Úvod

Mikrosvět versus makrosvět

Makrosvět je svět, který se pojí s naší každodenní zkušeností, tělesa mají běžné rozměry, pohybují se rychlostmi jednotek až stovek metrů za sekundu. Lehko si dokážeme představit časové děje, které trvají několik sekund, minut, hodin, dní a roků.

Velmi těžko si ale dokážeme představit tělesa, která mají rozměry atomů a molekul. Časové intervaly trvají několik milisekund nebo i méně, případně miliardy let. Objekty se pohybují rychlostmi blízkými rychlosti světla. A právě těmito extrémy se zabývá fyzika mikrosvěta.

Obr. 1 – těleso z mikrosvěta

Obr. 2 – těleso z makrosvěta




Na obrázku č. 3 vidíte rozměry objektů a možnosti jak je zkoumat.

Obr. 3 – rozměry objektů a možnosti zkoumání

Dokážete rozlišit, kde končí makrosvět a kde začíná mikrosvět?


V makrosvětě platí zákony klasické fyziky, mikrosvět si však nemůžeme představit jako zmenšený makrosvět. Děje v mikrosvětě se řídí principy, které nemají v makrosvětě analogii. V mikrosvětě nelze uvažovat s absolutní přesností, děje v mikrosvětě probíhají vždy jen s určitou pravděpodobností, pohyb částic má náhodný charakter.

Obr. 4 – vztah mezi mikrosvětem a makrosvětem


h je Planckova konstanta, která má z jednoho pohledu zanedbatelnou hodnotu a z druhého nikoli.

Je nutné si uvědomit, že se nejedná o dva oddělené světy, ale že makrosvět a mikrosvět jsou nerozlučně spjaté. Procesy v mikrosvětě jsou důležité pro fungování makrosvěta:


Obr. 5 – vesmír

  • procesy v mikrosvětě jsou důležité pro vznik chemických sloučenin i biologických struktur

  • v mikrosvětě vzniká záření, které nám dává informace o složení atomů a struktuře vesmíru

  • díky znalostem z kvantové, atomové a jaderné fyziky jsme schopní konstruovat lasery, jaderné elektrárny, fotorezistory,…


Mikrosvět nemůžeme vnímat přímo našimi smysly jako makrosvět, je odlišný od makrosvěta, přesto je s ním nerozlučně spjat a je potřeba znát jeho zákonitosti. My budeme postupně mikrosvět objevovat z pohledu

  • kvantové fyziky

  • atomové fyziky

  • jaderné fyziky