Kislexikon

 

általános relativitáselmélet
A gravitáció Einstein által 1915-ben közzétett elmélete, melynek alapja az ekvivalencia-elv, azaz minden tehetetlenségi erő (pl. a centrifugális erő is) gravitációs erőként fogható fel.

annihiláció (szétsugárzás)
Ha egy részecske találkozik antirészecske párjával, akkor mindketten megsemmisülnek és teljes energiájuk két foton formájában sugárzódik szét.

antirészecske
Mindenféle részecskének van egy neki megfelelő antirészecske párja, melynek azonos a tömege, de ellenkező az elektromos, a gyenge és az erős töltése. Például az elektron antirészecskéje a pozitron. Néhány részecske esetén az antirészecske azonos a részecskével, ilyen a fény részecskéje, a foton.

centrifugális erő
A centrifugális erő forgó rendszerekben fellépő tehetetlenségi erő, mely a forgástengelyre merőleges irányú és a tengelytől mért távolsággal arányos. Ennek következménye például az, hogy kanyarodó járműben a körívhez képest mindig kifelé dőlünk.

Coriolis-erő
Forgó rendszerekben ható eltérítő erő, mely mozgó testekre hat. A Föld felszínén például a Coriolis-erő oly módon téríti el a mozgó légtömegeket, hogy felhőörvények keletkeznek, melyek az északi féltekén az óramutató járásával ellentétes, a délin pedig azzal megegyező irányba forognak.

determinisztikus elmélet
Ha ismert egy fizikai rendszer kezdeti állapota és az, hogy a környezete milyen hatással van rá, akkor a természettörvényeket kifejező matematikai egyenletek megoldásával az állapot bármely későbbi időpontra kiszámítható.

dinamika (erőtan)
Az erőhatások tana, mely a mozgás ok-okozati összefüggéseivel és a testek kölcsönhatásaival foglalkozik.

elektromágneses sugárzás
Az elektromágneses sugárzás egymásra merőlegesen haladó, oszcilláló elektromos és mágneses tér, mely a térben hullám formájában terjed energiát és impulzust szállítva. Részecskéi (kvantumai) a fotonok. A 380 és 780 nm közötti hullámhosszú elektromágneses sugárzás az emberi szem számára is látható.

az elektron saját impulzusnyomatéka
Az elektron spinje (az elektron belsejébe képzelt "forgástengely" körüli impulzusmomentum) az elektron olyan belső, alapvető és elvehetetlen jellemzője, mint a tömege és az elektromos töltése. Az elektron, "forgástengelye" legszívesebben a mágneses térrel párhuzamosan áll be. Ennek megfelelően az elektronhoz mágneses momentumot is rendelhetünk.

éterhipotézis
Augustin Fresnel (1788-1827) által bevezetett gondolat, miszerint a világmindenséget finom anyag tölti ki, amelynek rezgési állapota terjed tova a fényben. A világéter e szerint abszolút vonatkoztatási rendszert jelöl ki.

fekete lyuk
A legnagyobb tömegű csillagok pusztulása során keletkező rendkívül sűrű objektum, melynek felszínén a gravitációs gyorsulás értéke akkora, hogy semmilyen anyagi részecske, de még a fénysebességgel induló foton sem tud távozni róla. Ezért az objektum egy külső megfigyelő szemével valóban fekete lyuk.

fotoeffektus (fényelektromos hatás)
Heinrich Hertz és Wilhelm Hallwachs 1887-ben megfigyelte, hogy ha fémlemezre megfelelően rövid hullámhosszú fény esik, akkor abból elektronok lépnek ki. A későbbi kísérletek megmutatták, hogy a kilépő elektronok száma a fény erősségétől (intenzitásától), energiájuk a fény hullámhosszától függ. A jelenséget a fény kvantumos természetének feltételezésével 1905-ben Einstein értelmezte, amely eredményéért 1921-ben Nobel-díjat kapott. Számos, a gyakorlati életből is ismert eszköz (pl. napelem) ezt a jelenséget használja ki.

foton (fénykvantum)
Einstein 1905-ben felismerte, hogy a hullámtermészetűnek ismert elektromágneses sugárzás (fény) bizonyos estekben úgy viselkedik, mintha kis részecskékből állna, melyek energiája hv ahol v a sugárzás frekvenciája, h az ún. Planck-állandó. A hv szorzat az elektromágneses sugárzás energiájával kapcsolatban már korábban, Planck munkássága során felmerült, ő azonban ezt csak matematikai segédeszköznek tekintette. Einstein volt az, aki a fénykvantumoknak - más néven fotonoknak - fizikai realitást tulajdonított. A hullám-részecske kettős természet később a kvantumelmélet egyik alapgondolatává vált.

Galilei-féle relativitási elv
A klasszikus mechanika törvényei minden inerciarendszerben igazak.

gamma-sugárzás
A radioaktív sugárzás egy formája. A gamma-sugárzás mint elektromágneses sugárzás hasonló jelenség, mint a látható fény. A különbség csupán abban áll, hogy energiája akár milliószorosa is lehet a látható fényrészecskéének. Amikor egy elektron találkozik antirészecske párjával, egy pozitronnal, akkor kölcsönösen megsemmisülnek, miközben gamma-fotonok keletkeznek.

hőmérsékleti sugárzás
Amikor nő a testek hőmérséklete, elektromágneses sugárzást (pl. látható fényt: "vörösen izzik") bocsátanak ki, mely idealizált esetben csak a test hőmérsékletétől függ (és nem függ például attól, hogy hogyan melegítettük a testet korábban). Az ilyen sugárzást feketetest-sugárzásnak is szokás nevezni. A hőmérsékleti sugárzás intenzitásának frekvencia (hullámhossz) szerinti függését a klasszikus elmélet nem tudta jól visszaadni, hiszen a frekvencia növekedésével az energia is végtelen nagyra nő, ami a valóságban természetesen nem lehetséges. Az ellentmondást a hőmérsékleti sugárzás kvantummechanikai leírásával Max Planck oldotta meg (Planck-függvény).

inerciarendszer
Olyan vonatkoztatási rendszer, melyben a testek megőrzik nyugalmi helyzetüket, vagy egyenes vonalú egyenletes mozgásukat, amíg valamilyen erő nem hat rájuk. Úgy is fogalmazhatunk: inerciarendszer az, amelyben teljesülnek a Newton-törvények.

interferencia
Hullámok találkozásakor fellépő jelenség. Ha egy pontban kettő vagy több hullám találkozik, akkor ebben a pontban a hullámok összeadódnak. Ha két azonos frekvenciával rezgő hullámforrás által kibocsátott hullámok adódnak össze, akkor a két hullám egy pontban erősítheti vagy gyengítheti egymást. Ebben az esetben időben állandó hullámkép alakul ki, ezt a jelenséget nevezzük interferenciának.

izotróp
Térbeli iránytól független.

kinematika (mozgástan)
Mozgások leírásával foglalkozó tan, mely nem foglalkozik a mozgások okaival és a testek kölcsönhatásaival.

koppenhágai értelmezés
A kvantummechanika statisztikus értelmezése szerint a hullámfüggvény a kvantummechanikai objektumokat csak valószínűségi értelemben jellemzi. Ezzel szemben Bohr és Heisenberg fogalmazta meg a koppenhágai értelmezést, mely szerint a hullámfüggvény nem csak valószínűségi értelemben jellemzi a kvantummechanikai rendszert. Egy mérés során nem a vizsgált objektum állapotáról, hanem a mérőműszerrel kölcsönhatásba került objektumról kapunk információt, vagyis a valóság minden részlete hűen és kimerítően tükröződik a kvantumállapotban.

kozmikus háttérsugárzás
Az a milliméteres és centiméteres hullámhossztartományban észlelhető rádiósugárzás, mely a Világegyetem minden irányából egyenlő intenzitással érkezik. A ma elfogadott elmélet szerint a sugárzás kb. 300 000 évvel az Univerzum születése, az Ősrobbanás után keletkezhetett, amikor az Univerzum hőmérséklete kb. 3000 K volt. A kozmikus háttérsugárzás hőmérséklete a Világegyetem folyamatos tágulása miatt azóta is csökken, jelenleg kb. 3 K.

kvantummechanika
Az elemi részecskék fizikájának elmélete. Egy rendszer pillanatnyi állapotát a rá jellemző mérhető tulajdonságok valószínűségi eloszlásával (hullámfüggvénnyel) jellemzi. A kvantummechanika szakít a 19. század végéig a klasszikus fizikában uralkodó determinizmussal.

Lorentz-transzformáció
Áttérés egyik inerciarendszerről a másikra: a Lorentz-transzformáció egy-egyértelmű megfeleltetést teremt egy pontszerű esemény két inerciarendszerben mért helykoordinátái és időadatai között.

mechanika
Az anyagi testek mozgásának törvényszerűségeivel foglalkozó tan. Három területe van: a kinematika (mozgástan), a dinamika (erőtan) és a statika, mely a testek egyensúlyi állapotával foglalkozik.

Michelson-féle interferométer
Az éterhipotézis támogatói szerint az éterben a fénysebesség iránytól függetlenül ugyanaz az érték, míg az éterhez képest mozgó rendszerben, így a Nap körül keringő Földön a fénysebesség függ a fényterjedés irányától. Ennek kísérleti igazolására szerkesztették a Michelson-féle interferométert, mely a fényinterferencia elvén képes kimutatni a fényterjedés irányfüggését. A kísérleti eredmények azonban sorra megcáfolták az éterhipotézist.

perihélium
Egy Nap körül keringő égitest (pl. bolygó, üstökös) pályájának a Naphoz legközelebb eső pontja.

PET-készülék
Pozitron emissziós tomográf. Olyan képalkotó eszköz, mely az elektron-pozitron szétsugárzás jelenségére épül. A PET az emberi szervezet belsejéről készít különböző felvételeket.

pozitron
Az elektron antirészecskéje. Mivel az elektron negatív elektromos töltéssel rendelkezik, a pozitronnak ugyanakkora, de pozitív előjelű az elektromos töltése.

relativisztikus
Olyan mozgások leírásával foglalkozó elmélet, amelyek sebessége a hétköznapi életben megszokott nagyságrendekhez képest jóval nagyobb, összemérhető nagyságú a vákuumbeli fénysebességgel.

Riemann-féle görbült téridő
A nem euklideszi "görbült" tér geometriáját (mely abból a feltevésből indul ki, hogy egyetlen olyan pont sem létezik, amelyen át egy adott másik egyenessel párhuzamos egyenes húzható) Riemann kezdte kidolgozni. Többek között Riemann munkássága segítette Einsteint ahhoz a gondolathoz, hogy a téridő nagy tömegek környezetében nem euklideszi törvényeket követ, hanem a Riemann-féle szabályokat.

speciális relativitáselmélet
A fizikának Albert Einstein által 1905-ben megalkotott ága, mely feloldja a Maxwell-elméletbeli állandó fénysebesség és a newtoni mechanika sebesség-összeadása közötti ellentétet. Azért speciális, mert nem foglalkozik gyorsuló rendszerekkel. Az elmélet kiinduló gondolata a speciális relativitás elve, mely szerint nincs abszolút vonatkoztatási rendszer (éter), továbbá a fény minden rendszerben izotróp módon terjed.

súlyos tömeg
A Föld tömegének gravitációs ereje minden tömegre, így például testünkre is hat. A földfelszíni gravitációs gyorsulás (g) gyorsítani igyekezne a testeket a Föld közepe felé, a Föld szilárd felszíne miatt azonban a talpunk és a talaj között támaszerő ébred. Ez az erő arányos a test "súlyos" tömegével.

tehetetlen tömeg
Egy test gyorsítása során fellépő tehetetlenség mértékét jellemzi. Pl. kanyarodó (= gyorsuló) buszban, ha nem kapaszkodnánk, a "tehetetlen" tömegünk miatt eldőlnénk.

téridő
Newton szerint az idő teljesen elkülönül a térbeli viszonyoktól. A tér és az idő függetlensége Einstein relativitáselméletében megszűnik, a három térdimenzióhoz negyedikként az időtengelyt hozzávéve kapjuk a négydimenziós téridőt. Az általános relativitáselmélet a tömegvonzást a téridő geometriájának görbületeként írja le. Pl. a Nap tömege által meggörbített téridőben a bolygók erőmentes tehetetlenségi pályákon mozognak.

torziós inga
A torziós ingát Eötvös Loránd a gravitációs mező tanulmányozásához fejlesztette ki. A torziós inga egy igen vékony szálra függesztett rúdból áll, amelynek végén mérőtömegek helyezkednek el. A tömegekre ható erő következtében a szál elcsavarodik. Az elcsavarodást a rúdra erősített tükörre eső fénysugár segítségével optikai úton mérik. Eötvös mérései szerint a testek tehetetlen és súlyos tömege igen nagy pontossággal megegyezik.

vonalas színkép (spektrumvonal)
Fraunhofer német fizikus 1814-ben a Nap színképét vizsgálva abban sötét vonalakat fedezett fel. Ha egy testet felizzítunk, az általa kibocsátott fény spektruma szintén vonalas szerkezetű. Mivel a vonalak a testet alkotó atomokra, molekulákra jellemzők, a spektrumvonalak tanulmányozásával (színképelemzés) a test anyagi összetételére következtethetünk.

vöröseltolódás
A látható fény hullámhossza a legrövidebb ibolya színtől a kék-zöld-sárga-narancson át a legnagyobb hullámhosszúságú vörösig terjed. Ha a megfigyelt fény hullámhossza bármilyen okból megnövekedik, akkor vöröseltolódásról beszélünk, hiszen az eredetileg kibocsátott hullámhosszhoz viszonyítva a megfigyelt fény hullámhossza a vörös szín felé tolódott. Vöröseltolódást tapasztalunk távolodó galaxisok színképvonalaiban, amiből következtetni lehet a forrás sebességére és - közvetve - a távolságára. De a fotonok hullámhosszának megváltozását okozza erős gravitációs tér is (gravitációs vöröseltolódás).