Embedded Files
פיזיקה - מקור השם ביוונית עתיקה, ופירושו "הידע של הטבע". הפיזיקה היא ענף מדעי שמטרתו לחקור את חוקי הטבע (מדעי הטבע) ביקום באמצעות ביצוע תצפיות. הפיזיקה עוסקת בכוחות, מומנטים ובתנועת עצמים, חקר האנרגיה על צורותיה השונות, התנהגות חומרים במצבי צבירה שונים, ומשמעות רצף המרחב והזמן והשפעתם על היקום הסובב אותנו. התצפיות והממצאים נבדקים על ידי מדענים באופן מבוקר ומגובשים לידי תיאוריות, הללו מנוסחות באמצעות משוואות מתמטיות לידי שפה מתמטית שמטרתה לתאר את היקום. ככל שמבוצעים יותר ניסויים, כך ניתן להרחיב את התיאוריות הפיזיקליות ולהפוך אותן למוכללות יותר. אולם, לעיתים כתוצאה מביצוע ניסויים חדשים, אין התאוריות הקיימות מספיקות על מנת לתאר היטב את התצפיות החדשות, וכתוצאה מכך מתנפצות הפרדיגמות המדעיות הקיימות ואת מקומן תופסות תיאוריות מדעיות חדשות, תהליך שכונה על-ידי הפילוסוף המדעי תומאס קון כ"מהפכה מדעית".
על תפיסות שגויות נפוצות בפיזיקה (2:41 דק'). מה היה קורה אילו לימדו אתכם בבית-הספר היסודי שהארץ היא פלטה שטוחה, ואז יום אחד בבית ספר התיכון המורה הביאה גלובוס והסבירה שבעצם שהארץ היא בעצם כדור? איך היתם מגיבים?
האם הזמן קיים? (5:16 דק') – הרצאתו של אנדרו צימרמן ג'ונס – עוד מתקופות פרה-היסטוריות התבוננו בני-האדם על מחזוריותו של עולם הטבע, תוך התייחסות לשינויים בין יום ללילה ובין עונות השנה. אבל, כשאנחנו מודדים זמן, מה בדיוק אנחנו מודדים?
הידעת? יחידות מידה משמשות על-מנת לאפיין עצמים באופן כמותי השוואתי, והאדם נעזר בהן כבר מהעת העתיקה על מנת לתקשר, לסחור ולהתאים את עצמו לסביבתו בצורה יעילה (למשל שימוש ביחידות זמן). קילוגרם היא יחידת המידה המאפשרת למדוד את מסתם של גופים ואילו מטר היא יחידת מידה המשמשת למדידת אורכם של עצמים. בימי קדם השתמש האדם ביחידת האמה, המרחק בין המרפק ועד קצה האמה (האצבע הארוכה) כיחידת מידה למדידת אורך ואיזכור לכך מופיע במקרא ובדברי חז"ל. באזורים שונים על פני כדור הארץ התפתחו במהלך ההיסטוריה האנושית שיטות מדידה שונות. לדוגמה היחידות המטריות המקובלות בצרפת (קילוגרם ומטר) אל מול היחידות הבריטיות (יארד, אינץ', אונקיה וגלון). כיום שיטת המדידה המקובלת בעולם מבוססת על השיטה הצרפתית - יחידות קילוגרם למדידת מסה, יחידות מטריות למדידת אורך, ושימוש בשניות כיחידה למדידת הזמן. יחידות המידה אומנם מסייעות לתקשורת אנושית, אך ריבוי יחידות מידה מקשה על תקשורת זו ועשוי לגרום לביצוע טעויות הנדסיות אשר לעיתים אף מביאות לאסונות. מקרה כזה הוא אסון דאון גימלי, בו במהלך טיסת אייר קנדה 143 ב-23 ביולי 1983 אזל הדלק במטוס נוסעים 767 כתוצאה מטעות בהמרת היחידות של כמות הדלק, והמטוס נאלץ לגלוש לנחיתת חירום בעירה גימלי שבקנדה.
הטעות המבריקה של איינשטיין – מאת צ'אד אורזל (5:10 דק'). כשחושבים על איינשטיין הדבר הראשון שעולה לראש הוא בדרך כלל תורת היחסות. אבל לאיינשטיין היו תובנות נוספות.
מה קורה כאשר חפץ עומד מתנגש בחפץ נע? (3:35 דק'). תורת היחסות טוענת שאין דבר כזה חפץ במנוחה מוחלטת. כשאנשים מדברים על חפץ שאינו נע הם מתכוונים למשהו שנמצא בתנועה במהירות קבועה ואינו מואץ.
הידעת? אלברט איינשטיין (1879 - 1955) - מגדולי הפיזיקאים בכל הדורות, אבי תורת היחסות, ששנתה את תפיסת בני-האדם בנוגע למושגים מרחב, זמן, מסה, כוחות משיכה ותנועה. איינשטיין זכה בשנת 1921 בפרס נובל לפיזיקה על תרומתו להבנת תופעת האפקט הפוטואלקטרי - פליטת אלקטרונים ממתכת כתוצאה מפגיעת קרינה אלקטרומגנטית בפני השטח של המתכת. האלקטרונים הנפלטים מהמתכת הופכים לענן אלקטרונים. בעת שתופעה זו מתרחשת בשפופרת, מתרחש מעבר אלקטרונים מהקתודה לאנודה. לתרומתו של איינשטיין להבנת האפקט הפוטואלקטרי הייתה חשיבות מרובה להבנת המושגים פוטון וחלקיקי אור, כמו גם תרומה ניכרת בפיתוחה של תורת מכניקת הקוונטים.
הידעת? תורת היחסות היא צירוף של שתי תורות שנוסחו על ידי אלברט איינשטיין בראשית המאה ה-20, הראשונה היא תורת היחסות הפרטית והשנייה תורת היחסות הכללית, אשר הביאו לידי שינויי תפיסתי של האנושות בנוגע למושגי המרחב, זמן, מסה ואנרגיה. תורת היחסות הפרטית, שפורסמה על ידי איינשטיין בשנת 1905, עוסקת במונחים חלל וזמן והיא נועדה לתאר את התנהגות האור. מתוך תורת היחסות הפרטית עולה כי צופה הנמצא במנוחה יבחין בשלוש תופעות ביחס למערכת הנמצאת בתנועה: 1. עליית המסה, 2. התארכות הזמן, 3. התקצרות האורך. אם חללית תנועה בחלל במהירות גבוהה מאוד ביחס לצופה על פני כדור הארץ, מסת החללית תעלה, הזמן על החללית יחלוף לאט יותר ואורכה של החללית יתקצר. תורת היחסות הכללית, אותה פרסם איינשטיין בשנת 1915, עוסקת בתופעת הכבידה בגופים הנעים בתאוצה, ובכוחות המשיכה הקיימים בין גופים בעלי מסה הנמצאים בתנועה. לפי התיאוריה זו ככל שהמסה גדולה יותר כך היא מעקמת יותר את המרחב-זמן סביבה.
ההוכחה של איינשטיין ל-E=mc² (2:10 דק') – הסבר קצר על תורת היחסות.
אלברט איינשטיין (1879 – 1955) – סרט תיעודי (שעה) על חייו של הפיזיקאי הגאון אלברט איינשטיין ועל תרומתו לתחום הפיזיקה.
הידעת? מתח פנים הוא מושג הבא לתאר את התנהגות פני השטח של נוזלים כקרום, זאת כתוצאה מכוחות הפועלים בין מולקולות הנוזל, אשר גורמים למולקולות להיצמד זו לזו. באמצעות מושג מתח הפנים ניתן להסביר תופעות פיזיקליות שונות כגון היווצרות של בועת סבון או הליכתו של חרק על-פני המים.
גלי מטוטלת – הדגמה (1:46 דק') משיעור פיזיקה באוניברסיטת הרווארד, המראה כיצד 15 מטוטלות פשוטות רוקדות יחד כדי ומייצרות גלים נעים חזותיים, גלים עומדים, מכות ותנועה אקראית (לכאורה).
בועות ענק בחוף סטינסון, קליפורניה, ארה"ב. הבועות צולמו באמצעות מצלמת קנון 550D. בועת סבון גוף חלול המוקף בקרום דק מאוד של מי סבון. בועת סבון קיימת מכיוון ששכבת הפנים של מי הסבון יש מתח פנים מסויים הגורם לפני השטח להתכדר כיריעה אלסטית. סבון מוריד את מתח הפנים של המים ולכן הוא מייצב את הבועה. אולם, לרוב בועות סבון שורדות זמן קצר בלבד.
הידעת? מטוטלת מתמטית או מטוטלת פשוטה היא מטלוטלת שמורכבת מגוף קטן ממדים התלוי על חוט מתוח שמסתו זעירה וניתנת להזנחה. כאשר מוציאים את המטוטלת ממצב שיווי-משקל, היא תחל לנוע בתנודות הרמוניות במישור (תנועה דו-ממדית). הנחת היסוד היא כי במצב זה האנרגיה של המערכת נשמרת ואין עיבוד חום לסביבה עקב חיכוך והתנגדות האויר. זמן מחזור התנודות של המטוטלת המתמטית אינו תלוי במסת המשקולת ובזוית (משרעת) התנודות. תכונה זו מאפשרת מדידת מרווחי זמן. בעבר, לפני המצאת השעון הדיגיטלי, בני-האדם השתמשו בשעון מכני, שהונע על-ידי מטוטלת והתבסס על עיקרון זה. בקירוב ניתן להתייחס למטוטלת המתמטית כאל אוסצילטור הרמוני המהווה מודל לתיאור תופעות פיזיקליות רבות.
מארי קירי (Marie Curie) – "לעולם את תתנו לעצמכם להיות מובסים מאדם זה או אחר או מאירוע כלשהו". מארי קירי (1867 – 1934) הייתה פיזיקאית וכימאית צרפתייה ממוצא פולני, שעסקה בחקר הקרינה הרדיואקטיביות. קירי היתה האישה הראשונה שזכתה בפרס נובל. בשנת 1903 זכתה קירי בפרס נובל לפיזיקה, בזכות מחקרה פורץ הדרך על תופעת הקרינה, ובשנת 1911 זכתה בפרס נובל לכימיה על גילוי הרדיום והפולוניום, ועל חקר הרדיום.
כמה קטן הוא אטום? (5:27 דק'). אנימציה המסבירה באופן מטאפורי עד כמה קטן הוא האטום ומה נמצא בתוכו.
הידעת? מארי קירי (1934-1867) היא מדענית צרפתיה, ילידת העיר וורשה שבפולין (שם נעוריה מריה סקלודובסקה), חלוצה בתחום הרדיואקטיביות. בגיל 24 עברה לפריז והחלה ללמוד פיזיקה וכימיה בסורבון, והיתה לאישה הראשונה שלמדה באוניברסיטה יוקרתית זו. בסורבון פגשה את הפיזיקאי פייר קירי, מי שהפך לבעלה. לזוג קירי נולדו שתי בנות, אירן ז'וליו-קירי נולדה בשנת 1897 ואווה דניס קירי להבואז נולדה בשנת 1904. מארי קירי זכתה פעמיים בפרס נובל: בשנת 1903 זכתה יחד עם פייר קירי (שנהרג בתאונת דרכים בשנת 1906) ועם אנטואן אנרי בקרל בפרס נובל לפיזיקה על מחקרם בתחום תופעת הקרינה הרדיואקטיבית, מחקר שנערך בעיקר על עופרות אורניום, והיתה לאישה הראשונה שזכתה בפרס נובל, ובשנת 1911 זכתה קירי בפרס נובל לכימיה על גילוי וחקר הרדיום והפולוניום, והפכה בכך לאדם הראשון שזכה בשני פרסי נובל. אירן ז'וליו-קירי הלכה בדרכם של הוריה והפכה לגם היא למדענית. בשנת 1935 זכתה ארין יחד עם בעלה פרדריק ז'וליו-קירי בפרס נובל בכימיה על גילוי הרדיואקטיביות המלאכותית ויצירת יסודות רדיואקטיביים חדשים, ואילו אווה קירי הפכה לעיתונאית וסופרת מצליחה אשר פירסמה בשנת 1937 ביוגרפיה מקיפה כל אמה מארי קירי, אשר זכתה להצלחה ותורגמה לשפות רבות. הנרי לבואז, לו נישאה אווה קירי בשנת 1954, עמד בראש ארגון יוניצ"ף ואף זכה בשנת 1965 בפרס נובל לשלום. משפחת קירי, שחמישה מבני משפחתה זכו בפרס נובל, הפכה למשפחה בעלת הכי הרבה זוכי פרס נובל בהיסטוריה. מארי קירי הלכה לעולמה ב-4 ביולי 1934 לאחר מחלה קשה שנגרמה בעקבות חיפתה לקרינה רדיואקטיבית כתוצאה מעבודתה המדעית.
עולם בלתי נראה לעין
הידעת? ננוטכנולוגיות (ננוטק) וננו-מערכות - מקור השם ננו ביוונית עתיקה, ומשמעותה "זעיר". הננוטכנולוגיה עוסקת במחקרים וטכנולוגיות של מערכות שממדיהן נעים בין ננו-מטרים אחדים לכמה עשרות ננו-מטר. ייחודה של הננוטכנולוגיה בכך שהיא קטנה דיה על מנת לאפשר מזעור של רכיבים הנדסיים, אך עדין גדולה דיה על-מנת לאפשר את בנייתם. זהו עולמם של וירוסים (נגיפים) ושל מולקולות הדנ"א, שבו לכוחות קפילריים ישנה עוצמה והשפיה רבה יותר מאשר לכוחות המשיכה הגרביטציוניים. בעולם הננו מסוגלים נוירון (תא עצב) ושבב אלקטרוני לתקשר זה עם זה ולהעביר מידע ליצירת נוירו-טכנולוגיה. לדוגמה, ניתן כיום לבצע מניפולציות על מולקולות ואף על אטומים בודדים, לנתקם מפני השטח ולהזיזם ממקומם, באופן שיאפשר להרכיב מערכות זעירות כדוגמת מנועים, זאת באמצעות טכנולוגיות מתקדמות כגון שימוש במיקרוסקופ מנהור סורק (STM). טכנולוגיה של בניית מערכות על ידי חיבורם של אטומים ומולקולת זה לזה כמו בניה בקוביות משחק, נקראת טכנולוגיות בניה "מלמטה למעלה".
ריצ'רד פיינמן מדבר על גלים ואור (5:55 דק') – פרופ' פיינמן מסביר על תופעות טבע פיזיקליות בצורה פשוטה וקלה להבנה.
אופיו של החוק הפיזיקלי (53:42 דק') – עקרונות השימור הגדול. מתוך סדרת הרצאותיו של פרופ' ריצ'ארד פיינמן.
הידעת? ריצ'רד פיינמן (1918 - 1988) - פיזיקאי אמריקאי ממוצא יהודי אשר כשותף ב"פרויקט מנהטן" לקח חלק בפיתוחה של הפצצה האטומית. בשנת 1965 זכה פיינמן בפרס נובל לפיזיקה על עבודתו התיאורטית בפיתוח אינטגרל מסלול בתחום המכניקה הקוואנטית. פרופסור ריצ'רד פיינמן, שהיה אדם כריזמטי ורב כישרונות, תרם משמעותית לפיתוחה של תורת האלקטרודינמיקה הקוונטית. בנוסף, עמד פיינמן בראש הצוות המדעי בוועדת רוג'רס שחקר את הנסיבות שהביאו לאסון מעבורת החלל צ'לנג'ר בשנת 1986. מסקנתו של פיינמן הייתה שאטם גומי מסוג וויטון, שהפך פריך כתוצאה משינויי טמפרטורה, הוא שהביא לדליפת דלק בין מכלי הדלק של המעבורת וגרם לפיצוצה של המעבורת מיד לאחר המראתה. חקירת האסון והפוליטיקה שעמדה מאחוריה מתוארות באופן נרחב, ביקורתי ומרתק בספרו של פיינמן (שתורגם לעברית על-ידי עמנואל לוטם) "מה אכפת לך מה חושבים אחרים?"
מבוא לריצ'רד פיינמן וננו-טכנולוגיה – על האיש שחזה כבר בשנת 1959 את בואה של מהפכת הננו טכנולוגיה, כאשר "ננומטר" הוא מיליונית המילימטר. בהרצאה שנתן פיינמן בפני החברה האמריקאית לפיזיקה במכון הטכנולוגי של קליפורניה בדצמבר 1959, שזכתה לכותרת "יש עוד שפע מקום בתחתית" הוא העלה את האפשרות שיום אחד יבוצעו מניפולציות על אטומים בודדים ואף הציע את הרעיון של במכונות שיבנו מכונות יותר זעירות.
הידעת? יש עוד שפע מקום בתחתחית - בדצמבר 1959 התקיימה במכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech) הרצאה של הפיסיקאי ריצ'רד פיינמן. ההרצאה, שכותרתה הייתה: "יש עוד שפע מקום בתחתית". הרצאה זו ניתנה בפני חברי האגודה האמריקאית לפיסיקה (APS) והיא נחשבת כיום בעיני רבים לראשית עידן הננו. בהרצאתו זו העלה פיינמן רעיון טכנולוגי מהפכני של ביצוע מניפולציות לבנייתם של רכיבים זעירים. לשם המחשה הוא הציע אפשרות של אחסון כל תכולתה של האנציקלופדיה בריטניקה בראשה של סיכה. כעת דמיינו לכם מצב שבו ניתן למזער את כל הספרים בעולם למימדים של כמיליון ראשי סיכה.
מהיכן נולדה המכניקה הקוונטית (תורת הקוונטים)? – הרצאתו של ניל טורוק (4:19 דק'). תורת הקוונטים היא תאוריה הסתברותית העוסקת בהתנהגותם של חלקיקים בקנה מידה זעיר.
ד"ר קוונטום מסביר את חוק המשיכה באופן מדעי. המודל של ניוטון משנת 1687 מתאר כבידה ככוח משיכה הפועל בין מסות. לפי מודל זה ככל שהמסות גדולות יותר וקרובות יותר זו לזו כך גדל כוח המשיכה. על פני כדור הארץ מודל זה שימושי מאחר והמתמטיקה שלו פשוטה והוא נותן קירוב טוב יחסית. אבל מה קורה מחוץ לכדור הארץ?
בחזרה לעתיד - האם זה אפשרי? בשנת 1985 יצא לקולנוע הסרט הראשון בטרילוגיית הסרטים המצליחה "בחזרה לעתיד". האם מסע בזמן כפי שמתואר בסרט הוא אפשרי? בסרטון זה אני עונה על שאלה זו.
מהו עקרון אי הוודאות של הייזנברג? – צ'אד אורזל מסביר את הרעיון בפשטות את הרעיון העומד מאחורי תורת הקוונטים. עקרון אי הוודאות של הייזנברג קובע שלעולם לא ניתן לדעת בו-זמנית את המיקום המדויק ואת המהירות המדויקת של עצם. למה לא? כי כל דבר ביקום מתנהג כמו חלקיק וגל בו זמנית.
Google Sites
Report abuse