ÿþ <html> <head> <title> Materija i ENERGIJA </title> <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=windows-1250"> <style type="text/css"><!-- a:link, a:visited, a:active {text-decoration: none} --></style> </head> <body> <body bgcolor="#99ff99" text="#000000" vlink="000099"> <table border=0 width=900 align=center> <tr><td width=*> <div align= justify> <center> <img alt="" src="../images/prizma1.gif" width=624 height=162><p> <font color="#ff0000" face="arial" size="5">MATERIJA i ENERGIJA</font></center> <p> <font face="arial" size="4"><p>&nbsp; Svuda dokle god mo~e dopre svojim pogledom ovek oko sebe registruje i vidi da postoji materija. Meutim materija nije jedino ato ispunjava prostor u kome i ovek postoji. Osim materije u celokupnom prostoru postoji i energija za koju se, uz malo bolje analiziranje mo~e rei da je daleko prisutnija u odnosu na materiju. Energija nije niata drugo do materija koja je tokom odreenih procesa transformisana iz materije u energiju. Prilikom transformacije materije dogaaju se takvi procesi u kojima sama materija gubi osobine koje je ranije imala, a dobija sasvim druga ije osobine u odnosu na one koje je imala u svom materijalnom obliku. Tako da ako se sagledavaju materija i energija zajedno, shvata se da je to ipak jedna celina koja u osnovi nije deljiva, osim u slu aju kada se opisuju ili definiau njihove osobine. <i>Da nema materije ne bi bilo ni energije i obratno da ne postoji energija koja uslovljava kretanje materije, ali i njene transformacije, ne bi ni ona sama mogla da postoji.</i><p>&nbsp; Detaljnom analizom materije i energije uo ava se odreena pravilnost koje ih objedinjuje, a od ega zavise njihove osobine. Ta pravilnost se ogleda u tome da materija ima svoje oblike u fizi kim telima koja imaju odreene dimenzije. Iz toga dalje sledi da i energija mora imati svoje oblike u odreenim dimenzijama. Od tih dimenzija zavise i njihove osobine sa kojima se one ispoljavaju! Granica izmeu materije i energije mo~e jedino da zavisi upravo od dimenzija; Na osnovu toga mogue je zaklju iti da; <b>Ako osobine materija zavise od dimenzija, logi no je da i osobine energije zavise o onih delova materije ( estica) koji prenose energiju! U suatini, <i>energija jeste materija, ali su njene osobine izmenjene upravo zato ato su pre-nosioci energije izuzetno malih dimenzija!</i></b><br>&nbsp; Ako nosioci energije imaju svoje dimenzije, onda je logi no da ovih dimenzija zavise i njene osobine! <i>Koliko oblika energije mogu da se definiau, toliko oblika dimenzija mogu i treba da postoje! Svaki oblik energije mo~e da ima materiju ( estice) odreenih dimenzija ili da bude kombinacija (sklop) viae pribli~no istih ili razli itih!</i><br>&nbsp; Zato je preko potrebno odrediti stvarne dimenzije (veli inu) materije kada ona po inje da se oblikuje i pretvara u energiju. Ovo naizgled mo~e biti teako jedino u onom trenu kada treba precizno odrediti granicu izmeu materije i energije. <b>Budui da je tu granicu teako definisati, mogue je doi u zabunu, gde se odreeni oblici i dimenzije materije mogu smatrati za energiju, ili obratno da se neki oblici energije smatraju za materiju.</b> Poato ovu granicu nije mogue precizno definisati, onda je na osnovu toga logi no zaklju iti da se pojedine estice kao najmanji delovi materije smatraju za energiju i jesu prenosioci energije. <i>Meutim onog trena kada materija ili energija viae nije estica ona postaje neato drugo!</i> `ta je to u ata se pretvaraju materija ili energija koja viae nije estica? <br>&nbsp; <b>Materija ili energija onda kada viae nije estica, ona postaje <i>talas!</i> Dakle materija koja viae nije estica postaje energija koja se prenosi putem talasa! Ovi talasi imaju razli ite du~ine, tako da e od njihovih talasnih du~ina zavisiti i osobine energije (talasa). <i>Iz toga dalje sledi da su talasi manjih dimenzija, pa zato kao takvi mogu imati druga ije osobine u odnosu na estice. A jedna od tih osobina je da moraju imati i vee brzine prostiranja (kretanja) kroz prostor! Energija manjih talasnih du~ina ima veu pokretljivost u prostoru! A ova pokretljivost ne zavisi samo od talasnih du~ina, koje u suatini odreuju dimenzije talasa (energije), nego i od njihove brzine kretanja ili prostiranja! Iz svega navedenog sledi da; <font color=ff0000>razli ite talasne du~ine imaju razli ite brzine kretanja!</font></i></b> <p>&nbsp; Veli ine kojima se opisuju talasi jesu:<br>&nbsp; <i><b>Talasna du~ina</b> je rastojanje koje pree talas, za vreme dok data estica napravi jednu oscilaciju (za jedan period).<br>&nbsp; <b>Brzina talasa</b> i njegovo prostiranje zavise od du~ine talasa i frekvencije oscilovanja, (jednaka je proizvodu talasne du~ine i broju oscilacija u jedinici vremena (frekvencije oscilovanja)).</i><br>&nbsp; Iz ovih definicija se vidi da nije mogue deliti izraz estice od talasa, no ipak po osobinama koje mogu imati odreeni oblici materije, a koji se tranformiau u energiju, sigurno je da postoji period kada se neka od estica, po osobinama koje ima, transformiae u talas (a zavise od du~ina talasa ili brzina kojom one ili oni prenose energiju)! <b>Ipak iako postoje definisane razli ite du~ine talasa, nigde nije definasano da od ovih razli itih du~ina mo~e da zavise brzine prostiranja talasa! Da li je onda mogue da razli ite talasne du~ine imaju iste brzine kretanja ili prostiranja?</b> <br>&nbsp; <font color=0000ff><i>Logi no bi bilo da u zavisnosti od talasnih du~ina zavisi i brzina prostiranja talasa, jer sama definicija navodi da brzina talasa zavisi od talasnih du~ina i broja oscilacija u odreenom vremenu.</i></font><p>&nbsp; U zavisnosti od pravca oscilovanja estica, u odnosu na pravac njihovog kretanja, talasi mogu biti:<br>&nbsp; 1. Transverzalni i 2. Longitudinalni. Kod Transverzalnih talasa, estice sredine osciluju normalno na pravac kretanja talasa. <br>&nbsp; Dok kod Longitudinalnih talasa, estice osciluju u pravcu kretanja talasa. <i>Za razliku od transverzalnih koji postoje samo kod vrstog stanja, longitudinalni talasi se manifestuju u sva tri agregatna stanja?</i><p> <center><img alt="" src=../image/talasi.JPG width=830 height=330></center> <p>&nbsp; Osim matemati kog definisanja i opisa talasa, mogu se sagledati talasi i po fizi kim osobinama koje imaju. Najviae rasprostranjeni i najprisutniji poznati talasi su: <p> <center><b>ELEKTROMAGNETNI TALASI</b></center><p>&nbsp; <img alt="" src=../image/emtalas.JPG width=465 height=240 align=left> -Kod ovih talasa, Elektri no polje je normalno na magnetno i oba polja su normalna na pravac prostiranja talasa (elektromagnetni talas je transverzalan). <br>&nbsp; -Elongacija elektri nog jednaka je elongaciji magnetnog polja. <br>&nbsp; -Elektri no i magnetno polja osciluju u fazi. <br>&nbsp; Ako se za navodi da EM talas koji je transverzalan postoji samo kod vrstog stanja, da li je onda i svetlost kao deo EM talasa transverzalan talas? Budui da se prostire kroz sredinu koja uglavnom nije u vrstom stanju, to treba da zna i da svetlost takoe i uglavnom ima osobine longitudinalnih talasa! <p>&nbsp; Karakteristike EM talasa su;<br>&nbsp; " Brzina EM talasa se odnosi na brzinu kojom se talas prostire. Najvea brzina smatra se da je u vakumu, c = 300 000 km/s. <i>Iako nikada nije merena u uslovima gde postoji vakum, ipak ova brzina se smatra da je najvea?</i><br>&nbsp; " U drugim sredinama je manja, a zavisi od magnetnih i elektri nih osobina date sredine. <i>Mada se radio talasi uglavnom koriste u sredini gde atmosfera mo~e da uti e na njihovu brzinu, ova brzina nikada nije merena, tako da se smatra da je jednaka, ista ili sli na najveoj koja je trenutno definisana.</i> <p>&nbsp; EM talasom se prenosi energija od izvora talasa, (a ne prenosi se masa), iz ega se vidi da energija zavisi od talasa. Intenzitet talasa se definiae kao energija koju talas prenese u sekundi, po jedinici povraine normalnoj na pravac prostiranja talasa. <br>&nbsp; " I= snaga/povraina (W/m2) &nbsp; " snaga=energija/vreme <p> <font color=0000ff><p>&nbsp; <img alt="" src=../image/talas.JPG width=510 height=247 align=left> <i>Svi poznati talasi prenose energiju kroz prostor?</i> Elektromagnetni talasi prenose specijalni oblik energije koji se opatim imenom naziva zra enje. Primeri ove energije su svetlosni talasi, radio-talasi, mikrotalasi i X-zraci (rentgen). Zra enje se prostire i kroz vakum, gde izgleda da nema nikakve materije, ali zato ima ogromnih koli ina energije od koje zavisi ustrojstvo i opstanak materije u obliku koji je poznat. Smatra se da svi elektromagnetni talasi, uklju ujui i svetlost, putuju kroz vakum brzinom od 300 000 kilometara u sekundi, iako ova brzina nikada nije merena u vakumu.</font><p>&nbsp; EM Talasi su podeljeni u spektar koji obuhvata sve EM talase. Pod spektrom se podrazumeva raspodela po energijama (frekvencijama, ili talasnim du~inama). Smatra se da je priroda svih EM talasa ista(?), ali su njihove energije i frekvencije u airokom opsegu. <b>Ako su njihovi izvori vrlo razli iti, ato podrazumeva raspodelu sa razli itim energijama (frekvencijama, ili talasnim du~inama), kako je onda mogue da priroda svih EM talasa bude jednaka?</b> <br>&nbsp; Delovi elektromagnetnog spektra imaju vrlo razli ite izvore, kao i interakciju sa materijom. Zbog toga imaju razli ite efekte na materiju ili ~ive organizme, kao i na in detekcije. Iz toga sledi da razli iti delovi EM spektra, koji imaju razli ite energetske potencijale, odnosno prenose razli ite oblike energije, ne mogu imati jednake osobine! Zbog toga se i njihova priroda razlikuje!<p>&nbsp; <i>Ekvivalentnost materije i energije esto mo~e da izgleda (kao da je) uopatena, ako se smatra da se razli iti energetski potencijali uvek prenose jednakom brzinom!</i> Ne mo~e se dobiti jednaka koli ina energije od kilograma uglja ili od kilograma uranijuma! Graa materije (atoma) od koje su sa injeni razli iti izvori energije, uzrokuju da se dobijaju razli ite koli ine energije. <b>Ako koli ina energije koja se dobija zavisi od izvora iz kojeg je ona nastala, onda ova energija ne mo~e uvek da se prenosi esticama ili talasima jednakom brzinom.</b> Tako da na in na koji se energija prenosi, zavisi od osobina estica ili talasa putem kojih se prenosi! Budui da razli iti izvori energije oslobaaju zra enje razli ith talasnih du~ina, onda izgleda logi no da njihova brzina prostiranja ne mo~e uvek biti jednaka. Zato, <font color=ff0000>zra enja koja imaju razli ite talasne du~ine, moraju da imaju razli ite brzine prostiranja (kretanja)!</font><br>&nbsp; Na osnovu toga sledi da; <i>Zra enje manjih talasnih du~ina imaju veu prodornu mo, zato ato je i njihova brzina prostiranja vea. Zbog toga trebalo bi da izgleda logi no da; X (rentgen) i gama zraci prolaze kroz tkiva i materiju, ne samo zato ato imaju manje talasne du~ine, nego zato ato u isto vreme imaju i veu brzinu prostiranja, pa zato i veu prodornost.</i> Prost primer bio bi da, auto koji ide brzinom od 20 km/h, ne mo~e da probije zid, jedino bi sa tom brzinom auto bio delimi no oateen. No kada se auto kree brzinom od preko 100 km/h, sigurno je da mo~e da probije i proe kroz zid, ato zavisi od kakvog je materijala ovaj uraen ili izgraen. Dakle auto koji je sinonim za esticu ili talas, ima veu prodornost ako ima veu brzinu, ak i ako su njegove dimenzije ili masa isti. Meutim ovde se navodi da estica ili talas imaju manje dimenzije (talasne du~ine), pa bi uporedo sa time auto manjih dimenzija imao i veu prodornost.<p>&nbsp; Sa poveanjem brzine kretanja poveava se i broj oscilacija u jedinici vremena, ato zna i da talasi koji su pre-nosioci visoke energije, mora da imaju i visoke frekvencije. Sa ovim frekvencijama je Tesla radio i imao nameru da putem njih ostvari be~i ni prenos energije. On 1899. godine dolazi u Kolorado Springs, gde na visini od 2000 metara gradi laboratoriju. <img alt="" src=../image/vfs.JPG width=300 height=230 align=left> <i>Za svoje eksperimente napravio je posebni visokofrekventni transformator bez jezgra, (Teslinu zavojnicu), koji je mogao dati napon do 12 miliona volti i frekvenciju do nekoliko stotina hiljada hertza.</i> Prve patente svog transformatora, koji nema metalno jezgro, dobio je joa 1891. godine. U to doba, Tesla otkriva postojanje stacionarnih talasa oko Zemljine kugle, koje namerava da upotrebi za be~i ni prenos elektri ne energije. Tada je na daljini od 40 kilometara upalio par stotina sijalica koje nisu bile povezane ~icom, a koje su pojedina no osvetljavale krug od oko 40 metara. <i><b>U isto vreme uspeo je napraviti 35-metarske kuglaste munje, sa kojima je uzrokovao kratke spojeve u elektri noj mre~i, zbog ega je pod pritiskom graana morao sa napusti svoju laboratoriju.</b> Za ove kuglaste munje se smatra da su u stanju plazme, a smatra se da to stanje postoji i na Suncu, iz ega mogu da se naslute neke sli nosti u nastajanju energije. Iz toga sledi da i energija koja nastaje na Suncu mora biti ili jeste elektromagnetne prirode. </i> <br>&nbsp; <font color=0000ff>Tesla je radio sa veoma visokim frekvencijama, tako da je potpuno izvesno da je uz pomo struja visoke frekvencije mogao da dobije i oslobodi EM talase velike brzine, koji su po njegovim navodima prelazili brzinu svetlosti, za viae od pola njene vrednosti, i to u ono vreme kada njena brzina joa nije bila definisana.</font> <p>&nbsp; Zapravo bila je donekle i odreena, ako se uzme u obzir da je i Maksvel odredio brzinu elektromagnetnih talasa na vrednost od 310 740 km/s, u koju je kasnije ura unata i svetlost. Godine 1864. Maksvel je objavio rezultate svojih matemati kih istra~ivanja elektri nih vibracija. Pokazao je da bi neke elektri ne vibracije mogle izazvati stvaranje elektri nih talasa koji se prostiru kroz prostor. Tada je izra unao i brzinu kojom bi ti talasi trebali da se kreu. Dobijena vrednost za brzinu bila je bliska kasnije izmerenoj brzini svetlosti. Na osnovu svojih istra~ivanja Maksvel je nakon toga, potpuno ispravno, zaklju io da svetlost nije niata drugo nego jedan specijalan tip njegovih elektromagnetnih talasa. <br>&nbsp; Kako tada nije navedeno za koji deo EM spektra je izra unata dobijena vrednost, smatra se da je bio blizu da odredi brzinu svetlosti. Meutim, <i>ako je tada merena brzina talasa u koje ne spada svetlost, ali joj je veoma bliska, to ne zna i da je on pogreaio. Iz toga sledi da; <b>brzina talasa koji imaju pribli~ne talasne du~ine, imaju i brzine prostiranja koje su pribli~no iste.</b> No situacija je potpuno druga ija, ako se uporeuju talasne du~ine koje se nalaze na samim krajevima EM spektra!</i> <br>&nbsp; Radio talasi imaju u mnogome razli ite talasne du~ine u odnosu na X i gama zra enje. Njihove talasne du~ine uslovljavaju da energija koju ovi talasi prenose ima veliku razliku po ja ini (intezitetu) te energije. Kako energija zavisi od materije iz koje nastaje onda je izvesno da razli ita materija ne mo~e da oslobodi jednake koli ine energije. Samim tim energija koja nastaje transformisanjem materije ne mo~e imati jednake elementarne estice kojima se prenosi energija. Tako da sa sve veim potencijalima energije koja mo~e da se oslobodi, estice gube osnovne osobine materije (ali i zadr~avaju neka svojstva, zbog ega energija zavisi od sastava materije) i postaju talasi koji imaju znatno manje talasne du~ine, ali se zato njihova brzina prostiranja poveava. Ujedno sa njihovom veom brzinom poveava se i njihova frekvencija, ali i prodornost, pa zato mogu da prou kroz znatno vee ili ja e prepreke koje mogu da se nau na njihovom putu. <p>&nbsp; Na osnovu ovde navedenog, mo~e se zaklju iti da materija i energija imaju stalnu meusobnu uslovljenost. Iz toga se vidi da potencijali energije zavise od potencijala materije. Osobine materije transformiau se u osobine energije, gde su ove osobine u mnogome zavisne od na ina transformacije, odnosno pretvaranja jednog u drugo. <i>Meutim ono ato ne postoji kao poznato u prirodi, jeste da se ne dogaa obrnuti proces, u kome energija mo~e da se pretvori u materiju. Iz tog razloga postoji i velika sumnja u to da je mogue ostvariti putovanje veim delom brzine svetlosti, jer to bi mo~da bilo mogue ostvariti, samo ako postoji i obratni proces, u kome se energija vraa u obli je materije iz koje je nastala. A o tome e biti viae detalja u nekom buduem tekstu.</i><p> <center><b><a href="energija.html">Po etak stranice</a><p> <a href="svetlost.html">Sledea</a></b><p> <hr red><p> </td></tr><table> </body> </html>