עמוד הבית
על האתר
המחברת מפת האתר מה חדש? כיתבו לי


.


חומר ואנרגיה


















 















































.

החיפוש אחר מהות החומר הוביל את האדם למחוזות מיסתוריים בהם חושיו -עליהם הוא למד לבנות את הבנת העולם - מתעתעים ובוגדים  בו. כדי להיכנס בשערי המיקרוקוסמוס יש להשאיר מאחור את הניסיון החושי, השכל הישר, האינטואיציה, ה"מובן מאליו" ולהתכונן לפגוש קיום יחד של ניגודים. ברמת הרכיבים הקטנים ביותר ההגיון הפשוט קורס: אין תכונות מוחלטות ומתקיימים בעת ובעונה אחת דבר והיפוכו, פה ושם, נמצא ולא נמצא.

תולדות הפיזיקה רצופה בזעזועים שמוטטו אשליות של ידע שהקנו לאדם תחושת ביטחון ושליטה בעולמו. תמונת היקום האריסטוטלית שלטה ללא עוררין במשך 1800 שנים. אריסטו מכונה "הפילוסוף של השכל הישר" משום שתורתו תואמת להפליא את "מראה העיניים", מצטיינת בפשטות, בהרמוניה וביופי רב. החוקרים אינם תוהים כיצד נשתמרה תורה שגויה זו במשך זמן כה רב כי אם מה הביא להטלת ספק בשיטה שהלמה יפה כל כך את הניסיון החושי היומיומי.

הפיזיקה הניוטונית לא חסה אף היא על "האקסיומות המוצקות של ההיגיון הפשוט" ומוטטה תבניות חשיבה של האדם שנותרו כלואות "בתפיסות אריסטוטליות שגויות" כמו "כל הגופים נופלים לכיוון מרכז כדור הארץ, כדי שגוף ינוע יש להפעיל עליו כוח" ועוד. "לימוד המכניקה הניוטונית מחייב אותנו איפוא להפריד בין האופן שבו אנו רואים את העולם לבין האופן בו אנו חושבים עליו" יואב בן-דב
מערכות אמת ותפיסות מוטעות

לאחר השנים בהן האדם ניסה לחשוב בשפה הניוטונית הופיעה התיאוריה היחסותית של איינשטיין שמחקה במחי יד את כל מה שחשבנו שאנו יודעים על זמן ועל מרחב.

המכה הנצחת על ניסיונו הפתטי של האדם הפשוט להבין את עולמו הונחתה, בראשית המאה העשרים, על- ידי תורת הקוונטום המוזרה. הפיזיקאים, אנשי ההמיספירה הימנית שחושבת על דרך הסינתזה - בתבניות, במרחב, במכלול - חסו עלינו, אנשי ההמיספירה השמאלית, שחשיבתם מתנהלת במילים, בפרטנות, על דרך האנליזה - והעניקו לנו רשות לא לנסות להבין את היסודות של המציאות הפיזיקלית בה אנו חיים.

דברי הפתיחה של
פיינמן מבחירי הפיזיקאים של המאה העשרים ואבי מכניקת הקוונטום לסדרת הרצאות על תורת הקוונטום. פיינמן ריצ'רד אור וחומר הקיבוץ המאוחד 1988

"הדברים שאני עומד להרצות עליהם לפניכם הם דברים שאנו מלמדים סטודנטים לפיזיקה בשנה השלישית או הרביעית ללימודיהם לתואר שני. לא, אין כל סיכוי שתהיו מסוגלים להבין אותם! מדוע, איפא, אני עומד לבלבל את מוחכם בכל אלה?.. המשימה שלי היא לשכנע אותכם שלא לנטוש את >הרצאותי בשל כך שאינכם מבינים זאת שהרי אף תלמידי בפיזיקה אינם מבינים זאת. והסיבה היא
מפני שגם אני אינני מבין זאת. איש אינו מבין זאת".

"את התפתחות הפיזיקה אפשר להציג כהתרחקות מתמדת מהאינטואיציה האנושית וממה שמורה
השכל הישר". יורם קירש היקום על-פי הפיזיקה המודרנית הוצאת עם עובד 2006

מאה שנים לפני תקופתו של דמוקריטוס העלה הפילוסוף הראשון
Thales of Miletus את השאלה "מהי מהות החומר ?" שהטרידה - וממשיכה לאתגר - את המחשבה האנושית.

Leucippus - 370 ותלמידו
Democritus - פילוסופים ומדענים יוונים - הוגים את תורת האטום. החומר לדעתם עשוי מחלקים קטנים שלא ניתנים לחלוקה. האטומיסטים יצרו הפרדה בין רוח וחומר וסללו את הדרך למחשבת המערב בדבר הדואליות שחוצצת בין חומר ותודעה, בין גוף לנפש. מלומדים רבים הגו לפני דמוקריטוס את הרעיון שהעולם בנוי מרכיבים מזעריים אך הוא הראשון שבנה את התורה המנומקת של האטום. a-tomos בלתי ניתן לחלוקה ביוונית

"מבחינת המוסכם על הבריות יש מתיקות ויש מרירות, יש חום וקור, יש צבע - אבל מבחינת
המציאות יש רק אטומים וריק".

התיאוריה של האטום לא זכתה לקבלת פנים נלהבת. בתקופה שנשלטה על-ידי העל-טבעי, אמונות טפלות, והאלים של האולימפוס, הרעיון של עולם שבנוי מחלקיקים קטנים שמתחברים זה אל זה ומתנגשים זה בזה בריק ללא גבולות נראה מוזר למדי.דיוקן

1637 -
דקארט Rene Descartes מפרסם את עבודותיו על השברות האור ומציע הסבר לתופעת הקשת בענן והיווצרות העננים. בעבודתו הפילוסופית thode יDiscours; de la me הוא קובע את המשפט המפורסם "אני חושב, משמע אני קיים"

1704- אייזק ניוטון מפרסם; את ממצאי מחקריו באופטיקה. Opticks, or, A treatise of the reflections refractions, inflections and colours of light. ה-Opticks עוסק בטבעו הטייה השתקפות, השברות של האור והצבעים. בניסויו בהשתברות האור הוא מגלה כי האור הלבן מורכב מצבעי הקשת שהם טהורים ואינם ניתנים לפרוק.

Thomas Young-1801 החוקר והמדען האנגלי המכונה "האדם האחרון שידע הכל" מבצע את ניסויו המדהים על התאבכות האור שחודר דרך "החריץ הכפול" ומסיק מכך את התיאורייה הגלית של האור

יאנג הוא מיסד הפיזיולוגיה של האופטיקה ומסביר, לראשונה, את הדרך בה העין קולטת - באמצעות שינוי עקמומיות העדשה - מראות ממרחקים שונים.

Hans Christian Orsted - 1820 פיזיקאי וכימאי דני מגלה את האלקטרומגנטיות. במהלך ניסוי שאורשטד ערך לקראת הרצאה שהוא עמד לשאת, הוא הבחין להפתעתו שמחט המצפן הוסטה מהצפון המגנטי כאשר הוא כיבה והדליק זרם חשמלי בסוללה סמוכה. לאחר ניסויים חוזרים ונשנים אורסטד מפרסם את תגלית הקשר בין חשמל לבין מגנטיות, היינו את הממצא שזרם חשמלי יוצר שדה מגנטי. יחידת הכוח המגנטי נקראה על שמו.

Michael Faraday - 1839 -1855 פיזיקאי וכימאי אנגלי, אוטודידקט, מפרסם את ממצאי ניסוייו על אלקטרומגנטיות וחשמל בשלושה כרכים Experimental Researches in Electricity. פרדיי מתאר את מהלך ניסויו שהובילו ליצירת הדינמו ולפיתוח יסודות התיאוריה הקלאסית של השדה.

פרדיי נחשב על-ידי רבים לגדול הנסיינים בהיסטוריה של המדע. את חשיבתו המקורית והיצירתיות שלו זוקפים לזכות העובדה שהוא מעולם לא רכש השכלה פורמלית, ולכן עבודתו הייתה פטורה מדוגמות ומדפוסי חשיבה ממוסדים.

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz - 1847 במסגרת מחקריו על המטבוליזם של השרירים מפרסם את On the Conservation of Force על רעיון שימור האנרגיה.

1864- פרסום התיאוריות של
James Clerk Maxwell פיזיקאי ומתמטיקאי סקוטי. מקסוול הראה שהשדות האלקטרוניים והמגנטיים נעים בחלל בצורת גלים והאור הוא קרינה אלקטרומגנטית. לפי התורה האלקטרומגנטית גלי האור והרדיו הם תנודות הממלאות את כל המרחב של השדה האלקטרומגנטי. לעבודותיו - המעמיקות והמעשירות ביותר את הפיזיקה מאז ניוטון, הייתה, לדברי איינשטיין, השפעה מכרעת על הפיזיקה של המאה ה-20.

1869- הפרסום הרשמי של הטבלה המחזורית. הטבלה נבנתה על-ידי מדענים רבים אך היא מיוחסת בעיקר לכימאי הרוסי
Dmitri Ivanovich Mendeleev. מנדלייב היה מראשוני המדענים; שלא התמקדו רק בעבודתם אלא יצרו קשר שוטף ומקיף עם עמיתיהם לאיסוף ולהחלפת מידע. שנה לאחר הצגת טבלה של 60 יסודות הוא העלה את הרעיון שלפי חוקיות הטבלה ניתן לנבא את קיומם של יסודות שטרם אותרו והציע שלושה: eka-boron ,eka-aluminum ו-eka-silicon.

הקהיליה המדעית לא אהבה את נבואות מנדלייב אך השתכנעה כאשר שנים אחדות לאחר מכן נמצאו היסודות ההיפותטיים.

הטבלה המודרנית של ימינו התנתקה מחישובי המשקל האטומי ובנויה על מספר אטומי, המייצג את מספר הפרוטונים בגרעין האטום.

Heinrich Rudolf Hertz -1888 הגרמני מגלה - על יסוד עבודותיו של מקסוול -את גלי הרדיו. בניסויו הרץ מסביר את ההשתקפות, ההשברות, הקיטוב והמהירות של הזרם החשמלי.

כבר בשנת 1750 העלה
בינג'מין פרנקלין סברה שהזרם החשמלי אינו אלא שטף של חלקיקים זעירים אולם נדרשו עוד שתי המצאות מהפכניות כדי לעמוד על טיבו האמתי, כדי לחלק את הבלתי-ניתן לחלוקה - האטום

המתקן הראשון -מכונת החשמל -יצר ניצוצות, ברקים קטנים, באמצעות שפשוף עור בזכוכית. הניצוצות שחלפו בין ונתקלו במולקולות האוויר פרצו בדרכים אקראיות ונדרשה שיטה שתרסן אותם ותשלוט בהם.

ההמצאה של שפופרת הריק פתרה את בעית אילוף הזרם החשמלי. זרם החשמל שעובר בשפופרת הריק הוא חלק, ממושמע ונשלט.

תגלית ה-Cathode rays נעשתה על-ידי הפיזיקאי הגרמני Johann Wilhelm Hittorf שחישב את עוצמת המטען החשמלי וחקר מאפיינים שונים של זרם החשמל בשפופרת הריק. השילוב בין שני המנגנונים האלה, שאיפשר את חקר מהות החומר, הניח גם את אבני היסוד של הטכנולוגיה המודרנית. קרני הרנטגן, מקלטי הרדיו, הטלוויזיה, המחשבים ואף מאיצי החלקיקים הכבירים, כולם בנויים על שכלולים של עקרון שפופרת הריק שמעבירה ללא הפרעות ומכשולים את זרם החשמל.

Karl Ferdinand Braun -1897 פיזיקאי גרמני מפתח את שפופרת הקרן הקתודית, שמסוגלת להמיר אות חשמלי לאור. מתמר זה, CRT) Cathode Ray tube( הפך - ביוזמתו של Campbell Swinton ב-1913 - לרכיב הבסיסי של הטלוויזיה האלקטרונית העתידית. המצאה זו זיכתה את בראון -בשותפות עם מרקוני - בפרס נובל לפיזיקה ב-1909

1897 - תגלית האלקטרון. הראשון שהגה את הרעיון הנועז שהזרם שעובר בשפופרת הריק מורכב מחלקיקים תת-אטומיים וניפץ את האקסיומה של הבלתי-ניתן לחלוקה הוא הפיזיקאי האנגלי Joseph
J.Thomson .

עד שנת 1897 איש לא העלה על דעתו שקיימים חלקיקים קטנים יותר מהאטום. ניסוייו של תומסון הביאו אותו למסקנות שזיעזעו את קהיליית הפיזיקאים ואת ידע העולם של בני דורו. ה Cathode rays הם גופיפים טעונים - גופיפים אלה הם המרכיבים של האטום - המרכיבים היחידים של האטום.

האלקטרונים הם גופיפים שמהווים את אבני היסוד של האטום, את הרכיבים הבסיסיים שיוצרים את כל החומר ביקום. תגלית האלקטרון זיכתה את תומסון בשנת 1906 בפרס נובל לפיזיקה.

בשנות הארבעים של המאה העשרים, בנו של תומסון, הפיזיקאי George Thomson הוכיח במחקריו על השברות האלקטרונים, את התכונות הגליות של הגופיפים שאביו גילה.





.

ד"ר אילנה מודלינגר
מסע בעידן הטכנולוגי
ערוצי המידע
Copyright ©
פרקעמוד בית