Daya, Tenaga & Gelombang
Gerakan, tenaga, haba, cahaya, bunyi dan hukum yang menerangkan bagaimana alam fizikal berubah.
Mengapa Objek Jatuh ke Bumi?
Soalan yang kelihatan mudah ini mempunyai dua jawapan sains yang berbeza kedalamannya: satu cukup tepat untuk kebanyakan tujuan harian, satu lagi menerangkan graviti sebagai lengkungan ruang dan masa itu sendiri.
Baca rencanaLangit Biru kerana Cahaya Berselerak
Cahaya matahari yang kelihatan putih sebenarnya terdiri daripada semua warna pelangi bercampur, dan langkah pertama untuk faham kenapa langit berwarna biru ialah memahami apa yang berlaku apabila campuran itu bertembung dengan udara.
Baca rencanaJatuh Tanpa Henti: Mengapa Angkasawan Terasa Tanpa Berat?
Angkasawan di orbit terasa tanpa berat bukan kerana tiada graviti, tetapi kerana mereka dan stesen angkasa jatuh bersama-sama mengelilingi Bumi, jadi tiada permukaan yang menolak badan mereka.
Baca rencanaBagaimanakah Radar Mengukur Kelajuan Kenderaan Tanpa Menyentuhnya?
Radar pengukur kelajuan tidak perlu menyentuh kenderaan untuk mengetahui pergerakannya. Alat ini memancarkan gelombang elektromagnet dan menganalisis perubahan pada gelombang yang dipantulkan semula. Prinsip yang membolehkan pengukuran ini dikenali sebagai kesan Doppler.
Baca rencanaMengapakah Sesetengah Bahan Kehilangan Rintangan Elektrik Apabila Sangat Sejuk?
Apabila disejukkan melepasi suhu genting tertentu, sesetengah bahan beralih kepada keadaan kuantum yang rintangan elektrik arus terusnya boleh menjadi sifar dan tindak balas magnetnya khas. Namun keadaan ini ada had suhu, medan magnet dan arus.
Baca rencanaMengapakah Superkonduktor Menolak Medan Magnet?
Superkonduktor terkenal kerana rintangan elektriknya jatuh kepada sifar di bawah suhu genting. Namun ada satu lagi sifat yang sama penting: apabila bahan memasuki keadaan superkonduktor dalam keadaan yang sesuai, medan magnet disingkirkan daripada sebahagian besar bahagian dalamnya.
Baca rencanaMengapakah Rintangan Elektrik Boleh Muncul dalam Nilai Kuantum?
Dalam bahan dua dimensi yang sangat sejuk dan dikenakan medan magnet yang kuat, rintangan Hall tidak berubah secara berterusan seperti yang mungkin dijangka. Sebaliknya, ia membentuk dataran pada nilai tertentu yang ditentukan oleh pemalar asas alam.
Baca rencanaMengapakah Magnet Boleh Terkunci di Atas Superkonduktor?
Dalam superkonduktor jenis II, vorteks fluks magnet yang dipinkan pada kecacatan bahan boleh memberikan kestabilan yang membuat magnet atau superkonduktor seolah-olah “terkunci” pada kedudukannya. Penerangan ini lebih tepat daripada menganggap levitasi sebagai kesan Meissner semata-mata.
Baca rencanaMengapakah Cermin Mata Hitam Berpolarisasi Mengurangkan Silau?
Cahaya Matahari yang dipantulkan oleh permukaan air atau jalan boleh menghasilkan silau yang mengganggu penglihatan. Cermin mata hitam berpolarisasi mengurangkan silau ini dengan menapis cahaya berdasarkan arah ayunan medan elektriknya.
Baca rencanaBagaimanakah Kita Tahu Dua Zarah Kuantum Benar-Benar Terbelit?
Dua zarah terbelit boleh menghasilkan korelasi pengukuran yang tidak dapat diterangkan oleh kelas teori pemboleh ubah tersembunyi setempat. Ujian Bell membolehkan perbezaan ini diuji melalui statistik eksperimen, tanpa perlu “melihat” keterbelitan itu sendiri.
Baca rencanaBagaimanakah Kita Mengesan Gelombang Graviti?
Gelombang graviti yang tiba di Bumi mengubah jarak antara objek dalam jumlah yang amat kecil. Interferometer laser seperti LIGO mengesannya dengan membandingkan perjalanan cahaya sepanjang dua lengan berserenjang yang masing-masing sepanjang 4 kilometer.
Baca rencanaBagaimanakah Kesan Josephson Menghasilkan Voltan Kuantum?
Dua superkonduktor yang dipisahkan oleh penghalang sangat nipis boleh berinteraksi melalui penerowongan kuantum pasangan Cooper. Apabila simpang Josephson dipacu gelombang mikro, voltannya boleh terkunci pada langkah diskret yang ditentukan oleh frekuensi, nombor langkah serta pemalar h dan e.
Baca rencanaBagaimanakah Elektron Boleh Menembusi Penghalang?
Dalam fizik klasik, zarah yang tenaganya tidak mencukupi akan berpatah balik di penghalang. Dalam mekanik kuantum, zarah masih boleh ditemui di seberang penghalang dengan kebarangkalian bukan sifar, iaitu fenomena yang dinamakan penerowongan kuantum.
Baca rencanaBagaimanakah Atom Sesium Menentukan Satu Saat?
Satu saat tidak lagi ditakrifkan melalui putaran Bumi. Dalam Sistem Unit Antarabangsa, unit masa ini ditentukan menggunakan frekuensi peralihan kuantum tertentu pada atom sesium-133.
Baca rencanaMengapakah Dua Plat Tidak Bercas Boleh Saling Menarik dalam Vakum?
Dua permukaan pengalir yang tidak bercas boleh mengalami daya apabila dipisahkan pada jarak yang sangat kecil. Kesan Casimir menunjukkan bahawa keadaan vakum dalam teori medan kuantum mempunyai kesan fizikal yang boleh diukur.
Baca rencanaMengapakah Angkasawan Boleh Berbual di Angkasa Lepas?
Bunyi tidak dapat merambat melalui vakum, tetapi angkasawan masih boleh berbual ketika berada di luar kapal angkasa. Rahsianya terletak pada perbezaan antara gelombang bunyi dengan gelombang radio.
Baca rencanaBagaimanakah Frekuensi Gelombang Mikro Menjadi Piawai Voltan?
Pada simpang antara dua superkonduktor, fizik kuantum menghasilkan hubungan yang amat tepat antara frekuensi dan voltan. Kesan Josephson membolehkan makmal metrologi menghasilkan voltan rujukan berasaskan pemalar asas alam, bukan bergantung semata-mata pada sifat sebuah komponen elektrik.
Baca rencanaMengapakah Gelembung Sabun Berwarna-warni?
Gelembung sabun yang kelihatan jernih boleh memantulkan jalur warna yang sentiasa berubah. Warna ini terhasil apabila cahaya yang dipantulkan oleh dua permukaan lapisan sabun yang sangat nipis saling berinterferens.
Baca rencanaBagaimanakah Gelombang Gempa Bumi Mendedahkan Teras Bumi yang Cecair?
Manusia belum pernah menggali hingga ke teras Bumi. Namun, saintis mengetahui bahawa teras luarnya berada dalam keadaan cecair. Pengetahuan ini diperoleh dengan mengkaji gelombang gempa bumi yang merambat melalui bahagian dalam planet kita.
Baca rencanaBagaimanakah Cahaya Boleh Memegang Objek?
Cahaya bukan sahaja membawa tenaga, tetapi juga momentum. Apabila pancaran laser dibelokkan oleh zarah mikroskopik, perubahan momentum cahaya menghasilkan daya pada zarah itu, membolehkan pancaran yang difokuskan bertindak seperti pinset tanpa sentuhan fizikal.
Baca rencanaMengapakah Magnet Jatuh Perlahan di Dalam Tiub Kuprum?
Sebiji magnet boleh mengambil masa beberapa saat untuk melalui tiub kuprum yang pendek, walaupun tiub itu tidak tersumbat. Fenomena ini memperlihatkan bagaimana pergerakan magnet boleh menghasilkan arus elektrik dan daya yang memperlahankan gerakannya.
Baca rencanaBagaimanakah Mikroskop Daya Atom "Merasa" Permukaan yang Terlalu Kecil untuk Dilihat?
Mikroskop daya atom tidak membentuk imej dengan cahaya. Hujung probe yang amat tajam mengimbas permukaan, dan daya antara hujung probe dengan sampel menyebabkan kantilever kecil terpesong atau mengubah getarannya. Perubahan ini diukur untuk membina peta permukaan pada skala nanometer.
Baca rencanaMengapakah Langit Bertukar Merah Ketika Matahari Terbenam?
Cahaya Matahari kelihatan hampir putih kerana mengandungi pelbagai panjang gelombang. Ketika Matahari rendah di ufuk, cahaya melalui laluan atmosfera yang lebih panjang, lalu lebih banyak cahaya berpanjang gelombang pendek diserakkan keluar dan warna merah serta jingga menjadi lebih menonjol.
Baca rencanaMengapakah Bunyi Siren Berubah Apabila Ambulans Melintas?
Bunyi siren kenderaan kecemasan boleh kedengaran lebih tinggi ketika menghampiri kita dan lebih rendah selepas melintas. Perubahan ini berlaku kerana gerakan mempengaruhi frekuensi gelombang bunyi yang sampai ke telinga.
Baca rencana