פוטון
פוטון הוא חלקיק של אור. הוא גם גל של אנרגיה. לפוטון אין מסה ויום אין לו מטען חשמלי. צבע של אור תלוי באנרגיה של הפוטון. פוטונים מתנהגים כגל וגם כחלקיק. הם יכולים לחרוג כמו גל ולהתאבך. הם גם נבלעים או נפלטים כיחידות אנרגיה שלמות. כאשר פוטון נתפס על ידי אטום, האטום יכול לעלות לרמת אנרגיה גבוהה. כשה...
דגל ואליס ופוטונה
דגל ואליס ופוטונה הרשמי הוא דגל צרפת. תושבים יש גם דגל מקומי. הוא אדום. יש ריבוע לבן ובתוכו סאלטייר (צלב אלכסוני) אדום. בפינה ליד התורן יש דגל צרפת. יש גם גרסה שבה הצלב לבן....
ואליס ופוטונה
ואליס ופוטונה הם שלושה איים קטנים באוקיינוס השקט. שמות האיים: ואליס, פוטונה ואלופי. היום הם שייכים לצרפת. המיסיונרים הצרפתיים הגיעו ב-1837 והביאו את הנצרות הקתולית. מאוחר יותר צרפת קבעה הגנה על האיים והם הפכו לשטח צרפתי. האי מחולק לשלוש מלכויות מסורתיות. הבירה נקראת מאטא אוטו על אי ואליס. יש גם בח...
אלקטרודינמיקה קוונטית
אלקטרודינמיקה קוונטית (QED) מסבירה איך אור ומסה שווים פועלים זה עם זה. פוטון הוא חלקיק של אור. אלקטרון הוא חלקיק קטן עם מטען חשמלי. QED אומרת שהאור מדבר עם חלקיקים טעונים. לא כל החלקיקים מדברים באותו אופן. הפוטון לא שולח פוטונים אחרים בדרך ישירה. האינטראקציה מתבצעת בדרך של העברת אנרגיה ותנע. מדעני...
נקודה קוונטית
נקודה קוונטית היא חלקיק קטן מאוד. ננומטר (יחידת אורך) הוא מאוד מאוד קטן. בנקודה קוונטית אלקטרון כלוא כמו כדור בבור. לכן יש לה רמות אנרגיה מיוחדות. הן קטנות עד עשרות ננומטרים. כל נקודה כזו מכילה כמה עשרות עד אלפי אטומים. החומר, הגודל והצורה קובעים איך היא מתנהגת. לפעמים בתוך נקודה קוונטית נוצרים אקס...
להט
להט היא מצב שבו גוף חם פולט אור. קרינה אלקטרומגנטית זה סוג של אור. בנורה של להט זורמים אלקטרונים. אלקטרון הוא חלקיק קטן. בחוט יש התנגדות, כלומר קשה להם לעבור. זה יוצר חום. החום עושה שאטומים, יחידות קטנות של חומר, יתעוררו. כשאטום חוזר למצב רגיל, הוא זורק פוטון. פוטון הוא חלקיק של אור. כשהטמפרטורה ע...
כימיה קוונטית
כימיה קוונטית משתמשת בכללים של פיזיקה קטנה כדי להבין חומרים. היא מסבירה איך אטומים ומולקולות מתנהגים. לפני המאה ה-20 מדענים גילו רעיונות חשובים. מקס פלאנק חשב שהאנרגיה ניתנת לחלקים קטנים. איינשטיין אמר שאור יכול להיות מורכב מחלקיקים קטנים שנקראים פוטונים. רעיונות אלה עזרו להבין כימיה ברמה קטנה. הא...
אפקט קומפטון
אפקט קומפטון הוא כשקרני X או גמא פוגעות בחומר ואורך הגל שלהן מתארך. אורך גל הוא המרחק בין גלים עוקבים. הגלה אותו ארתור קומפטון ב-1922. הוא ראה ששתי סוגי קרינה יוצאות אחרי פגיעה: אחת כמו המקור, ואחת ארוכה יותר. השיא הארוך גדול יותר כאשר מדדו בזווית חדה. הסבר פשוט: קרן האור מתנהגת כחלקיקים שנקראים פ...
אפקט קזימיר
אפקט קזימיר הוא כוח שמושך שני לוחות מתכת קרובים. זה ניבא פיזיקאי בשם קזימיר ב-1948. גם בריק יש שינויים קטנים באנרגיה. אלה נקראים תנודות קוונטיות (שינויים קטנים באנרגיה בריק). בין לוחות קרובים, רק גלי אור מסוימים יכולים להיכנס. לכן יש פחות "גלים" בין הלוחות מאשר מחוץ להם. תוצאה: הלחץ מבחוץ גדול י...
טונוס
טונוס שרירים הוא המתח הקטן שבשריר. הוא עושה שהגוף שומר על יציבה. "תנועה פסיבית" היא תנועה שעושים בלי שהאדם מזיז את עצמו. הטונוס נוצר כי עצבים בחוט השדרה שולחים אותות לשרירים. גם המוח שולח להם פקודות מה שמווסת את הטונוס. בזמן שינה עמוקה (REM) הטונוס קטן יותר. מכשיר שנקרא EMG מודד את הפעילות החשמלי...
מודל האטום של בוהר
מודל האטום של בוהר מ-1913 מראה את האטום כמו שמש קטנה במרכז. במרכז יש גרעין (החלק הקשיח והחיובי). סביבו מסתובבים אלקטרונים (חלקיקים קטנים וטעונים שלילית). ניסויים גילו שהאטום לא חלק. יש בו גרעין. המודל הפשוט לא הסביר למה האלקטרון לא נופל לגרעין. בוהר הציע פתרון פשוט. האלקטרון מסתובב במסלולים מיוחדי...
חישה מרחוק
חישה מרחוק היא דרך לקבל מידע על פני הארץ בלי לגעת בהם. את המידע אוספים מכלים כמו מצלמות על לוויין או מטוס. המערכת קולטת פוטונים. פוטון זהו חלקיק אור. הגלאי הוא המכשיר שקולט את האור. יש שתי שיטות עיקריות: פסיבית, שמשתמשת באור שקיים כבר, וכשמדליקים אור כדי למדוד קוראים לזה אקטיבית. הגלאי מפריד צבעי...
האפקט הפוטואלקטרי
כאשר אור חזק פוגע בחומר, הוא יכול לגרום ליציאת חלקיקים קטנים שנקראים אלקטרונים. זה נקרא אפקט פוטואלקטרי. האלקרטרונים האלה נקראים פוטואלקטרונים. האור כולל חבילות אנרגיה קטנות שנקראות פוטונים. כל פוטון הוא כמו כדור אנרגיה קטן. רק פוטון שיש לו מספיק אנרגיה יכול לדחוף אלקטרון החוצה מהחומר. יש דבר שנק...
התפלגות בוז-איינשטיין
זו דרך לתאר איך חלקיקים שנקראים בוזונים מתפלגים באנרגיה. בוזונים הם חלקיקים שאוהבים להיות יחד. פוטונים הם דוגמה לבוזונים. החוק פותח על ידי בוז ואז הושלם על ידי איינשטיין. ההתפלגות אומרת כמה חלקיקים יהיו בכל רמת אנרגיה במערכת חמה. בניגוד לחלקיקים אחרים, בוזונים יכולים לשתף את אותו מצב. אם יודעים ...
איון (פיזיקה)
איון (אניהילציה) קורה כשחלקיק פוגש את האנטי-חלקיק שלו. אנטי-חלקיק הוא גרסה הפוכה של החלקיק. שניהם נעלמים ואז יוצרים חלקיקים אחרים. לפעמים נוצר זוג חדש של חלקיק ואנטי-חלקיק. לפעמים נוצרים חלקיקים של אור שנקראים פוטונים. פוטון הוא חלקיק אור. יש חוקים שלא ניתנים לשבירה. למשל שימור המטען ושימור האנרגי...
יצירת זוג
שדה מגנטי גורם לחלקיקים להסתובב בכיוונים הפוכים. יצירת זוג היא כשהפוטון, חלקיק של אור, הופך לשני חלקיקים. אחד מהם הוא חלקיק רגיל והשני הוא אנטי‑חלקיק. אנטי‑חלקיק הוא כמו גרסה הפוכה של החלקיק. זה קורה רק כאשר הפוטון חזק מאוד, כלומר יש לו הרבה אנרגיה. התהליך לא קורה בריק. הוא קורה בתוך חומר, ליד גר...
תורת כיול
תורת כיול מסבירה איך חלק מהכוחות בטבע נראים כפי שהם. במקום לחשוב על חלקיקים בלבד, חושבים על שדות. שדה הוא דבר שממלא מקום ומייצר חלקיקים. מילה חשובה כאן היא "סימטריה". סימטריה אומרת שאי אפשר לזהות שינוי. לכל סימטריה יש חוק שומר, כמו מטען חשמלי ששומר על עצמו. אם הסימטריה משתנה מכל מקום למקום, צריך ...
בוזון כיול
בוזוני כיול הם חלקיקים קטנים שנושאים כוחות. חלקיקים, דברים מאוד קטנים. לפי תורת השדות הקוונטית (רעיון שמסביר חלקיקים), הם מעבירים כוח על ידי החלפה. יש שלושה סוגים חשובים. פוטון, נושא את כוח האור והחשמל. W ו‑Z, נושאים כוח חלש. גלואון, נושא כוח חזק. גלואונים לא יכולים להימצא לבד. הם נמצאים בתוך ...
מסת מנוחה
מסת המנוחה היא המסה של גוף כשמסתכלים עליו ממקום שנע איתו. היא זהה לכל הצופים. אם במערכת יש חלקיקים שנעים זה ביחס לזה, הם מוסיפים אנרגיה. לכן המסה הכוללת יכולה להיות גדולה יותר מהמסות של החלקיקים בנפרד. לפוטונים, שהם חלקיקי אור, יש מסת מנוחה אפס. שינויים במסת המנוחה יכולים להפוך לאנרגיה. בביקוע גר...
שזירה קוונטית
שזירה קוונטית היא קישור מיוחד בין חלקיקים. אם מודדים חלקיק אחד, מצב החלקיק השני נקבע מיד. זה קורה גם כשהחלקיקים רחוקים מאוד. איינשטיין קרא לזה "פעולה רפאית". מדענים כמו איינשטיין וצוותו הרימו שאלות על הרעיון הזה. אחר כך שרדינגר קרא לתופעה "שזירה". בזמן האחרון ראו שזירה גם בחלקיקים יחסית גדולים. מד...
ניסוי אליצור-ויידמן
ניסוי אליצור-ויידמן הוצע ב-1993 על ידי אבשלום אליצור ולב ויידמן. הניסוי משתמש ברעיון של סופרפוזיציה (כאשר חלקיק יכול להיות בשני מקומות בו זמנית). הוא מראה איך אפשר לגלות פצצה בלי לגעת בה. "מדידה ללא אינטראקציה" פירושה לגלות משהו בלי לפגוע בו. שולחים פוטון אחד. הפוטון מתחלק לשני מסלולים. אחד עובר ל...
עקרון המקומיות
עקרון המקומיות אומר שרק דברים קרובים יכולים להשפיע זה על זה. כשאנו מדברים על כוח חשמלי, ההשפעה עוברת דרך פוטונים. פוטון זה חלקיק אור שמעביר כוח. פיזיקאים עובדים לעתים קרובות עם מערכת מבודדת. זה מקום שבו אפשר להתעלם מהדברים האחרים בסביבה. בלי המקומיות אי אפשר להפריד מערכת כזו. מכניקת הקוונטים מציגה...
מכניקת הקוונטים
מכניקת הקוונטים היא ענף בפיזיקה שחוקר דברים מאוד קטנים. זאת פיזיקה של אטומים וחלקיקים. במערכת קוונטית, אנרגיה יכולה להופיע במנות קטנות שנקראות קוונטים. לכן חלקיק יכול להיות רק ברמות מסוימות. לפני יותר ממאה שנה מקס פלאנק אמר שאנרגיה באה במנות. אחר כך איינשטיין דיבר על פוטונים, מנות של אור. מדענים...
ריצ'רד פיינמן
ריצ'רד פיינמן (1918, 1988) היה פיזיקאי אמריקאי. פיזיקאי הוא מדען שחוקר את הטבע ואת הכוחות. נולד בקווינס, ניו יורק. כילד אהב לתקן רדיו ולהכין ניסויים בבית. למד במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס ושימש במלחמה בעבודות מדע בפרויקט מנהטן. אשתו חלתה ונפטרה בזמן המלחמה. אחרי המלחמה לימד שנים רבות במכון קליפורניה...
דואליות גל-חלקיק
דואליות גל-חלקיק לפעמים דברים קטנים מתנהגים כמו גל ולפעמים כמו חלקיק. זה קורה בחומר ובאור. מחשבות על אור וחומר ישנו זמן רב. חלק חשבו שהאור הוא גל. אחרים חשבו שהוא עשוי חלקיקים קטנים. ניסויים הראו שאור מתנהג כמו גל. מדענים כמו מקסוול הראו שהאור הוא גל חשמלי-מגנטי. החומר בנוי מאטומים. האידאה הז...
הספקטרום האלקטרומגנטי
הספקטרום האלקטרומגנטי הוא כל סוגי הגלים של האור. תדירות היא כמה פעמים גל חוזר על עצמו בשנייה. אורך גל הוא המרחק בין שתי פסגות של גל. גלים אלה נותנים לנו מידע על כוכבים. אפשר לדעת מה הם עשויים, כמה הם חמים ואיזו מהירות יש להם. הגלים משמשים גם בטלפונים, בשידורי טלוויזיה, בסיבים אופטיים ובבדיקות רפו...
תורת השדות הקוונטית
תורת השדות הקוונטית אומרת ששדות הם הבסיס לטבע. שדה הוא משהו שממלא מקום וזמן. חלקיקים הם "גלים קטנים" בשדה. שדות מסבירים חלקיקים וכוחות. חלק מהשדות עושים חומר. חלק אחרים עושים כוחות. חלקיק לא הולך דרך מסלול אחד בלבד. יש לו הרבה מסלולים אפשריים. צריך לסכם את כל המסלולים כדי לדעת מה יקרה. אלקטרון מו...
חלקיק
חלקיק הוא רעיון בפיזיקה. זה גוף קטן עם מקום ומהירות. בחשיבה הפשוטה הוא קשיח ולא מתעוות. לעתים מדברים על "חלקיק נקודתי". זה אומר שמזניחים את הגודל שלו ומסתכלים רק על נקודה אחת. מדענים גילו שאטומים אינם רק נקודות קטנות. הם מורכבים מבפנים. מכניקת הקוונטים אומרת שלחלקיקים יש גם תכונות של גל. מיקום ...
כוחות היסוד
יש ארבעה כוחות שעובדים בעולם. הם קובעים איך חלקיקים ואובייקטים נעים ומתקשרים. הכבידה מושכת מסות אחת לשנייה. זה מה שגורם לכדור ליפול ולכוכבים להסתובב. ניוטון תיאר את הכבידה, ואיינשטיין הסביר אותה טוב יותר בעזרת מרחב-זמן. הכבידה חלשה, אך פועלת למרחקים עצומים. כוח זה פועל בין חלקיקים עם מטען חשמלי...
אנטי-חלקיק
אנטי-חלקיק הוא כמו בן זוג לחלקיק. (בן זוג = יש לו אותה מסה אבל מטען הפוך.) לדוגמה, האלקטרון שלילי והפוזיטרון שלו חיובי. את הרעיון הציע פול דיראק ב-1928. הפוזיטרון נמצא ב-1932. כשהחלקיק והאנטי-חלקיק נפגשים הם הופכים לאנרגיה. (אנרגיה היא הצורה שהחומר הופך אליה.) האנרגיה יכולה לצאת כקרינה, כמו פוטוני...
קבוע פלאנק
קבוע פלאנק הוא מספר very קטן שמופיע במדע על אור וחלקיקי־חומר. הוא קיבל את שמו ממקס פלאנק. הוא עזר להבין שאנרגיה באה בחלקים קטנים. חלק קטן כזה נקרא קוונט. פוטון הוא חלקיק של אור. ככל שהתדירות שלו גדולה יותר, האנרגיה של הפוטון גדולה יותר. התדירות היא כמה תנודות יש בגל בשנייה. הסימון הפשוט הוא h. הע...
תבנית:טבלת חלקיקים יסודיים
u קווארק למעלה d קווארק למטה e אלקטרון νe נייטרינו אלקטרוני קווארק (חלקיק קטן). נייטרינו (חלקיק קל). c קווארק קסום s קווארק מוזר μ מיואון νμ נייטרינו מיואוני t קווארק עליון b קווארק תחתון τ ντ נייטרינו טאואוני γ פוטון W בוזון W Z בוזון Z g גלואון H בוזון היגס...
ראייה
ראייה היא איך אנו מקבלים מידע מהעולם בעזרת אור. העיניים והחלק שבמוח שעוזר להן יחד מהווים את מערכת הראייה. אור בנוי מחלקיקים קטנים שנקראים פוטונים. פוטונים חוזרים מעצמים ונכנסים לעין. צבע הוא מותנה לאורך הגל (האורך בין גלים). האדם רואה אור בטווח של כ־390, 750 ננומטר. חלק מבעלי החיים רואים גם אור שאנ...
קרינת גמא
קרינת גמא היא סוג חזק של אור שלא רואים. היא מייננת. מייננת אומרת שהיא יכולה לגרום לשינויים בתאים. קרינת גמא יוצאת ממרכז האטום, שנקרא גרעין. גרעין זה יכול להפסיק להיות מעורר ולשחרר פוטון. פוטון זה הוא חתיכת אור קטנה בלי מסה. היא חודרת חומרים טוב. היא יכולה לעבור דרך מים ורקמות. צריך הגנה כדי לא להי...
אופטיקה
אופטיקה היא מדע שעוסק באור. אור = מה שאנו רואים. האופטיקה מסבירה איך רואים דברים בעין וכיצד עובדים משקפיים ומצלמות. גם מראות, מיקרוסקופים וטלוּסקופים קשורים לאופטיקה. תופעות טבע כמו קשת בענן, מראיות (אשליה במדבר), והילה סביב הירח קורות בגלל אור. האור אפשר להסביר בשלוש דרכים פשוטות: 1) קרן, קו של ...
מהירות האור
מהירות האור היא כמה מהר האור נע בחלל הריק. ערכה הוא כ־300,000 קילומטר לשנייה. נהוג לכתוב אותה באות c. המטר הוגדר לפי מרחק שאור עובר בזמן קטן. אור נע בריק במהירות c. פוטון הוא חלקיק של אור. חלקיקים עם מסה לא יכולים להגיע למהירות הזו. ניסוי הוכיח שהמהירות היא אותה מהירות לכל כיוון. איינשטיין אמר שזה ...
הכוח האלקטרו-חלש
הכוח האלקטרו-חלש מאחד שני כוחות: הכוח החלש והכוח האלקטרומגנטי. כשהיקום היה חם מאוד, שני הכוחות היו אחד. אחר כך הם נפרדו. יש חלקיקים שנושאים את הכוח. חלקיקים אלה נקראים בוזוני כוח. שלושה מהם קיבלו מסה בתהליך שנקרא שבירת סימטריה. הפוטון הוא החלקיק של האור. הפוטון לא מקבל מסה. המנגנון הזה קשור לבוז...
אלקטרומגנטיות
אֵלֶקְטְרוֹמַגְנֵטִיּוּת היא חקר החשמל והמגנטים. אלה קשרים שמסבירים גם את האור. מטענים זהים דוחים. מטענים הפוכים מושכים. מטען חשמלי הוא משהו שגורם למשיכה או דחייה. ככל שהמרחק גדול יותר, הכוח נחלש מהר יותר. כוח מגנטי פועל כשמטענים נעים. זרם חשמלי יכול ליצור מגנט. לא מצאו אי פעם מטען מגנטי בודד. מפנ...
חלקיק יסודי
חלקיק יסודי הוא חלקיק שלא ניתן לפוצץ אותו לחלקיקים קטנים יותר. אטום בנוי מאלקטרון, פרוטון ונייטרון. פרוטון ונייטרון בנויים מקווארקים. קווארק הוא חלקיק קטן מאוד. המודל הסטנדרטי מסביר את רוב החלקיקים. יש בו שני סוגים עיקריים: פרמיונים (חלקיקי חומר) ובוזונים (חלקיקי כוח). המודל טוב, אבל לא מסביר את ...
פאיון
פאיון הוא חלקיק קטן מאוד בעולם החלקיקים. הוא עשוי מקווארק (חלקיק קטן שמרכיב פרוטונים) ואנטי-קווארק (הגרסה ההפוכה שלו). יש שלושה סוגים: חיובי, שלילי ונייטרלי. פאיון הוא מהקלים ביותר בין החלקיקים המורכבים. הוא עוזר "להדביק" פרוטונים ונייטרונים בגרעין. זה נעשה על ידי כוח גרעיני (הכוח שקושר את גרעין הא...
המודל הסטנדרטי
המודל הסטנדרטי מסביר חלק גדול מעולם החלקיקים. הוא מתאר שלושה כוחות: כוח חזק, כוח חלש וכוח חשמלי (אלקטרומגנטי). המודל לא כולל את הכבידה. יש שני סוגי חלקיקים עיקריים: פרמיונים ובוזונים. פרמיונים הם חלקיקים של חומר. (הסבר: הם בעלי תכונה בשם ספין חצי.) דוגמאות: אלקטרון ונייטרינו. קווארקים בונים פרוט...
לחץ טורגור
לחץ טורגור הוא הלחץ שבתא צמחי. המים נכנסים לתא ודוחקים את קרום התא אל הדופן הקשה. כאשר סביבת התא מכילה פחות מלחים, מים עוברים לתא. החלולית, כיס מים גדול בתא, מתמלאת. הדופן הצמחית מונעת מהתא להתנפח יותר מדי. כך נוצר לחץ פנימי שמקנה לצמח יציבות. תאים של חיות בדרך כלל לא יכולים לעמוד בלחץ הזה. הם ...
מונוכרומטיות
מונוכרומטיות פירושו אור בצבע אחד בלבד. אורך גל הוא המרחק בין שני שיאים של גל. מקור מושלם כזה לא קיים באמת. חוק פיזיקה בשם הייזנברג מונע זאת, ולכן יש רק "כמעט" מונוכרומטיים. אפשר להפוך אור לבן לצבע אחד בעזרת מסנן צר. לייזר נותן אור מדויק ומסודר, ולכן הוא כמעט תמיד מונוכרומטי וקוהרנטי. קוהרנטי זה אומ...