Tiistai 19.9.2017Reija

Teoreettisen fysiikan harjoituksia koululaisille

LUKIJAN KOLUMNI

Teiko Heinosaari

Jos jossain näkemässäsi elokuvassa on ollut henkilönä teoreettinen fyysikko, on hän luultavasti ollut hieman omituisesti käyttäytyvä heppu, joka laskee monta liitutaulua täyteen koukeroisia laskuja.

Sanottakoon ensin, että pitkien ja vaikeiden laskujen laskeminen, sekä liitutaululla että tietokoneella, on tärkeä osa teoreettisen fyysikon arkipäivää. Työhön kuuluu kuitenkin myös paljon muutakin kuin laskemista.

Eräs olennainen tavoite teoreettisessa fysiikassa on löytää yhteyksiä käsitteiden ja ilmiöiden välillä. Löydetyistä yhteyksistä saattaa jalostetua abstrakti teoria. Onnistunut teoria paljastaa usein sellaista samankaltaisuutta, jota pelkästään ilmöitä havainnoimalla ei pysty toteamaan.

Paraatiesimerkki ilmiöiden yhdistämisestä on sähkömagnetismi. Sähköä ja magnetismia pidettiin aikoinaan eri asioina. Sitten huomattiin, että magneetti voi aikaansaada sähköä ja sähkö luoda magneettikentän. Nämä ilmiöt ovat kaikille meille nykyisin tuttuja.

Polkunpyörän dynamossa on magneetti, joka pyöriessään tuottaa sähkövirtaa. Paristosta, rautanaulasta ja johdonpätkästä taas saa helposti aikaiseksi magneetin.

Tämänkaltaisen havaintojen pohjalta skotlantilainen tiedemies nimeltään James Clerk Maxwell onnistui noin 150 vuotta sitten muodostamaan matemaattisen teorian, jossa sähkö ja magnetismi ovat punottuna yhteen.

Tämä sähkömagnetismiksi kutsuttu teoria osoitti, että sähkö ja magnetismi ovat yhden kokonaisuuden kaksi eri ilmentymää. Maxwellin teoreettinen työ loi pohjan sähkömagneettisen säteilyn käytölle viestinnässä. Langaton viestintä otti ensiaskeleet jo 1800-luvun lopulla!

Näin mahtavia teoriakudelmia ei tietenkään saada aikaiseksi usein. Mutta käsitteiden yhdistäminen myös pienemmässä mittakaavassa on teoreettisen fysiikan eräs olennainen tavoite.

Käsitteitä voi yhdistellä oikealla ja väärällä tavalla, mutta oikeita tapoja on silti tyypillisesti useita. Teoreetikon tulee ensimmäiseksi saada tutkijakollegansa vakuuttuneeksi, että hänen esittämissään ajatuksissa on jotakin järkeä.

Tämä olkoon ohjeena myös seuraaviin harjoituksiin. Niissä vastaus on oikein jos muut ihmiset ymmärtävät ratkaisusi. Lisäpisteitä saa siitä, jos muut pitävät ratkaisua mielenkiintoisena. Harjoituksena on yhdistää käsitteitä siten, että jokainen askel on helposti ymmärrettävä. Esimerkiksi parin maito–tuomari saa yhdistettyä ketjulla maito–lehmä–nurmikko–jalkapallokenttä–jalkapallopeli–tuomari.

Keksitkö jonkin eri ketjun? Teoreetikon kykyjään voi myös harjaannuttaa seuraavilla pareilla: lumiukko–kettu, sieni–kissa ja avain–lamppu. Kekseliäitä vastauksia ja uusia arvoituspareja lukisin mielelläni tämän kolumnin alta Turun Sanomien verkkoversiossa.

Kirjoittaja on teoreettisen
fysiikan dosentti ja
kvanttifysiikan

tutkija Turun yliopistossa.

Kirjoita uusi viesti



Viesti lähetetty!

Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22.
Virhe viestin lähetyksessä.
TS:n verkkokeskustelun säännöt

Turun Sanomien verkkokeskusteluun tulevat viestit tarkastetaan ennakolta. Siksi viestit julkaistaan viiveellä. Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22. Toimitus voi lyhentää ja muokata kirjoituksia.

Kirjoittaja on juridisessa vastuussa viestinsä sisällöstä. Rasistisia, herjaavia tai ihmisten yksityisyyttä loukkaavia viestejä ei julkaista. Muista hyvät tavat, älä huuda!/HUUDA tai kiroile.

Emme julkaise linkkejä tai mainoksia.

Kirjoita napakasti. Emme julkaise yli 1 800 merkin viestejä. Pysy keskusteluketjun aihepiirissä. Älä yritä muuttaa aihetta.

Toimitus voi harkintansa mukaan sulkea keskusteluketjun.

-
Hyvä kolumni! Itse sain päässäni esimerkkipareista seuraavanlaisia ketjuja:
sieni - metsä - metsästäjä - kissa
lumiukko - keltainen lumi - kettu
avain - ratkaisu - heureka - lamppu
Kirjoita vastaus viestiin



Viesti lähetetty!

Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22.
Virhe viestin lähetyksessä.
TS:n verkkokeskustelun säännöt

Turun Sanomien verkkokeskusteluun tulevat viestit tarkastetaan ennakolta. Siksi viestit julkaistaan viiveellä. Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22. Toimitus voi lyhentää ja muokata kirjoituksia.

Kirjoittaja on juridisessa vastuussa viestinsä sisällöstä. Rasistisia, herjaavia tai ihmisten yksityisyyttä loukkaavia viestejä ei julkaista. Muista hyvät tavat, älä huuda!/HUUDA tai kiroile.

Emme julkaise linkkejä tai mainoksia.

Kirjoita napakasti. Emme julkaise yli 1 800 merkin viestejä. Pysy keskusteluketjun aihepiirissä. Älä yritä muuttaa aihetta.

Toimitus voi harkintansa mukaan sulkea keskusteluketjun.

Tee ilmoitus sopimattomasta viestistä

Ilmoituksesi on siirtynyt käsittelyyn.
Virhe ilmoituksen lähetyksessä.
Vaasa
lumiukko - lumikko - hiiri - naali - kettu
sieni - lakki - hattu - korvat - kissankorvat - kissa
avain - jakoavain - mutteri - pultti - ruuvaaminen - lampun ruuvaaminen - lamppu
Kirjoita vastaus viestiin



Viesti lähetetty!

Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22.
Virhe viestin lähetyksessä.
TS:n verkkokeskustelun säännöt

Turun Sanomien verkkokeskusteluun tulevat viestit tarkastetaan ennakolta. Siksi viestit julkaistaan viiveellä. Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22. Toimitus voi lyhentää ja muokata kirjoituksia.

Kirjoittaja on juridisessa vastuussa viestinsä sisällöstä. Rasistisia, herjaavia tai ihmisten yksityisyyttä loukkaavia viestejä ei julkaista. Muista hyvät tavat, älä huuda!/HUUDA tai kiroile.

Emme julkaise linkkejä tai mainoksia.

Kirjoita napakasti. Emme julkaise yli 1 800 merkin viestejä. Pysy keskusteluketjun aihepiirissä. Älä yritä muuttaa aihetta.

Toimitus voi harkintansa mukaan sulkea keskusteluketjun.

Tee ilmoitus sopimattomasta viestistä

Ilmoituksesi on siirtynyt käsittelyyn.
Virhe ilmoituksen lähetyksessä.
Käsiteketju
Näitä onkin mukava miettiä. Ensin vaikka tämä: lumiukko, lumi, talvi, pohjola, pohjolan luonto, pohjolan villieläimet, kettu.
Kirjoita vastaus viestiin



Viesti lähetetty!

Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22.
Virhe viestin lähetyksessä.
TS:n verkkokeskustelun säännöt

Turun Sanomien verkkokeskusteluun tulevat viestit tarkastetaan ennakolta. Siksi viestit julkaistaan viiveellä. Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22. Toimitus voi lyhentää ja muokata kirjoituksia.

Kirjoittaja on juridisessa vastuussa viestinsä sisällöstä. Rasistisia, herjaavia tai ihmisten yksityisyyttä loukkaavia viestejä ei julkaista. Muista hyvät tavat, älä huuda!/HUUDA tai kiroile.

Emme julkaise linkkejä tai mainoksia.

Kirjoita napakasti. Emme julkaise yli 1 800 merkin viestejä. Pysy keskusteluketjun aihepiirissä. Älä yritä muuttaa aihetta.

Toimitus voi harkintansa mukaan sulkea keskusteluketjun.

Tee ilmoitus sopimattomasta viestistä

Ilmoituksesi on siirtynyt käsittelyyn.
Virhe ilmoituksen lähetyksessä.
Käsiteketju
Kokeilen omaa sanaparia, omena - arkku. Omena, hedelmä, terveellinen, terveys, arvokas, aarre, arkku.
Kirjoita vastaus viestiin



Viesti lähetetty!

Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22.
Virhe viestin lähetyksessä.
TS:n verkkokeskustelun säännöt

Turun Sanomien verkkokeskusteluun tulevat viestit tarkastetaan ennakolta. Siksi viestit julkaistaan viiveellä. Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22. Toimitus voi lyhentää ja muokata kirjoituksia.

Kirjoittaja on juridisessa vastuussa viestinsä sisällöstä. Rasistisia, herjaavia tai ihmisten yksityisyyttä loukkaavia viestejä ei julkaista. Muista hyvät tavat, älä huuda!/HUUDA tai kiroile.

Emme julkaise linkkejä tai mainoksia.

Kirjoita napakasti. Emme julkaise yli 1 800 merkin viestejä. Pysy keskusteluketjun aihepiirissä. Älä yritä muuttaa aihetta.

Toimitus voi harkintansa mukaan sulkea keskusteluketjun.

Tee ilmoitus sopimattomasta viestistä

Ilmoituksesi on siirtynyt käsittelyyn.
Virhe ilmoituksen lähetyksessä.
Teoreettista ratkomista
Törmäsinpä mielenkiintoiseen kolumniin päivän lehdessä. En muista kirjoittaneeni kommenttia aiemmin, mutta nyt on syytä tehdä se.
Ensimmäisestä ja toisesta ketjusta ei valitettavasti tullut kovin mielenkiintoisia.
lumiukko – porkkana – jänis – kettu
sieni – myrkky – käärme – kissa
Kolmanteen ketjuun halusin etsiä uuden lähestymistavan: yhdyssanat!
avain – avaintodistaja – todistajanlausunto – lausuntokierros – kierrosluku – lukulamppu – lamppu
Kokeilkaapa sanapareja kravatti–musiikki, auto–taikina tai Turku–neljätoista.
Kirjoita vastaus viestiin



Viesti lähetetty!

Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22.
Virhe viestin lähetyksessä.
TS:n verkkokeskustelun säännöt

Turun Sanomien verkkokeskusteluun tulevat viestit tarkastetaan ennakolta. Siksi viestit julkaistaan viiveellä. Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22. Toimitus voi lyhentää ja muokata kirjoituksia.

Kirjoittaja on juridisessa vastuussa viestinsä sisällöstä. Rasistisia, herjaavia tai ihmisten yksityisyyttä loukkaavia viestejä ei julkaista. Muista hyvät tavat, älä huuda!/HUUDA tai kiroile.

Emme julkaise linkkejä tai mainoksia.

Kirjoita napakasti. Emme julkaise yli 1 800 merkin viestejä. Pysy keskusteluketjun aihepiirissä. Älä yritä muuttaa aihetta.

Toimitus voi harkintansa mukaan sulkea keskusteluketjun.

Tee ilmoitus sopimattomasta viestistä

Ilmoituksesi on siirtynyt käsittelyyn.
Virhe ilmoituksen lähetyksessä.
Ketjut
Avain-kotiovi-eteinen-valokatkaisija-lamppu.
Sieni-mato-madotus-kissa.
Kirjoita vastaus viestiin



Viesti lähetetty!

Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22.
Virhe viestin lähetyksessä.
TS:n verkkokeskustelun säännöt

Turun Sanomien verkkokeskusteluun tulevat viestit tarkastetaan ennakolta. Siksi viestit julkaistaan viiveellä. Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22. Toimitus voi lyhentää ja muokata kirjoituksia.

Kirjoittaja on juridisessa vastuussa viestinsä sisällöstä. Rasistisia, herjaavia tai ihmisten yksityisyyttä loukkaavia viestejä ei julkaista. Muista hyvät tavat, älä huuda!/HUUDA tai kiroile.

Emme julkaise linkkejä tai mainoksia.

Kirjoita napakasti. Emme julkaise yli 1 800 merkin viestejä. Pysy keskusteluketjun aihepiirissä. Älä yritä muuttaa aihetta.

Toimitus voi harkintansa mukaan sulkea keskusteluketjun.

Tee ilmoitus sopimattomasta viestistä

Ilmoituksesi on siirtynyt käsittelyyn.
Virhe ilmoituksen lähetyksessä.
LUK-vastauksia
kravatti-kaula-kurkku-ääni-laulu-musiikki
auto-sähköauto-sähkö-uuni-pullat-taikina
Turku-kaupunkilainen-kirjaimet-neljätoista
Kirjoita vastaus viestiin



Viesti lähetetty!

Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22.
Virhe viestin lähetyksessä.
TS:n verkkokeskustelun säännöt

Turun Sanomien verkkokeskusteluun tulevat viestit tarkastetaan ennakolta. Siksi viestit julkaistaan viiveellä. Keskusteluja julkaistaan arkisin kello 9–23 ja viikonloppuisin kello 8–22. Toimitus voi lyhentää ja muokata kirjoituksia.

Kirjoittaja on juridisessa vastuussa viestinsä sisällöstä. Rasistisia, herjaavia tai ihmisten yksityisyyttä loukkaavia viestejä ei julkaista. Muista hyvät tavat, älä huuda!/HUUDA tai kiroile.

Emme julkaise linkkejä tai mainoksia.

Kirjoita napakasti. Emme julkaise yli 1 800 merkin viestejä. Pysy keskusteluketjun aihepiirissä. Älä yritä muuttaa aihetta.

Toimitus voi harkintansa mukaan sulkea keskusteluketjun.

Tee ilmoitus sopimattomasta viestistä

Ilmoituksesi on siirtynyt käsittelyyn.
Virhe ilmoituksen lähetyksessä.