Kontinuumsfysikk

Trond Solem

Når det kommer store bølger fra Nordjøen inn mot land, brytes de og slår mot strendene. Disse bølgene kan være flere meter høye. Har du noen gang lurt på hvordan eller hvorfor de blir så høye?
Ofte blir det sagt at det blir store bølger i Nordsjøen fordi vestavinden er litt sur i dag, men det gir oss jo ikke noen nøyaktig årsak til bølgehøyden. Som fysiker kan du anvende matematikk og modellere de fysiske egenskapene til vann og på den måten faktisk kunne si noe om hvor høy denne bølgen kan bli. Dette kalles matematisk modellering, som står sentralt i kontinuumsfysikken.

Hele den teknologiske kunnskapen om naturen som vi mennesker har bygget opp gjennom århundrene ville aldri blitt så omfattende om vi ikke hadde lært oss å kvantifisere naturen, dvs. å sette tall på det vi ser og opplever. Vi kom raskt inn på idéen om å veie og måle størrelser i naturen. Det begynte med begrep og størrelser om for eksempel volum. Deretter har det bokstavelig talt tatt helt av. Ved å knytte sammen ulike størrelser med fysiske lover og erfaringssammenhenger, og i sin tur knytte disse sammen med matematiske sammenhenger, har vi skaffet oss utrolig mye kunnskap om naturen. Vi har merket oss at det meste henger sammen på ett eller annet vis.

Matematisk modellering handler i bunn og grunn om å undersøke, komme fram til og bruke disse matematiske sammenhengene. Du starter med et valgt fysisk forhold og bruker deretter matematikk for å lage en modell over det som skjer. Matematikk gir forskeren et utrolig kraftfullt verktøy for å tilnærme seg naturen. Det er ikke alltid man treffer riktig med sine modeller, men det skulle jo bare mangle. Naturen er ikke alltid så forutsigbar som fysikere alltid vil den skal være. Men likevel er en modell noe en kan forholde seg til. Den sier litt mer om virkeligheten enn hva man visste tidligere.

Kontinuumsfysikk tar for seg de matematiske modellene som ligger til grunn for en rekke prosesser i naturen. Du lærer deg å forstå hva som forårsaker en vannbølges utseende og bevegelsesmønster. Du får innsikt i hvordan og hvorfor vann strømmer fra et sted til et annet og hvordan det reagerer på ulike hindringer. Du ser på hvordan en lydbølge brer seg ut i et rom og hvordan den reagerer på ulike hindringer. I tillegg lærer du også hvilke konsekvenser lav og høy konsentrasjon av ulike forurensninger har for spredning i vassdrag og i grunnvann. Gode kunnskaper innen kontinuumsfysikk hadde trolig kunnet forutsi grunnvannslekkasjene som oppstod ved byggingen av Romeriksporten på Gardermobanen.

Alle disse fenomenene kan beskrives fra det vi kaller en kontinuerlig (derfor kontinuumsfysikk) deterministisk synsvinkel. For det første viser det til beskrivelsen av sammenhengende fenomener, f.eks. sammenhengende væskestrømmer. For det andre viser det til den eksakte forutsigbarheten i modellen.

Tilbake til Miljøfysikk og fornybar energitudier
Tilbake til Studier

Oppdatert: 11.09.06
Utskriftsvennlig versjon : Arkiv : Tips en venn