Svjetlo

Obozavam fiziku! Ali i – filozofiju. I sta je onda najbolje? Pa citati fiziku, onad dio koji jos uvijek trazi neka fundamentalna objasnjenja i eto vas u sred filozfije. Ha, ha, ha, cuj „onaj dio“?! Koji dio?? Cijeloj fizici se trese temelj i pitanje je samo da li cu docekati da vidim ta rjesenja koja ce konacno otkriti tajne ovog naseg cudesnog univerzuma…

„I bi svjetlost!“, pise na pocetku Starog zavjeta. Ali mnogo se promijenilo od vremena kada su Jevreji pisali Zavjet! Prepisujuci, citirajuci sve i svasta do cega su dolazili (aleksandrijska Biblioteka!) od Demostena do Hamurabija, pravili su vlastitu selekciju. Steta sto su prepisivali od antickih mislilaca sa izrazitom skepsom (nisu razumjeli?), pa je to njihovo djelo zaprijetilo da se isina nikada ne sazna. Ali – da opisem nekih 500 godina jednom recenicom – zahvaljujuci Arapima (i nekim drugim Jevrejima), stize anticka misao do srca Evrope (Firenca) i bi sacuvana kako bi je 1905. Ajnstajn nadogradio odlucujucim objasnjenjem. Ispade spanska kraljica Izabela (Kolumbo, Inkvizicija…) najodgovonija za ovo novu progresivno usmjeravanje razvoja naseg znanja! Hvala Izabela.

O cemu se radi? O – svjetlosti. Kad je Biblija rekla to cuveno „i bi svjetlost“, oni su mislili na „prvi“ zrak svjetla koji je pao na Zemlju. Pa ono, istina je: jednom je morao doci taj prvi zrak, ali ne slazemo se oko datuma… Uglavnom da bi to sto danas uzimamo zdravo za gotovo i zovemo svjetloscu, doslo do naseg oka (uh, kakva nauka tek tu pocinje sa nama kao posmatracima!), morala je Zemlja da se okruzi magnetnim poljem (neka jednako odusevljeni fizikom primjete: novi izazov- sta je polje?). Do Ajnstajna se smatralo da je svjetlost talas (sta je talas?) elektrican, pa kad se sudari sa magnetnim poljem, postane elektromagnetski. Ali korak nazad u bazicnu, klasicnu fiziku…

Jeste li imali nekada polarizovane naocale? One u svom staklu imaju neke kristale koji se nadju na putu kretanja svjetla i lome ga (put) tako da nama Sunce bas ne bljesti kad gledamo ljeti okolo. To lomljenje zovemo polarizacija. Znaci ide zrak svjetla i udari u polarizacioni filter. Prelomi se i ide dalje. Kakav? Eee, umanjen za polovinu i sa vrlo karakteristicnim pravcem. Taj novi pravac se najbolje moze analizirati ako se redukovanom snopu postavi na put, novi polarizacioni filter. I sad, da ne duzim, krajnji efekat zavisi od medjusobnih uglova dva filtera. Pod 90 stepeni, nestace i ona druga polovina prvobitnog zraka (poslije prolaska kroz prvi filter), na nuli, procice sve i sve ostalo izmedju.

Ok, sad da izvucemo malo „naucniji“ zakljucak: svjetlo je elektromagnetni talas koji se krece ili svjetlost je krecuci (oprosticete, zelim reci – ono sto se krece) poremecaj, uznemirenje elektromagnetnog polja. Znaci imate elektromagnetno polje i nesto sto tuda prolazi i uznemirava harmoniju i mir polja. Ko je gledao „bezbroj“ filmova vidio je u filmovima naucne fantastike da neki predmet postane nevidljiv i da se krece kroz recimo polje zita ili sitni pijesak i onda ostavlja iza sebe trag.

Idemo dalje. Klasicna fizika je shvatila da polje stalno oscilira u svim pravcima, ali uvijek pod pravim uglom u odnosu na kretanje svjetla. Te oscilacije mogu biti kruzne, elipticne ili u istom pravcu kao i svjetlost, ali i naprijed-nazad, naizmjenicno, znaci u suprotnim smjerovima. Da bi mogli razmisljati dalje, a da nas ne uhvati panika, bijes i da ne bazimo sve zajedno sto dalje od sebe, ostanimo samo kod ovih oscilacija koje prate pravac (ravna polarizovana svjetlost). Zasto? Pa zato sto je u tom sistemu lakse predstaviti si pravce, uglove, smjer, kratko – vektor. Vektor je u fizici nasao svoje mjesto jer nas informise ne samo o pravcu, vec i o sadrzaju, energiji. I sad tu treba znati malo matematike, podsjetiti se Bojane Mavar i kosinusa (cos). Tamo-‘vamo i eto i pravca kretanja svjetla (pod odlucujucim uticajem filtera i njihovih medjusobnih odnosa) i energije u njoj (nije strasna ta matematika: energija je drugi korijen iz cos α, gdje je alfa ugao vektora).

1905.

Ajnstajn se pobunio protiv shvatanja da se svjetlost siri kao talas. Eksperimentirao je sa raznim metalima na koje pada svjetlost i primjetio je da u nekim situacijama, talas (ah, zrak) svjetla udarom u metal, oslobodi iz njegovog atoma elektron i tako proizvede kretanje struje: fotoleektricni efekat. Nije bio lijen, pa je mjerio i energiju oslobodjenih elektrona i zapanjio se konstatujci da se ne oslobadja ravnomjerna energija, kako bi se moglo ocekivati od udara talasa – ne, oslobadjaju se tu i tamo „paketi“ energije koje je on nazvao kvanta energije ili fotoni. Dalje je primjetio dvije fundamentalne stvari u vezi sa fotonima. Prva je da oni kada padnu (udare) u instrument ostave mjerljivi trag i drugi je da kada prolaze kroz polarizacijski filter oni prate sve one gore pomenute zakone „optike“ sa lomljenjem i promjenama pravca, ali svaki foton zadrzava svoju energiju. Sto ce reci da ako filter uzme dio zraka (uglovi), a energija se ne mijenja, to znaci da dio fotona prodje sa svojom originalnom energijom, a dio bude progutan, tj. ostane na filteru. Nobelova nagrada (ne za teoriju relativiteta, vec za fotone).