Какво е съвременна физика?
ФизикаМодерен обозначава новите концепции за физиката, разработени през първите три десетилетия на 20-ти век, които са резултат от теоретичните положения на физиците Алберт Айнщайн и Макс Планк. След появата на Tтеория на относителността на Айнщайн и квантуванена електромагнитни вълни, тази нова област на изследване се появи, разширявайки ограничените хоризонти на класическата физика.
По-изчерпателно от Физикакласически, The Съвременна физика е в състояние да обясни явленията на везни много малък (атомен и субатомни) и много високи скорости, много близо до скоростта на светлината. физиците на века XX осъзна, че настоящите знания не са достатъчни за обяснение на явления като фотоелектричен ефект Или излъчване на черно тяло. По този начин започнаха да се издигат няколко хипотези относно природатадавасветлина и на материя и за взаимодействието между тях.
Важни открития на съвременната физика
Няколко експеримента белязаха историята и развитието на съвременната физика. Сред тях можем да цитираме тези, които са ни дали по-задълбочено разбиране на структурата на материята и атомите, а също и на природата на светлината. вижте някои примери за тези важни открития, които поставиха началото на съвременната физика:
През 1895 г. Вилхем Ронтген откри съществуването на рентгенови лъчи, невидим вид изключително проникваща радиация.
През 1896 г. Антоанбекерел откриха съществуването на радиоактивност.
Няколко години по-късно, през 1900 г., немският физик МаксПланк предложи енергията, пренасяна от електромагнитното поле, да има стойности квантован, кратни цяло на минимално и постоянно количество.
През 1905 г., чрез неговата теория на относителността, АлбертАйнщайн показа, че кадрите, които се движат със скорости многовисок,следващия à скорост размножаване давасветлина, изпитайте течението на времето и измерването на разстоянията по различни начини.
През 1913 г. НилсБор предложи, че енергийните нива на електроните, разпръснати около атомните ядра, са квантован, тоест енергията му се дава от цяло число, кратно на минимална стойност.
През 1924 г. двойственоствълна-частица, установен от физика ЛуисДе'Брогли, показа, че всяко тяло може да се държи като вълна.
През 1926 г., механикаКвантово, резултат от работата на физиците като ВернерХайзенберг и Ервин Шрьодингер.
С други думи, ФизикаМодерен успя да изследва природата на светамикроскопичен и големите скоростирелативистки, предоставяйки ценни обяснения за няколко физически явления, които дотогава бяха неразбрани.
Забележителности на съвременната физика
→ Атомистична теория
НА теорияатомистичен възникна сред гръцките мислители като приказкивМилет и атомистите Демокрит и Левкип. За тези мислители материята се състои от по-малки, неразрушими и неделими частици, които се наричат атоми.
Атомистичната теория е придобила сила благодарение на различните атомни модели, предложени по време на физическите изследвания. Вижте по-долу някои важни учени и техните атомни теории:
ДжонДалтън: той вярваше, че атомите са масивни и неделими и че веществата се образуват от атомни комбинации с различни пропорции.
J. J. Томсън: според този учен електроните, които имат отрицателен електрически заряд, са били разпръснати на повърхността на положителен заряд.
ЪрнестРъдърфорд: за Ръдърфорд атомите имаха положителен електрически заряд, концентриран в изключително плътна и редуцирана област, наречена атомно ядро.
НилсБор: според модела на Бор, електроните са били разположени около атомни ядра с енергия квантовани, тоест те заемат само специфични нива на енергия, които са кратни на a по-малки.
Вижте също: Атомни модели
Настоящата концепция за това какво представляват атомите има няколко приноса през цялата история, претърпявайки няколко промени. Някои от най-важните предложения за нашето разбиране на атомите и материята идват от физици като Де'Брогли,Хайзенберг и Шрьодингер. Разгледайте:
Луис Де'Брогли: предложи съществуването на материални вълни, свойство, което обяснява двойственото поведение на електроните.
ВернерХайнзенберг: предложи принципа на несигурност, посочвайки, че не би било възможно едновременно и с пълна точност да се определи положението и количеството на движенията на квантовите частици.
ЪрвинШрьодингер: чрез уравнението си той успя да определи регионите, които най-вероятно ще намерят електрон около атомното ядро.
Вижсъщо:Раждането на квантовата механика
→ Излъчване на черното тяло
За физиката тя е класифицирана като тялочерен всяко тяло, способно да абсорбира цялата радиация, падаща върху него, като го излъчва отново под формата на топлинна радиация, в зависимост от неговата температура.
Проблемът с радиацията на черните тела е един от основните отворени въпроси във физиката в началото на 20-ти век. Чрез хипотезата за квантуване на енергията на електромагнитните вълни, излъчвани от черни тела, германският физик Макс Планк представи решението на този проблем.
→ Експеримент с капка масло
О експеримент с капка масло, извършено от физика РобъртАндрюсМиликан, успя да определи реда на величината на електрическия заряд на електрони. Устройството, използвано в този експеримент, се състоеше от спрей бутилка, която пръскаше капчици масло между тях две плочи, подредени с електрическо зареждане във вертикална посока, така че капчиците да са статични върху въздух. До извършването на този експеримент зарядът на електроните не е бил известен, а само съотношението между тях зареждане а твоя? И твоя тестени изделия.
Вижсъщо: Откриването на електрона
→ Експеримент на Франк-Херц
О експериментвФранк-Херц потвърди атомния модел, предложен от НилсБор. Този експеримент показа, че е възможно само да се възбудят атомите на газ от ниваспецифични на енергията, както и квантуването на енергийните нива, предложено от Бор.
→ Експеримент на Ръдърфорд
Известният Експеримент на Ръдърфорд всъщност е изпълняван от двама от неговите ученици, Хансgeiger и ЪрнестМардсен. В този експеримент тънък златен лист беше бомбардиран от частициалфа (Атомни ядра на хелий) с висока скорост. Забелязано е, че след сблъсъка ъглите на някои от тези частици варират значително. Също така в някои случаи имаше рикошет на алфа частици, което предполага съществуването на тежки и изключително плътни атомни ядра.
→ Откриване на гравитационни лещи
Феноменът на лещигравитационно възниква поради изкривяването на пространството-времето, упражнявано от големи маси, като тези на звездите и планетите. Според общата теория на относителността, предложена от АлбертАйнщайн, гравитацията, упражнявана от масивни тела, е резултат от деформацията в релефа на пространство-времето. В резултат на това, когато се разпространява през деформираното пространство-време, светлината ще претърпи отклонение.
Това явление е наблюдавано от астрономите чрез измерване на продължителността на пълното слънчево затъмнение, настъпило през 1919 година. Измерванията бяха извършени едновременно в град Собрал, разположен в щата Сеара, е включен Те саТомас и Принц.
Вижсъщо: Айнщайн и Сеара
→ Експеримент на Майкълсън-Морли
експериментът на Майкълсън-Морли доказа, че електромагнитните вълни са способни да се разпространяват във вакуум, така че не се нуждаят от среда, за да го направят. За да докажат това свойство, изследователите АлбертМайкълсън и ЕдуардМорли използва голям интерферометър (устройство, използвано за изследване на светлинни смущения), потопен в басейн, пълен с Живак. По този начин ще бъдат избегнати вибрации от всякакъв вид, способни да повлияят на изключително чувствителното измерване.
Във въпросния експеримент беше измерено времето за отразяване на светлината от прецизно подравнени огледала. Ако Земята се движи в средата, в която се разпространява светлината, трябва да се наблюдават малки отклонения в отразените лъчи, които не са настъпили. По този начин изследователите доказаха предложената теория.
→ Фотоелектричен ефект
О Направено ефотоелектрически това беше явление без задоволително обяснение, докато изследванията, разработени от АлбертАйнщайн. Като можем да обясним този ефект, Айнщайн е награден с НобелвФизика. Чрез идеята за МаксПланк, Алберт Айнщайн разшири теорията за квантуване на енергията от радиация на черно тяло до всякакъв вид радиация, като по този начин установи идеята за двойственост на вълновите частици.
обща теория на относителността
НА относителностобщ е обобщение на специалната теория на относителността, разработена също от германския физик Алберт Айнщайн. Според тази теория масивните тела, като планети и звезди, са способни да деформират тъканта или релефа на пространството-времето. Тази деформация от своя страна поражда гравитацията.
Гравитацията на звездите и планетите деформира пространството-времето, пораждайки гравитацията.
______________________
*Кредити за изображения: Бенджамин Купри, Международен институт по физика на Солвей / Wikimedia Commons.
От мен Рафаел Хелерброк
