Nowa teoria czasu. Punkt Janusa

Julian Barbour

Historia jest ścieżką, która wije się przez przestrzeń kształtów ‒ pisze Julian Barbour w swojej nowej opowieści o wszechświecie. Podążając tą ścieżką, nie dojdziemy, jak sugeruje większość teorii kosmologicznych, do smutnego końca, czyli śmierci cieplnej. Opowieść Barboura jest dowodem oświeconej nadziei, z którą ten znakomity brytyjski fizyk i kosmolog spogląda w daleką przyszłość. Wszechświat widziany jego oczami nie jest osuwaniem się w degradację i Wielkie Otępienie, a wielkim stawaniem się, dążeniem ku pięknu. W wyjątkowej, naukowej, ale też zaskakująco osobistej książce Barbour zdaje relację z trwającego blisko pół wieku procesu budowania teorii, która podsuwa odpowiedź na pytanie o naturę czasu. W jego teorii kształtów kosmos jest względem owego czasu symetryczny. Żaden kierunek nie zostaje wyróżniony. Nie ma początku ani końca. W swoich poszukiwaniach Barbour przemierza zapomniane terytoria nauki. Historia nie jest dla niego cmentarzem możliwości, a przestrzenią potencjalnie rewolucyjnych inspiracji. Również w tym sensie dla Juliana Barboura czas zdaje się istnieć inaczej, niż zwykliśmy sądzić.

O pochodzeniu czasu. Ostateczna teoria Stephena Hawkinga

Thomas Hertog

Najbliższy współpracownik Stephena Hawkinga przedstawia ostatnie przemyślenia słynnego uczonego na temat kosmosu, które rewidują koncepcję przedstawioną w bestsellerze Krótka historia czasu Być może najistotniejsze pytanie, na jakie Stephen Hawking próbował odpowiedzieć w trakcie swego niezwykłego życia, brzmiało: w jaki sposób wszechświat mógł stworzyć warunki tak doskonale sprzyjające życiu. W swym azylu na wydziale fizyki teoretycznej w Cambridge Stephen Hawking oraz jego przyjaciel i współpracownik Thomas Hertog przez dwadzieścia lat pracowali ramię w ramię nad nową kwantową teorią kosmosu. Książka O pochodzeniu czasu zabiera czytelnika na poszukiwanie zrozumienia spraw większych niż nasz wszechświat, dając nam wgląd w ekstremalną fizykę kwantową czarnych dziur i Wielkiego Wybuchu oraz czerpiąc wiedzę z najnowszych osiągnięć teorii strun. W ostatnim okresie swojego życia Stephen Hawking i Thomas Hertog stworzyli ostateczną teorię, proponując radykalnie nową, darwinowską wizję początków naszego uniwersum: prawa fizyki nie są wyryte w kamiennych tablicach, ale rodzą się i ewoluują, gdy opisywany przez nie wszechświat nabiera kształtu. BYĆ MOŻE DAWNO TEMU CZAS NIE ISTNIAŁ

Optical Information Processing

Agnieszka Siemion

This elaboration describes the exemplary material needed for Optical Information Processing laboratory exercises – the course at the Faculty of Physics at Warsaw University of Technology. The topics were chosen as complementary for a better understanding of the lecture and workshops. There are 7 laboratory exercises allowing to acquire practical knowledge about holography, optical setups and its numerical counterparts. All these problems are related to the optical information processing and performing such laboratory exercises can help to understand the processing and application of optical information.   These experiments can be carried out during specializations connected to optics and photonics as advanced laboratory exercises.   The first two exercises are related to interferometry and holography which can be used for example in detailed analysis of surface shape or deformations of objects. Holographic inspection of elements is a very precise method of measurement allowing to visualize micro changes or even internal defects.   Then, the basics of operation in angular spectrum space is presented by performing spatial filtering, observing correlation and recording Fourier holograms. Deep understanding of processing images in frequency domain helps to carry out both optical setups and numerical algorithms.   The majority of optical setups carried out on laboratories will be modelled numerically during the 6th laboratory. Numerical processing of optical signals is very important in practicing the understanding of what is the difference between discrete and continuous signals processing. The sampling theorem plays a great role in proper designing of optical signals.   The last laboratory part corresponds to designing and exposing holograms that can be reconstructed in white light. The whole knowledge gathered during these classes should help with understanding the idea of optical processing of signals.

Podstawy dyfrakcji promieni rentgenowskich, elektronów i neutronów

Eugeniusz Łągiewka

Podręcznik zawiera matematyczny opis związków między uporządkowaniem struktury atomowej materiałów a ich obrazami dyfrakcyjnymi uzyskanymi przy pomocy wiązki promieni rentgenowskich, elektronów i neutronów. W podręczniku zamiarem autora było pokazanie jak w oparciu o podstawowe prawa fizyczne zjawisk rozpraszania i dyfrakcji promieni rentgenowskich, elektronów i neutronów na różnych układach atomów budujących materiał, można dokonać opisu powstawania obrazu dyfrakcyjnego i wyjaśnić związki między jego charakterem a wybranymi parametrami struktury materiału. Zagadnienie to jest obecnie szczególnie istotne, gdy większość obliczeń parametrów struktury materiału prowadzona jest przy pomocy komercyjnych programów komputerowych, które niemal w sposób automatyczny pozwalają na otrzymanie ostatecznych wyników. Nie uwzględnienie w ich interpretacji możliwości i ograniczeń metodycznych oraz aparaturowych, prowadzi często do błędnych danych o strukturze materiału. Jest to szczególnie typowe dla prac młodszych, mniej doświadczonych pracowników laboratoriów, studentów i doktorantów. Podręcznik składa się w zasadzie z trzech części poświęconych kolejno rozpraszaniu i dyfrakcji promieni rentgenowskich, elektronów i neutronów na pojedynczym atomie, układzie atomów o różnej konfiguracji w materiale amorficznym, monokrystalicznym i polikrystalicznym i różnym stopniu uporządkowania. Każda część zawiera geometryczny i analityczny opis obrazu rozpraszania i dyfrakcji w zależności od wybranych parametrów struktury materiału i niektórych jego defektów. Omówiono kinematyczną i dynamiczną teorie rozpraszania, zakresy ich stosowalności oraz zjawiska ekstynkcyjne. Przy omawianiu rozpraszania i dyfrakcji wiązki elektronów uwzględniono efekty zachodzące przy różnej ich energii /elektrony wysoko- i niskoenergetyczne, sprężyście i niesprężyście rozproszone/ oraz ich efekty fizyczne przy przechodzeniu przez materiał lub odbiciu z uwzględnieniem geometrii wiązki. W podręczniku podano podstawy budowy i zasady działania oraz powstawania obrazów w klasycznej mikroskopii elektronowej i wysokorozdzielczej, w wiązce równoległej i zbieżnej, w wiązce transmisyjnej i odbiciowej, a także wykorzystaniu elektronów wstecznie rozproszonych w badaniach powierzchni /LEED, EBSD/. Trzecia część podręcznika poświęcona rozpraszaniu i dyfrakcji neutronów podaje najistotniejsze osobliwości tego zjawiska dla neutronów w porównaniu do promieni rentgenowskich i elektronów. Stanowi ona uzupełnienie dyfrakcyjnych metod badań struktury materiałów. Autor ma nadzieję, że powyższy podręcznik będzie przydatny dla studentów i doktorantów kierunków – inżynierii materiałowej, fizyki ciała stałego, metalurgii, chemii i kierunków pokrewnych, gdzie problemy badań materiałowych są przedmiotem na różnych stopniach kształcenia. Powyższy podręcznik może też być przydatny dla pracowników instytutów badawczych i kadry inżynierskiej ośrodków przemysłowych, którzy w swojej pracy zawodowej spotykają się z problemami podnoszenia jakości wytwarzanych materiałów i produktów.

Podstawy fizyczne energetyki jądrowej

Bronisław Słowiński

W prezentowanym skrypcie przedstawiono zarys podstaw fizycznych obecnej energetyki jądrowej i jej trendy rozwojowe. Opracowanie powstało na podstawie materiału do wykładów, które autor prowadził w ciągu ostatnich dziewięciu lat dla studentów drugiego stopnia edukacji na Wydziale Fizyki Politechniki Warszawskiej, a także dla doktorantów wydziałów fizyki Politechniki i Uniwersytetu Warszawskiego, magistrantów Wydziału Inżynierii Produkcji SGGW, studentów trzeciego roku Instytutu Fizyki UMCS w Lublinie. Skrypt może być również pomocny dla studentów studiów podyplomowych odpowiednich specjalności, na których autor prowadził wykłady dla inżynierów, pragnących zapoznać się od podstaw z tą fascynującą dziedziną o ogromnych implikacjach technologicznych i społecznych.   Podana na końcu literatura zawiera tylko kilka pozycji, spośród sporej liczby monografii i publikacji w danej problematyce, które są najbardziej zbliżone do profilu niniejszego skryptu lub też są praktycznie dostępne. W tych publikacjach można znaleźć odnośniki do innych materiałów źródłowych. Bardzo przydatny jest również Internet i wymienione strony informacyjne.

Podstawy fizyki

Władysław Bogusz, Jerzy Garbarczyk, Franciszek Krok

Podręcznik powstał na podstawie wykładów fizyki ogólnej prowadzonych przez autorów dla studentów różnych wydziałów Politechniki Warszawskiej, a przede wszystkim studentów Wydziału Fizyki, dlatego treść dostosowana jest głównie do wymagań programowych tego właśnie wydziału. Podręcznik może być również przydatny dla studentów innych wydziałów (także innych szkół technicznych), a także wydziałów uniwersyteckich. Zrozumienie przedstawionego w podręczniku materiału wymaga znajomości (początkowo w niewielkim stopniu) analizy matematycznej i algebry. Ponieważ zazwyczaj przedmioty te są wykładane na pierwszych semestrach studiów (równolegle z fizyką) starano się, aby bardziej zaawansowany aparat matematyczny wprowadzany był stopniowo i aby nowym pojęciom matematycznym nadawać interpretację fizyczną. Większość materiału wyłożono w sposób tradycyjny, bowiem ograniczona objętość podręcznika nie pozwalała na eksperymentowanie w tym zakresie. W obecnym wydaniu dokonano wielu zmian. Przede wszystkim wprowadzono nowe definicje i siedem podstawowych jednostek miar, które obowiązują od 20 maja 2019 roku. Do treści poszczególnych rozdziałów (zwłaszcza 11-14) wprowadzono szereg zmian merytorycznych. Dla wygody Czytelnika poszerzono indeks przedmiotowy, dodano tablicę stałych fizycznych, tablicę pochodnych podstawowych funkcji oraz kilka ważniejszych wzorów trygonometrycznych.

Problem zwiększenia energii ludzkości ze szczególnym uwzględnieniem energii słonecznej

Nikola Tesla

„Skąd bierze się każda siła napędowa? Co to za sprężyna, która  wszystko napędza? Widzimy pływy oceanu, płynące rzeki, wiatr, deszcz, grad i śnieg uderzające w nasze okna, widzimy, jak pociągi i parowce nadciągają i oddalają się, słyszymy hałas wozów, głosy z ulicy; czujemy, wąchamy, smakujemy i myślimy o tym wszystkim, czego zaznajemy. I cały ten ruch, od wzbierania potężnego oceanu do tego subtelnego ruchu, który pobudza nasze myśli, ma jedną wspólną przyczynę. Cała ta energia pochodzi z jednego centrum, z jednego źródła – Słońca. To ono jest sprężyną, która napędza wszystko. Słońce podtrzymuje życie ludzkie i dostarcza całą ludzką energię.”   NIKOLA TESLA, PROBLEM ZWIĘKSZENIA LUDZKIEJ ENERGII...

Promieniotwórczość naturalna wód źródlanych uzdrowisk południowej Polski

Beata Kozłowska

Niniejsza praca została podzielona na trzy części. Część pierwsza obejmuje zagadnienia promieniotwórczości naturalnej w środowisku, przedstawia wybrane do badań radionuklidy oraz wprowadza pojęcie dawek promieniowania i sposoby ich obliczania. Część druga monografii prezentuje techniki pomiarowe stosowane w spektrometrii jądrowej, takie jak: spektrometria α, spektrometria ciekłoscyntylacyjna, spektrometria γ oraz dodatkowo spektrometria mas. Omówiono tu testy nowej metody pomiarowej, wprowadzonej po raz pierwszy przez autorkę do badań polskich wód mineralnych, która polega na pomiarze izotopów α-promieniotwórczych w badanej próbie wody za pomocą dysku U/Ra i techniki spektrometrii α. Część trzecią pracy stanowi opis wykonanych pomiarów stężeń izotopów radu i radonu w źródłach wód naturalnych uzdrowisk Sudetów i Karpat Zewnętrznych z zastosowaniem techniki ciekłoscyntylacyjnej. Dodatkowo dla interesującego geologicznie terenu Zespołu Uzdrowisk Świeradów – Czerniawa przeprowadzono pomiary izotopów uranu, zarówno w wodach podziemnych, jak i w skałach towarzyszących. Prezentowane przez autorkę rezultaty badań mogą być wykorzystane w dydaktyce. Pokazano bowiem drogę całego procesu badawczego – od rozpoznania terenu i pobrania reprezentatywnej próby oraz jej zabezpieczenia, przez wybór właściwej techniki pomiarowej lub kilku technik, co determinuje sposób przygotowania próby w laboratorium do pomiaru, do matematycznej obróbki wyników i obliczenia stężenia aktywności, a w razie konieczności – dawki promieniowania wewnętrznego, jaką otrzymuje człowiek.