unei raze de lumină în câmpul gravitaţional... 170 78. Curbura spaţiului în apropierea stelelor masive. Lentile gravitaţionale... 172 79. Efectul Doppler şi deplasarea spre roşu a luminii în câmpuri gravitaţionale... 174 80. Dilatarea timpului în câmpuri gravitaţionale intense... 178 8 Implicaţiile teoriei relativităţii în astronomia modernă... 181 81. Sistemele de navigaţie GPS... 181 82. Detecţia indirectă a undelor gravitaţionale... 182 83. Sistemul LIGO de detecţie directă a undelor gravitaţionale... 184 84. O călătorie spre găurile negre... 185 85. Dovezi experimentale ale existenţei găurilor negre... 189 86. Radiaţia Hawking şi "găurile de vierme"... 192 87. Friedmarm şi expansiunea prezisă a universului... 194 88. Hubble şi expansiunea măsurată a universului... 197 89. Radiaţia cosmică de fond, sau cum s-a întunecat universul... 200 90. Materia întunecată şi rotaţia rapidă a galaxiilor... 203 91. Teoria dinamicii newtoniene modificate... 207 92. Energia întunecată şi expansiunea accelerată a universului... 209 9 Mecanica cuantică... 212 93. Radiaţia corpului negru... 212 94. Oscilatorul cuantic şi nivelurile discrete de energie... 214 95. De ce corpurile încălzite apar roşii şi nu albastre... 215 96. Efectul fotoelectric. Fotonii... 216 97. Emisia şi absorbţia luminii. Atomul de hidrogen... 219 98. Unda pilot a electronului şi rezonanţa ei în atom... 221 99. Unda de probabilitate a fotonului... 224 100. Unda de probabilitate a electronului în experimentele de interferenţă... 227 101. Caracteristicile undei de probabilitate a electronului... 230 102. Ecuaţia lui Schrodinger pentru evoluţia undei de probabilitate... 232 103. Cuantificarea oscilatorului armonic. Stări staţionare... 234 104. Efectul de tunelare cuantică... 237 105. Colapsul undei de probabilitate, sau misterul mecanicii cuantice... 239 106. Superpoziţia cuantică, statuia cuantică şi pisica lui Schrodinger... 242 107. Principiul de incertitudine al lui Heisenberg... 246 108. Spinul electronului... 249 109. Situaţia mai multor particule. Bosoni şi fermioni... 254 110. Postulatele mecanicii cuantice... 257 10 Aspecte moderne ale mecanicii cuantice... 261 111. Decoerenţa şi colapsul undei de probabilitate... 261 112. Creierul uman şi mecanica cuantică... 264 113. Ipoteza universurilor multiple... 268 114. Paradoxul măsurătorii fără interacţiune... 271 115. Laserul şi optica cuantică... 275 116. Calculatoare cuantice... 279 117. Teoria Bohm-de Broglie a undei pilot... 284 118. Caracterul non-local al mecanicii cuantice... 287 119. Paradoxul Einstein-Podolsky-Rosen şi verificarea lui experimentală... 288 120. Teleportarea cuantică... 295 121. Criptografia cuantică... 301 11 Principiul acţiunii minime şi teoriile clasice de câmp... 305 122. Formularea generală a principiului acţiunii minime... 305 123. Principiul lui Fermat... 307 124. Mecanica analitică. Lagrangeanul unui sistem mecanic... 309 125. Ecuaţiile Euler-Lagrange pentru un sistem mecanic... 313 126. Sisteme cuplate în mecanica analitică... 315 127. Teoriile clasice de câmp şi salteaua universului... 318 128. Potenţialele electrodinamice ale câmpului electromagnetic... 321 12 Teoria cuantică a câmpurilor... 329 129. Esenţa mecanicii cuantice... 329 130. Geneza particulelor în reprezentarea poziţiei... 332 131. Reprezentarea impulsului pentru un câmp lipsit de interacţiune... 339 132. Mişcarea relativistă a electronului... 342 133. Pozitronul şi confirmarea sa experimentală... 348 134. A doua cuantificare... 351 135. Interacţiunea dintre particule în reprezentarea poziţiei... 354 136. Unificarea câmpului electromagnetic şi al undei de probabilitate... 359 13 Electrodinamica cuantică în interpretarea lui Feynman... 364 137. Metoda lui Feynman pentru o particulă fără spin... 364 138. Metoda lui Feynman în teoria cuantică a câmpurilor... 371 139. De la câmpuri înapoi la particule... 374 140. Propagarea particulelor... 377 141. Vertexul interacţiunii dintre electroni şi fotoni... 382 142. Diagramele Feynman şi multiplele procese virtuale... 384 143. Particulele virtuale şi "supa cuantică"a universului... 390 14 Consecinţe ale electrodinamicii cuantice... 394 144. Antiparticulele şi călătoria înapoi în timp... 394 145. Diagramele Feynman în reprezentarea energie-impuls... 397 146. Problema infiniţilor din electrodinamica cuantică... 402 147. Renormarea electrodinamicii cuantice... 405 148. Deplasarea Lamb şi lungimea de undă Compton... 410 149. Momentul anomal al electronului... 413 150. Vidul cuantic şi forţa Casimir... 414 151. Efectul Schwinger şi energia de zero a vidului... 418 15 Fizica particulelor elementare... 423 152. Detectarea experimentală a noilor particule... 424 153. Acceleratoarele moderne de particule... 425 154. Despre particulele virtuale din acceleratoarele de particule... 427 155. Forţa nucleară tare... 430 156. Familiile de particule: leptoni, barioni şi mezoni... 432 157. Ordonarea mezonilor şi barionilor... 433 158. Quarcii şi aromele acestora... 436 159. Sistematizarea particulelor elementare... 438 160. Principiul de incertitudine energie-timp şi importanţa proceselor virtuale... 439 16 Cromodinamica cuantică... 444 161. Transformările de etalonare ale câmpului electromagnetic... 444 162. Experimentul Aharonov-Bohm şi potenţialele electrodinamice... 447 163. Principiul invariantei la transformarea de etalonare locală... 451 164. Culorile quarcilor... 456 165. Simetria SU(3) a quarcilor... 459 166. Gluonii coloraţi... 466 167. Forţa de culoare... 469 168. Quarcii liberi şi culoarea particulelor compuse... 471 17 Interacţiunea electroslabă... 474 169. Neutrinul, precursorul forţei nucleare slabe... 475 170. Bosonul W, mediatorul interacţiunilor nucleare slabe... 476 171. Chiralitatea neutrinului şi ruperea simetriei de chiralitate... 478 172. Interacţiunea nucleară slabă şi simetria SU(2) x U(l)... 481 173. Ideea de bază a mecanismului Higgs: asemănarea cu supraconductorii... 488 174. "Ingheţul" universului şi ruperea spontană de simetrie... 492 175. Unificarea electromagnetismului cu teoria interacţiunillor nucleare slabe... 501 176. Achiziţia de masă nenulă a electronului... 507 177. Quarcii şi interacţiunea slabă... 510 18 Cercetări actuale în fizica particulelor elementare... 512 178. Modelul standard al particulelor elementare... 513 179. O istorie foarte scurtă a universului... 514 180. Modelul inflaţionar al universului... 520 181. Inflaţia eternă, unde gravitaţionale şi universuri multiple... 525 182. Violarea simetriei dintre materie şi antimaterie şi a celei de sarcină-paritate... 530 183. Oscilaţiile neutrinilor şi masa lor nenulă... 533 184. Supersimetria particulelor elementare şi energia vidului... 537 185. Marea unificare a forţelor fundamentale şi energia Planck... 540 186. Descoperirea bosonului Higgs la acceleratorul Large Hadron Collider... 544 187. Găurile negre microscopice, un pericol pentru Pământ?... 547 188. Ce ne mai aşteptăm să găsim la LHC?... 551 19 Teoria corzilor relativiste... 553 189. Introducerea corzii relativiste şi un avertisment... 553 190. Istoria corzilor relativiste... 554 191. Ce este o coardă relativistă?... 558 192. Ecuaţia fundamentală de mişcare a corzii relativiste... 560 193. Interacţiunea dintre corzi, emisia şi absorbţia de particule... 564 194. Mişcarea clasică a corzii relativiste... 566 195. Cuantificarea vibraţiei corzii relativiste... 569 196. Universul corzii bosonice cu 26 de dimensiuni spaţio-temporale... 571 20 Teoria supercorzilor... 574 197. Supercoarda şi universul cu 10 dimensiuni... 574 198. Supersimetria şi proiecţia GSO... 577 199. Dimensiunile suplimentare ale spaţiului în modelul Kaluza-Klein... 579 200. Dualitatea T, teoria M şi supergravitaţia... 581 201. Compactarea dimensiunilor spaţiale şi principiul antropic... 585 202. Lumea branelor şi mărimea dimensiunilor suplimentare... 589 203. Despre entropie şi radiaţia Hawking a găurilor negre... 592 21 Fizica, între cotidian şi viitor... 597 204. Fizica modernă, recunoscută în lumea înconjurătoare... 597 205. Istoria căderii libere a unui corp... 599 206. Gravitaţia cuantică... 603 207. Impasurile din fizica modernă, indicii pentru viitor... 608 22 Anexă... 615 208. Despre matematicieni şi fizicieni, derivate şi integrale... 615 209. Convenţii pentru operaţii matematice... 617 210. Notaţii relativiste... 618 211. Notaţii pentru mărimile fizice... 619 212. Scurtă bibliografic... 621 23 Anexă matematică: Metoda canonică în mecanica cuantică... 622 213. Formularea canonică, între magie şi exactitate matematică... 622 214. Legătura cu metoda lui Feynman în cazul discret... 628 215. Legătura cu metoda lui Feynman în cazul continuu... 630 216. Oscilatorul bosonic şi cel fermionic în metoda canonică... 633 217. Teoria cuantică a câmpurilor în metoda canonică... 635 Indice... 641

RECENZII

Spune-ne opinia ta despre acest produs! scrie o recenzie

Titluri de aceiași autori

Created in 0.0205 sec
Acest site folosește cookie-uri pentru a permite plasarea de comenzi online, precum și pentru analiza traficului și a preferințelor vizitatorilor. Vă rugăm să alocați timpul necesar pentru a citi și a înțelege Politica de Cookie, Politica de Confidențialitate și Clauze și Condiții. Utilizarea în continuare a site-ului implică acceptarea acestor politici, clauze și condiții.