Materija i energija

Čovek svojim pogledom registruje i vidi da postoji materija. Međutim materija nije jedino što ispunjava prostor u kome i čovek postoji. Osim materije u celokupnom prostoru postoji i energija za koju se, uz malo bolje analiziranje može reći da je daleko prisutnija u odnosu na materiju. Energija nije ništa drugo do materija koja je tokom određenih procesa transformisana iz materije u energiju. Prilikom transformacije materije događaju se takvi procesi u kojima sama materija gubi osobine koje je ranije imala, a dobija sasvim drugačije osobine u odnosu na one koje je imala u svom materijalnom obliku. Tako da ako se sagledavaju materija i energija zajedno, shvata se da je to ipak jedna celina koja u osnovi nije deljiva, osim u slučaju kada se opisuju ili definišu njihove osobine. Da nema materije ne bi bilo ni energije i obratno da ne postoji energija koja uslovljava kretanje materije, ali i njene transformacije, ne bi ni ona sama mogla da postoji.

Detaljnom analizom materije i energije uočava se određena pravilnost koje ih objedinjuje, a od čega zavise njihove osobine. Ta pravilnost se ogleda u tome da materija ima svoje oblike u fizičkim telima koja imaju određene dimenzije. Iz toga dalje sledi da i energija mora imati svoje oblike u određenim dimenzijama. Od tih dimenzija zavise i njihove osobine sa kojima se one ispoljavaju! Granica između materije i energije može jedino da zavisi upravo od dimenzija; Na osnovu toga moguće je zaključiti da; Ako osobine materija zavise od dimenzija, logično je da i osobine energije zavise od onih delova materije (čestica) koji prenose energiju! U suštini, energija jeste materija, ali su njene osobine izmenjene upravo zato što su pre-nosioci energije izuzetno malih dimenzija.
Materija ili energija onda kada više nije čestica, ona postaje talas. Dakle materija koja više nije čestica postaje energija koja se prenosi putem talasa! Ovi talasi imaju različite dužine, tako da će od njihovih talasnih dužina zavisiti i osobine energije (talasa). Iz toga dalje sledi da su talasi manjih dimenzija, pa zato kao takvi mogu imati drugačije osobine u odnosu na čestice. A jedna od tih osobina je da moraju imati i veće brzine prostiranja (kretanja) kroz prostor. Energija manjih talasnih dužina ima veću pokretljivost u prostoru. A ova pokretljivost ne zavisi samo od talasnih dužina, koje u suštini određuju dimenzije talasa (energije), nego i od njihove brzine kretanja ili prostiranja. Iz svega navedenog sledi da; različite talasne dužine imaju različite brzine kretanja.

Veličine kojima se opisuju talasi jesu:
  Talasna dužina je rastojanje koje pređe talas, za vreme dok data čestica napravi jednu oscilaciju (za jedan period).

  Brzina talasa i njegovo prostiranje zavise od dužine talasa i frekvencije oscilovanja, (jednaka je proizvodu talasne dužine i broju oscilacija u jedinici vremena (frekvencije oscilovanja)).

U zavisnosti od pravca oscilovanja čestica, u odnosu na pravac njihovog kretanja, talasi mogu biti:

1. Transverzalni

2. Longitudinalni.

Kod Transverzalnih talasa, čestice sredine osciluju normalno na pravac kretanja talasa.
Dok kod Longitudinalnih talasa, čestice osciluju u pravcu kretanja talasa. 

 Osim matematičkog definisanja i opisa talasa, mogu se sagledati talasi i po fizičkim osobinama koje imaju. Najviše rasprostranjeni i najprisutniji poznati talasi su:

ELEKTROMAGNETNI TALASI

-Kod ovih talasa, Električno polje je normalno na magnetno i oba polja su normalna na pravac prostiranja talasa (elektromagnetni talas je transverzalan).

-Elongacija električnog jednaka je elongaciji magnetnog polja.
-Električno i magnetno polja osciluju u fazi.

Ako se za navodi da EM talas koji je transverzalan postoji samo kod čvrstog stanja, da li je onda i svetlost kao deo EM talasa transverzalan talas? Budući da se prostire kroz sredinu koja uglavnom nije u čvrstom stanju, to treba da znači da svetlost takođe i uglavnom ima osobine longitudinalnih talasa.

Karakteristike EM talasa su;
 - Brzina EM talasa se odnosi na brzinu kojom se talas prostire. Najveća brzina smatra se da je u vakumu:

c = 300 000 km/s.  

Iako nikada nije merena u uslovima gde postoji vakum, ipak ova brzina se smatra da je najveća?
 - U drugim sredinama je manja, a zavisi od magnetnih i električnih osobina date sredine. Mada se radio talasi uglavnom koriste u sredini gde atmosfera može da utiče na njihovu brzinu, ova brzina nikada nije merena, tako da se smatra da je jednaka, ista ili slična najvećoj koja je trenutno definisana.

EM talasom se prenosi energija od izvora talasa, (a ne prenosi se masa), iz čega se vidi da energija zavisi od talasa. Intenzitet talasa se definiše kao energija koju talas prenese u sekundi, po jedinici površine normalnoj na pravac prostiranja talasa.

I= snaga/površina (W/m2)   • snaga=energija/vreme

 

Elektromagnetni talasi prenose specijalni oblik energije koji se opštim imenom naziva zračenje. Primeri ove energije su svetlosni talasi, radio-talasi, mikrotalasi i X-zraci (rentgen). Zračenje se prostire i kroz vakum, gde izgleda da nema nikakve materije, ali zato ima ogromnih količina energije od koje zavisi ustrojstvo i opstanak materije u obliku koji je poznat. Smatra se da svi elektromagnetni talasi, uključujući i svetlost, putuju kroz vakum brzinom od 300 000 kilometara u sekundi, iako ova brzina nikada nije merena u vakumu.