פוזיטרונים נוצרים בדעיכה רדיואקטיבית מסוג , המכונה גם פליטת פוזיטרון (positron emission). בתהליך זה, פרוטון מגרעין אטום הופך לנייטרון ובוזון. לאחר מכן, הבוזון דועך לפוזיטרון ונייטרינו אלקטרוני. פוזיטרונים נוצרים גם במסגרת תהליך של יצירת זוג, בו פוטון אנרגטי מגיב עם גרעין של אטום כך שחלק מהאנרגיה של הפוטון הופך לאלקטרון ופוזיטרון, על פי הנוסחה formula_1. זו היא דוגמה לאירוע של יצירת חומר (). כל זאת, בהתאם לשקילות המסה והאנרגיה. גם התהליך ההפוך אפשרי: כאשר אלקטרון ופוזיטרון נפגשים, מתרחש איון (annihilation) ומסתם של שני החלקיקים הופכת כולה לאנרגיה של שני הפוטונים.
קיומו של הפוזיטרון נחזה על ידי משוואת דיראק, שפורסמה ב-1928 על ידי פול דיראק, אם כי דיראק עצמו לא הגיע למסקנה זו באופן ישיר.
הפוזיטרון התגלה לראשונה בתצפית ב-2 באוגוסט 1932 על ידי קארל דייוויד אנדרסון מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, בקרינה קוסמית שעברה דרך תא וילסון שהיה בתוך שדה מגנטי ושהיה בו לוח עופרת. אנדרסון הבחין בתצלומים מהתא במסלול חלקיק שעבר דרך לוח העופרת ויצא ממנו במהירות נמוכה יותר (כפי שהשינוי ברדיוס המסלול הראה). כיוון התנועה הראה שהחלקיק חיובי. מכיוון שהיה ידוע שפרוטון (או חלקיק אחר עם מסה דומה) לא יכול לעבור מרחק כזה בחומר, הסיק אנדרסון שמדובר ב"אלקטרון חיובי". את השם "פוזיטרון" נתנו העורכים של Physical Review בו פרסם אנדרסון ב-1933 את המאמר על הגילוי.
13 בדצמבר
13 בדצמבר הוא היום ה-347 בשנה (348 בשנה מעוברת), בשבוע ה-50 בלוח הגרגוריאני. עד לסיום השנה, נשארו עוד 18 ימים.
13 בפברואר
13 בפברואר הוא היום ה-44 בשנה בלוח הגרגוריאני. עד לסיום השנה נשארו עוד 321 ימים (322 בשנה מעוברת).
15 בדצמבר
15 בדצמבר הוא היום ה־349 בשנה (350 בשנה מעוברת), בשבוע ה־49 בלוח הגרגוריאני. עד לסיום השנה, נשארו עוד 16 ימים.
בפיזיקה, גל הוא התפשטות (או התקדמות) של הפרעה בשדה. לדוגמה, גל במים הוא הפרעה בגובה המים, גל קול הוא הפרעה בצפיפות האוויר, וגל אלקטרומגנטי הוא הפרעה בשדה החשמלי והמגנטי. מאופי השדה, ניתן לראות שיש גלים שיכולים להתפשט רק בחומר, כמו גלי קול או גלים במים, משום שגלים אלו הם הפרעה בשדות שקשורים לתווך עצמו כמו צפיפותו או גובהו. לעומת זאת, קיימים גלים שיכולים להתפשט גם בריק, למשל גלים אלקטרומגנטיים. בדרך כלל, המונח "גל" מתאר הפרעה מחזורית בזמן. הפרעה שאיננה מחזורית בזמן נקראת פולס.
לגלים תכונות שונות מאוד משל חלקיקים, והם מראים תופעות מיוחדות כמו התאבכות, עקיפה ושבירה. במשך שנים רבות עסק המדע בשאלה האם אור הוא גל או חלקיק, אך כיום הבעיה נפתרה בעזרת מכניקת הקוונטים. על פי תורה זו, לכל חלקיק יש גם אופי גלי, תופעה שנקראת דואליות גל-חלקיק, ולכן תופעות גליות לוקחות חלק מכריע בתיאור העולם הקוונטי.
מאפייני הגל.
קיימים מספר מאפיינים או פרמטרים פיזיקליים המגדירים את הגל ואת התנהגותו.
כאשר formula_13, כמו בגלי סינוס למשל, הקשר בין שלושת הגדלים האחרונים ניתן באמצעות משוואת הגלים - formula_14.
מאפיין נוסף לקבוצת גלים הוא הפרש המופע (פאזה) או זווית המופע. גודל זה, המסומן לרוב ב-formula_15, מתאר את ההפרש בין הארגומנטים של שני גלים.
משוואת הגלים.
כשמנסים למצוא את הדינמיקה של הרבה סוגי גלים בסיטואציות שונות, בפעמים רבות מגיעים למשוואה משותפת. לכן, משוואה זו זכתה להקרא משוואת הגלים:
זוהי משוואה דיפרנציאלית חלקית, שבה:
באופן כללי, לרוב המשוואה הזו מגיעה רק אחרי שעושים מספר קירובים כמו הזנחות של חיכוך, מקדמים שגורמים לנפיצה, תופעות לא ליניאריות וכדומה.
פתרון משוואת הגלים.
הפתרון הבסיסי של משוואת הגלים שנקרא "גל מישורי" הוא
פתרון זה ניתן להצגה גם כצירוף של סינוסים וקוסינוסים. בנושא זה כדאי לראות את הערך הדן באוסצילטור הרמוני.
כאשר:
עקרונות פיזיקליים.
ממשוואת הגלים ניתן להסיק עקרונות פיזיקליים חשובים הנוגעים לטבעם של גלים ולטיב תנועתם. עקרונות אלה אושרו בניסויים וחלקם אף הוסקו באופן אמפירי.
מעקרונות אלו נובעות תכונות ייחודיות המאפיינות תופעות גליות.
תכונות של גלים.
קיימות מספר צורות התנהגות פיזיקליות אופייניות לגלים. קיומן של תכונות אלו מאפשר לקבוע האם התופעה הנמדדת היא גל. רוב התכונות נובעות מכך שהגל, שהוא פתרון של משוואה דיפרנציאלית חלקית ליניארית, הוא ליניארי, ומחוק הויגנס.
החזרה.
החזרה (Reflection) היא כינוי לתופעה שבה חזית גל הנעה בתווך מסוים מגיעה לנקודת מפגש עם תווך אחר ובעקבות כך משנה את כיוונה לכיוון אחר בתווך ממנו הגיעה (וגם את מהירותה). החזרה של גל יכולה להיות באופן מסודר (כגון החזרת אור ממראה) או לא מסודר (כגון החזרת אור מקיר), החזרה קיימת בכל פעם שחזית גל מתווך אחד מגיעה לתווך אחר. על פי חוק סנל, אם זווית הפגיעה היא למעלה מן הזווית הקריטית ישנה החזרה מלאה (כל עוצמת הגל מוחזרת). במקרים אחרים ההחזרה היא חלקית.
שבירה.
שבירה (Refraction) היא תופעה בה גל העובר מתווך בעל מקדם שבירה אחד אל תווך בעל גורם שבירה שונה ומשנה את כיוונו (וגם את מהירותו). זווית השבירה נקבעת על פי חוק סנל.
תופעות שבירה והחזרה מתוארות ומאופיינות באופן פיזיקלי על ידי תכונה של התווך, הנקראת עכבה (Impedance). העכבה היא היחס בין הכוח הפועל על האמפליטודה למהירות השינוי בה. עבור גלים אלקטרומגנטיים, העכבה היא הכללה של מושג ההתנגדות החשמלית.
התאבכות.
התאבכות היא אולי התופעה המזוהה ביותר עם גלים.
כאשר עוברים מספר גלים דרך אותה נקודה במרחב, האמפליטודה של הגל באותה נקודה תהיה סכום וקטורי (כלומר: כולל התחשבות בכיוון) של האמפליטודות של כל הגלים באותה נקודה. עקרון ההתאבכות הוא מקרה פרטי של סופרפוזיציה - רכיבים ליניאריים המתחברים ביניהם.
באיור לעיל מתוארת התאבכות של שני גלים.
עקיפה.
עקיפה (Diffraction) היא תופעה שבה הגל "עוקף" מכשול ונובעת מעקרון הויגנס.
כאשר בין מקור גלים לגלאי מבדיל עצם כלשהו, הגלאי יקלוט חלק מהגל שנפלט מהמקור למרות החסימה בדרך, מכיוון שהגל "עוקף" את המכשול. תופעה זו מתבססת על עקרון הויגנס (ראו נקודת פואסון).
נפיצה.
נפיצה היא תופעה שבה חבורת גלים מתפרקת למרכיביה השונים (גלים בעל תדירות אחת ואורך גל יחיד).
כאשר חבורת גלים המורכבת מאורכי גל שונים עוברת לתווך בעל מקדם שבירה שונה מהתווך ממנו באה (ותלוי באורך הגל), זווית השבירה של כל אורך גל היא שונה. תופעה זו נקראת נפיצה. תופעה נפוצה הנובעת מכך היא הקשת בענן.
התקן שגורם לנפיצה הוא מנסרה, בייחוד מנסרה משולשת. אייזק ניוטון ידוע בניסוייו במנסרות ובכך שהצליח ליצור קשת באופן מלאכותי.
אוקראינה
אוּקְרָאִינָה (באוקראינית: Україна) היא מדינה השוכנת במזרח אירופה, ששטחה 603,628 קמ"ר ואוכלוסייתה מונה 43 מיליון נפש נכון ל-יולי 2022. בירת אוקראינה, והעיר הגדולה ביותר בשטחה, היא קייב. אוקראינה חולקת גבולות עם בלארוס מצפון, פולין, סלובקיה והונגריה ממערב, רומניה ומולדובה מדרום ורוסיה ממזרח. לאוקראינה קו חוף לאורך ים אזוב והים השחור. מבין מדינות אירופה, אוקראינה היא המדינה הרביעית בגודל שטחה (אחרי רוסיה, טורקיה וצרפת) והשמינית בגודל אוכלוסייתה.
אוקראינה היא רפובליקה דמוקרטית בעלת משטר נשיאותי-למחצה עם הפרדת רשויות. היא יצואנית דגנים גדולה, ומכילה בשטחה כ־5% מפוטנציאל המינרלים בעולם. היא מדינה מתפתחת ואחת המדינות העניות ביותר באירופה. צבאה הוא השני בגודלו באירופה לאחר הצבא הרוסי. במשך השנים, הפכה לחברה ביותר מ־40 ארגונים בינלאומיים. בזמן שהייתה חלק מברית המועצות, הצטרפה אוקראינה לאומות המאוחדות כאחת המדינות המייסדות, יחד עם בלארוס, ביוזמת השלטונות הסובייטיים במוסקבה, ובזכות זה נהנתה ברית המועצות משלושה קולות בעצרת הכללית של האו"ם.
היסטוריונים אוקראינים רואים את ראשית תולדות ארצם ברוס של קייב, ישות פוליטית סלאבית שקמה במאה התשיעית. במאה ה-14 סופח האזור על ידי דוכסות ליטא, שהתאחדה מאוחר יותר עם פולין. ב-1648, מרד קוזאקים בהנהגת בוגדן חמלניצקי הביא לייסוד ההטמנות הקוזאקית, ישות עצמאית-למחצה, שפוצלה במהרה בין רוסיה לפולין-ליטא ופורקה סופית ב-1764. לאחר חלוקת פולין, עברו שטחי מדינת אוקראינה המודרנית שברשותה לידי האימפריה ההבסבורגית. במאה ה-19 קמה תנועה לאומית אוקראינית, שצברה תמיכה עממית, ביססה את השפה והתרבות המקומיות והנחילה את השם "אוקראינה" לאזורים עליהם תבעה ריבונות. לאחר נפילת האימפריה הרוסית והאימפריה האוסטרו-הונגרית בתום מלחמת העולם הראשונה, הוקמו מספר מדינות עצמאיות אוקראיניות, שהגדולה ביניהן הייתה הרפובליקה העממית של אוקראינה. אלו ניהלו מלחמות עם שכנותיהן כדי להתאחד ולקיים את עצמאותן, אך הובסו. הרפובליקה הסובייטית הסוציאליסטית האוקראינית, במסגרת ברית המועצות, נותרה כביטוי הלאומי היחיד. במלחמת העולם השנייה ולאחריה סיפחו הסובייטים את כל השטחים המאוכלסים אוקראינים שנותרו בשליטת מדינות אחרות. ב-1991, עם התפרקות ברית המועצות, הרפובליקה נעשתה למדינה עצמאית. השאיפה להתקרב ל ול, ולהתנתק מחוג ההשפעה הרוסי, הובילה החל מ-2014 לסכסוך מתמשך בין אוקראינה לרוסיה ולמלחמה.
אטימולוגיה.