Potencijal

Potencijal (prema kasnolatin. potentialis: moguć) može značiti:

• potencijal je općenito ukupnost snage, moći, mogućnosti, sposobnosti (na primjer umni potencijal).
• potencijal, u fizici, u najširem smislu, je funkcija poopćenih koordinata i poopćenih količina gibanja. S pomoću potencijala moguće je kvantitativno opisati djelovanje neke sile na neko tijelo. Prva derivacija potencijala s obzirom na bilo koji smjer u bilo kojoj točki prostora jednaka je iznosu komponenti jakosti polja u tom smjeru i u toj točki. U fizici se razlikuju električni, nuklearni, gravitacijski i drugi potencijali.
  • električni potencijal (oznaka V, φ) je fizikalna veličina koja opisuje kolika je potencijalna energija jediničnoga električnoga naboja u nekoj točki električnoga polja. Definira se obično kao rad W koji bi trebalo izvršiti da se jedinični električni naboj Q dovede iz područja izvan toga polja u tu točku: V = W/Q. Mjerna jedinica električnog potencijala je volt (V).
  • nuklearni potencijal je fizikalna veličina koja služi za opisivanje uzajamnoga djelovanja nukleona i djelovanja između nukleona i atomske jezgre, a izražava se s nekoliko oblika matematičkih izraza (potencijalna jama, Yukawin potencijal, Gaussov potencijal i drugo). Kod velikih udaljenosti uzajamno je djelovanje nukleona (na primjer protona) prikazano električnim potencijalom koji je pozitivan i raste kako se udaljenost smanjuje. U udaljenosti reda veličine nekoliko femtometara (1 fm = 10^–15 m) nuklearne sile prevladavaju, a potencijal postaje negativan, to jest sile su privlačne. Kod još manjih udaljenosti (0,5 fm) potencijal opet raste, a sile su odbojne.
  • elektrodni potencijal je električni potencijal elektrokemijske ćelije u kojoj je ispitivana elektroda spojena kao katoda, a standardna vodikova elektroda (E = 0,000 V) kao anoda. Na katodi se uvijek događa redukcija a na anodi oksidacija. Elektrodni potencijal je po definiciji redukcijski potencijal.
  • gravitacijski potencijal, geopotencijal ili potencijal sile teže je potencijalna energija jedinice mase u polju sile teže. Sve točke jednakoga geopotencijala u atmosferi leže na geopotencijalnoj plohi. To su zatvorene plohe koje okružuju Zemlju; na ekvatoru su nešto više nego na polovima. Visina geopotencijalnih ploha izražava se geopotencijalnim metrom, koji je definiran tako da približno odgovara potencijalu sile teže na visini 1 metar nad tlom, pa gotovo i nema razlike između geometrijskog i geopotencijalnoga metra. U meteorologiji geopotencijal ima važnu ulogu jer se stanje strujanja u atmosferi prikazuje plohama jednakoga tlaka, takozvarnim izobarnim plohama, kojima se visina izražava geopotencijalnim metrima, a prikazuje se na zemljopisnim kartama, uglavnom većega područja (kontinenti), izohipsama geopotencijala. Tako se izobarne plohe, kojima se visina računa od srednje visine mora, nazivaju plohama apsolutne topografije (u praksi su to plohe 850, 700, 500, 400, 300, 250, 200, 150 i 100 hPa), a ako se visine računaju od neke referentne plohe (na primjer 1 000 hPa), onda su to plohe relativne topografije (najčešće plohe 500/1000 hPa). Karte apsolutne topografije pokazuju polje strujanja u danom trenutku u slobodnoj atmosferi, i to tako da pravac vjetra približno odgovara izohipsama geopotencijala, a njegov smjer na Sjevernoj polutki položen je tako da je polje snižena tlaka zraka na lijevo od vektora vjetra (na Južnoj polutci na desno). Karte relativne topografije pokazuju područja relativno toplijeg odnosno hladnijega zraka.