Makroskopska skala

Makroskopska skala je skala dužine na kojoj su predmeti ili pojave dovoljno veliki da budu vidljivi golim okom, bez uvećanja optičkih instrumenata.

“Nazvat ćemo sistem makro'skopskim (tj. velikoskalnim) kada je dovoljno velik da bude vidljiv u uobičajenom smislu (recimo veći od 1 mikrona, tako da se može posmatrati barem pod svjetlosnim mikroskopom, koristeći uobičajeno svjetlo)."[1][2]

Suprotna je od mikroskopske.

PregledUredi

Kada se primjenjuje na fizičke pojave i tijela, makroskopska skala opisuje stvari onako kako ih osoba može izravno opaziti, bez pomoći uređaja za povećavanje. Ovo je za razliku od opažanja (mikroskopija) ili teorija (mikrofizika, statistička fizika) objekata geometrijskih dužina manjih od možda nekih stotina mikrometara.

Makroskopski pogled na loptu upravo je to: lopta. Pogled mikroskopom mogao bi otkriti debelu okruglu kožu koja se naizgled sastoji u potpunosti od napuknutih brazdi i ogrebotina (gledano kroz mikroskop) ili, niže u skali, kolekciju molekula otprilike sfernog oblika (gledano kroz elektronski mikroskop). Primjer fizičke teorije koja zauzima namjerno makroskopsko gledište je termodinamika. Primjeri koji se protežu od makroskopskog do mikroskopskog gledišta su u histologiji.

Ne baš različite od makroskopske i mikroskopske, klasična i kvantna mehanika su teorije koje se razlikuju na suptilno drugačiji način.[2] Na prvi pogled moglo bi se pomisliti da se oni razlikuju jednostavno po veličini predmeta koje opisuju, a klasični objekti smatraju se daleko većim po masi i geometrijskoj veličini od kvantnih predmeta, naprimjer fudbal u odnosu na sitne čestice prašine. Rafiniranije razmatranje razlikuje klasičnu i kvantnu mehaniku na osnovu toga što klasična mehanika ne prepoznaje da se materija i energija ne mogu podijeliti u beskrajno male parcele, tako da na kraju fina podjela otkriva nesvodivo zrnaste osobine. Kriterij finoće je da li su interakcije opisane u terminima Planckove konstante. Grubo govoreći, klasična mehanika razmatra čestice u matematički idealiziranom smislu, čak i fine kao geometrijske tačke bez veličine, i dalje imajući svoje konačne mase. Klasična mehanika također smatra matematički idealiziranim proširenim materijalima geometrijski bitno kontinuirane. Takve idealizacije korisne su za većinu svakodnevnih proračuna, ali mogu u potpunosti biti neprikladne za molekule, atome, fotone i druge elementarne čestice. Klasična mehanika se na mnogo načina može smatrati uglavnom makroskopskom teorijom. ]Na znatno manjoj skali atoma i molekula, klasična mehanika može zakazati, a interakcije čestica tada opisuje kvantna mehanika. Blizu apsolutnog minimuma temperature, Bose- Einsteinov kondenzat pokazuje efekte na makroskopsku skalu, koji zahtevaju opis kvantnom mehanikom.

U kvangtnomehaničkim mjerenjima, pitanje šta je makroskopsko, a šta kvantni svijet nije riješeno i moguće je nerješivo. Povezani Korespondencijski princip može se tako artikulirati: svaki makroskopski fenomen može se formulirati kao problem u kvantnoj teoriji. Kršenje principa korespondencije tako bi osiguralo empirijsku razliku između makroskopskog i kvantnog.

U patologiji, makroskopska dijagnostika uglavnom uključuje grubu patologiju, za razliku od mikroskopske histopatologije.

Termin megaskopski je sinonim. Makroskopski se također može odnositi na veći prikaz, pogled dostupan samo iz velike perspektive (hipotetski makroskop). Makroskopski položaj mogao bi se smatrati velikom slikom.

Odnos fizika visokih i niskih energijaUredi

Fizika čestica, koja se bavi najmanjim fizičkim sistemima, poznata je i kao fizika visokih energija. Fizika većih dužinskih skala, uključujući makroskopsku skalu, poznata je i kao fizika niske energije. Intuitivno, moglo bi se činiti netačnim povezivati "visoku energiju" sa fizikom vrlo malih, niskih sistema odnosa masa-energija, poput subatomskih čestica. Za usporedbu, jedan gram vodika, makroskopski sistem imao je ~ 6×1023 puta[3] masenu energiju jednog protona, središnjeg predmeta proučavanja u fizici visokih energija. Čak i čitav snop protona koji kruži u Velikom hadronskom sudaraču, eksperimentu fizike visoke energije, sadrži ~ 3,23×1014 protona,[4] svaki sa 6,5×1012 eV energije, za ukupnu energiju snopa od ~ 2,1×1027 eV ili ~ 336.4 MJ, što je još uvijek ~ 2,7×105 puta manja od masene energije jednog grama vodika. Ipak, makroskopsko područje je "fizika niskih energija", dok je kvantno čestica "fizika visokih energija".

Razlog tome je što se "visoka energija" odnosi na energiju na nivou kvantnih čestica . Iako makroskopski sistemi zaista imaju veći ukupni sadržaj energije od bilo koje njihove sastavne kvantne čestice, ne može biti eksperimenta ili drugog posmatranja ove ukupne energije bez izdvajanja odgovarajuće količine energije iz svake kvantne čestice – što je upravo u domenu fizike visokih energija. Svakodnevna iskustva materije i svemira odlikuju se vrlo niskom energijom. Naprimjer, energija fotona vidljive svjetlosti je oko 1,8 do 3,2 eV. Slično tome, energija disocijacije veze veze ugljik-ugljik je oko 3,6 eV. Ovo je energetska skala koja se manifestira na makroskopskom nivou, kao što je hemijska reakcija. Čak i fotoni sa daleko većom energijom, gama zrakama od one vrste koja nastaje u radioaktivnom raspadu, imaju energiju fotona koja je gotovo uvek između 105 eV and 107 eV – još uvijek dva redovi veličine niži od masene energije pojedinog protona. Gama zrake radioaktivnog raspada smatraju se dijelom nuklearne fizike, a ne fizikom visokih energija.

Konačno, kada se dostigne kvantni nivo čestica, otkriva se domen visoke energije. Proton ima masenu energiju ~ 9,4×108 eV; neke druge masivne kvantne čestice, i elementarne i hadronske, imaju još veće masene energije. Kvantne čestice sa manjim masenim energijama također su dio fizike visokih energija; one također imaju maseenu energiju koja je daleko veća od one na makroskopskoj skali (kao što suelektroni), ili su podjednako uključeni u reakcije na nivou čestica (kao što su neutrino)). Relativistički efekti, kao i u akceleratorima čestica i kosmičkim zrakama, mogu dodatno povećati energiju ubrzanih čestica za mnoge redove veličine, kao i ukupnu energiju čestica koje proizlaze iz njihov sudar i uništenje.

Također pogledajteUredi

ReferenceUredi

  1. ^ Reif, F. (1965). Fundamentals of Statistical and Thermal Physics (International student izd.). Boston: McGraw-Hill. str. [https://archive.org/details/fundamentalsofst00fred/page/2. ISBN 007-051800-9.
  2. ^ a b Jaeger, Gregg (septembar 2014). "What in the (quantum) world is macroscopic?". American Journal of Physics. 82 (9): 896–905. Bibcode:2014AmJPh..82..896J. doi:10.1119/1.4878358.
  3. ^ "CODATA Value: Avogadro constant". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. US National Institute of Standards and Technology. June 2015. Retrieved 13 December 2016.
  4. ^ "Beam Requirements and Fundamental Choices" (PDF). CERN Engineering & Equipment Data Management Service (EDMS). Pristupljeno 10. 12. 2016.

Šablon:Redovi veličine