© http://sites.google.com/site/seismometer: Kuulike jääb püsima madalaimasse, minimaalse energiaga paika.

4.3. FÜÜSIKA ÜLDPRINTSIIBID: ATOMISM JA ENERGIA MIINMUM

Atomistlik printsiip

Võtame tüki juustu, asetame lõikelauale ning lõikame pooleks. Tulemuseks on kaks poole väiksemat juustutükki. Kõik oskavad sellise juustulõikamise tulemust ette ennustada. Pole siin mingit raketiteadust!

Jätkame juustupoolitamist. Lõikumise tulemusena saame järjest väiksemaid juustutükke. Vaatamata sellele, et pitsakatte või salati tarbeks pole otstarbekas juustu ülearu peeneks tükeldada, poolitame mõttes neid juustutükke aina edasi... Kas võime juustu  järjest pisemateks paladeks lõikuda lausa lõputult nii, et saadud tükid ikka sama maitsega juustuks jäävad?

Juustumeistrite väitel pole see võimalik. Juust pole ühtlane mass, vaid koosneb suurest hulgast mitmete omaduste poolest erinevatest osakestest. Meile kvaliteettoiduainena niivüga tuttav juust on segu erinevatest rasvade, valkude, hapete, soolade ja lahustite osakestest. Juustu järjest pisemateks paladeks lõikumisel jõuame varem või hiljem piirini, mille ületamisel ei või saadud tükikesi enam juustuks nimetada. Edasisel pisemaks lõikumisel saadud osakesed on rasva, valgu, soola ja vee osakesed. Neil osakestel on oma kindlad omadused, mis aga sugugi enam juustu omadused pole. Pisemad osakesed pole enam juustuosakesed. Neil on teistsugused omadused. Kehi ei saa lõputult väiksemateks osadeks jagada nii, et saadud osadel säiluksid kõik jagatavate omadused.

Selle arusaamani jõudis juba aastatuhandeid tagasi Kreeka mõttetark Demokritos. Demokritos väitis, et ainelisi kehi ei saa jaotada lõputult väikesteks osadeks. Demokritose arvates eksisteerivad kindlate omadustega aineosakesed, mida enam väiksemaks samade omadustega osadeks lõigata ei saa. Selliseid pisiosakesi, mida  omadusi säilitades enam pisemaks lõigata pole võimalik, hakati nimetama aatomiteks (ατομος — kreeka k. mittelõigatav).

Omal ajal Demokritose poolt sõnastatud põhimõte on kehtima jäänud ka kaasaegses füüsikas. Niinimetatud atomistlik printsiip väidab, et nii ainet kui välja pole võimalik lõputult jagada samade omadustega osadeks.  Mõlemal on olemas vähimad portsjonid,  mida aine korral nimetatakse fundamentaal- või alusosakesteks, välja korral aga kvantideks.

Energa miinimumi printsiip

Kui ebatasasel maastikul peaks pall kaduma minema, on seda otsides mõtet üle vaadata ikka madalamad paigad, mitte künkatipud. Kõigil veerevatel kehadel on püüd pidama jääda paika, mille asukoht on kõigidt võimalikest madalaim. Asukohta, kus Maa külgetõmbe energia on kõige väiksem.

Kirjeldatud näide väljendab energia miinimumi printsiipi. Energia miinimumi printsiip väidab, et kõik iseeneslikud (mitte välismõjust tingitud) protsessid kulgevad kehade süsteemi energia kahanemise suunas. Süsteemil on kalduvus energiat loovutada (töö tagavara ära kulutada) ja suunduda minimaalse energiaga olekusse.

Energia miinimumi printsiibi kehtimist kinnitavad näited järgmistest nähtustest:

< Tagasi     Sisukord      Edasi >