Pokaż spis treści
Wróć do informacji o e-podręczniku
Nauki ścisłe z fizyką na czele znowu zaczynają być modne! Czołowi fizycy i astrofizycy cieszą się sławą porównywalną z tą, jaka jest udziałem gwiazd popkultury, a legendarni uczeni, tacy jak Albert Einstein stają się ikonami, które można dostrzec na koszulkach, plakatach zdobiących nasze pokoje, w artystycznym graffiti, a nawet na tatuażach

I znowu ta fizyka! Takie westchnienie pewnie towarzyszy niektórym z was, kiedy zaczynacie czytać lub nawet tylko przeglądać ten podręcznik. A przecież to dzięki fizyce istnieją komputery, monitory, tablety. To dzięki fizyce potrafimy nadawać i odbierać sygnały czy budować sieci komputerowe. Ci z was, którzy korzystali z naszego podręcznika już w gimnazjum, mogli przeczytać, jak badanie właściwości ciał stałych doprowadziło do odkrycia półprzewodników, co z kolei umożliwiło budowę procesorów wykonujących miliardy operacji na sekundę, skonstruowanie pamięci o rozmiarach paznokcia i produkcję małych czytników e‑booków, zawierających teść książek, które jeszcze nie tak dawno zajmowały wiele regałów.

Aby to wszystko poznać i zrozumieć, trzeba lat nauki, a także studiów na uczelni. Ale my, autorzy niniejszego podręcznika, zabierzemy was na krótką wycieczkę. Krótką, bo trwającą tylko trzydzieści kilka lekcji. Podczas tej podróży opowiemy, co działo się w ciągu tysięcy lat. Przeczytacie o tym, jak myśliwi w epoce kamienia łupanego spoglądali w rozgwieżdżone niebo, jak kapłani i uczeni egipscy, sumeryjscy i greccy zapisywali ciekawe zjawiska, a także jak postały pierwsze teorie budowy świata, które próbowały wyjaśnić to, co widać. Wycieczka będzie krótka, bo najważniejsze jest dla nas to, abyście sami jak najwięcej zobaczyli i zrozumieli.

Nasza podróż zacznie się od przyjrzenia się niebu. Ale nie tylko przez chwilę. Mamy nadzieję, że przeprowadzicie samodzielnie wiele obserwacji. Bo zjawiska astronomiczne trwają i powtarzają się w czasie wielu godzin, dni, lat, a nawet wieków. Poświęcimy także trochę uwagi historii całego Wszechświata, trwającej prawie 14 miliardów lat. Zobaczymy, jaką drogę przeszła ludzkość od momentu, kiedy zaczeła obserwować zmiany na niebie, do chwili, kiedy zaczęła sobie zadawać pytanie: „dlaczego?”. Dlaczego planety krążą wokół Słońca (jak wiecie, to nie było od razu takie oczywiste)? Odpowiedzią stało się prawo powszechnej grawitacji, sformułowane przez Izaaka Newtona. Ale wcześniej ważnych odkryć dokonali Arystarch z Samos, Klaudiusz Ptolemeusz, Mikołaj Kopernik, Jan Kepler, Galileusz – wymieniamy tu tylko niektórych uczonych. Prawo grawitacji i matematyka rozwijana na potrzeby fizyki oraz astronomii pozwoliły na dokładny opis ruchu planet i innych ciał poruszających się w Układzie Słonecznym. Potem ludzkość zaczęła się zastanawiać, jak daleko są gwiazdy i czym właściwie one są. Dlaczego świecą? Kiedy powstały? Czy będą wieczne? Z czego są zbudowane?

Wielcy filozofowie twierdzili, że nigdy nie będziemy wiedzieli, z czego zbudowane są gwiazdy. Nie minęło jednak wiele czasu, a fizyka to wyjaśniła. Jeszcze na początku XX wieku zupełnie nie zdawano sobie sprawy, jak długo „żyją” gwiazdy. Gwiazdy są tak daleko, że możemy je badać tylko przez analizę światła, jakie dochodzi do nas po przebyciu gigantycznych odległości, co trwa przez tysiące, a czasem miliony lub miliardy lat. Analiza tego światła wiązała się z pytaniami: Jak i dlaczego atomy emitują światło? Jak są zbudowane? Powstawały teorie, które były weryfikowane przez doświadczenia. Ich wyniki przyczyniły sie do powstania nowych opisów budowy materii, dzięki którym zrozumiano, dlaczego i kiedy świecą atomy. Odkrycie jądra atomowego oraz dodatnich ładunków znajdujących się w jego wnętrzu sprawiły, że zaczęto się zastanawiać, dlaczego jądro jest trwałe. Odpowiedź na to pytanie oraz odkrycie zjawiska naturalnej i sztucznej promieniotwórczości stworzyły cały dział fizyki – fizykę jądrową. Zjawiska te zostały wykorzystane w diagnostyce, medycynie, wytwarzaniu energii a także, niestety, w produkcji broni jądrowej. Fizyka jądrowa pozwoliła zrozumieć, jak i dlaczego świecą gwiazdy – te same, które świeciły znacznie wcześniej niż w epoce kamienia łupanego. Światło badanych obiektów kosmicznych niekiedy wyszło z nich wcześniej, niż powstały Słońce i Ziemia.