Fisika Modern: apa itu, penemuan dan teori relativitas

Apa itu Fisika Modern?

FisikaModern menunjuk konsepsi baru Fisika yang dikembangkan selama tiga dekade pertama abad ke-20, yang dihasilkan dari proposisi teoretis fisikawan Albert Einstein dan Max Planck. Setelah munculnya untukteori relativitas dari Einstein dan kuantisasigelombang elektromagnetik, bidang studi baru ini muncul, memperluas cakrawala terbatas Fisika Klasik.

Lebih komprehensif dari Fisikaklasik, Itu Fisika modern mampu menjelaskan fenomena timbangan banyak kecil (atom dan subatomik) dan kecepatan sangat tinggi, sangat dekat dengan kecepatan cahaya. fisikawan abad ini XX menyadari bahwa pengetahuan saat ini tidak cukup untuk menjelaskan fenomena seperti efek fotoelektrik Atau radiasi benda hitam. Dengan demikian, beberapa hipotesis mulai diajukan tentang alammembericahaya dan dari masalah dan tentang interaksi di antara mereka.

Penemuan Penting Fisika Modern

Beberapa percobaan menandai sejarah dan perkembangan Fisika Modern. Di antara mereka, kita dapat mengutip orang-orang yang telah memberi kita pemahaman yang lebih dalam tentang struktur materi dan atom dan juga sifat cahaya. lihat beberapa contoh penemuan penting yang menandai awal Fisika Modern:

instagram story viewer

Pada tahun 1895, Wilhem Rontgen ditemukan keberadaan sinar-X, jenis radiasi yang sangat menembus yang tak terlihat.
Pada tahun 1896, Antoinebecquerel menemukan keberadaan radioaktivitas.
Beberapa tahun kemudian, pada tahun 1900, fisikawan Jerman MaksPlanck mengusulkan bahwa energi yang dibawa oleh medan elektromagnetik memiliki nilai terkuantisasi, kelipatan seluruh dalam jumlah minimal dan konstan.
Pada tahun 1905, melalui teori relativitasnya, AlbertEinstein menunjukkan bahwa bingkai yang bergerak dengan kecepatan banyaktinggi,lanjut à kecepatan perambatan membericahaya, mengalami perjalanan waktu dan pengukuran jarak dengan cara yang berbeda.
Pada tahun 1913, NielsBohr mengusulkan bahwa tingkat energi elektron yang tersebar di sekitar inti atom adalah terkuantisasi, yaitu, energinya diberikan oleh kelipatan bilangan bulat dari nilai minimum.
Pada tahun 1924, dualitasgelombang-partikel, didirikan oleh fisikawan LouisDe'Broglie, menunjukkan bahwa setiap benda dapat berperilaku seperti gelombang.
Pada tahun 1926, mekanikaKuantum, hasil kerja fisikawan sebagai WernerHeisenberg dan Erwin Schrödinger.

Dengan kata lain, FisikaModern berhasil menjelajahi alam duniamikroskopis dan yang besar kecepatanrelativistik, memberikan penjelasan berharga untuk beberapa fenomena fisik yang, sampai saat itu, disalahpahami.

Landmark Fisika Modern

→ Teori atomistik

ITU teoriatomistik berasal dari para pemikir Yunani sebagai ceritadiMiletus dan para atomis Demokritus dan Leucipus. Bagi para pemikir ini, materi terdiri dari partikel yang lebih kecil, tidak dapat dihancurkan, dan tidak dapat dibagi, yang disebut atom.

Teori atomistik memperoleh kekuatan berkat model atom yang berbeda yang diusulkan di seluruh studi fisik. Lihat di bawah ini beberapa ilmuwan penting dan teori atom mereka:

JohnDalton: dia percaya bahwa atom sangat besar dan tidak dapat dibagi dan bahwa zat dibentuk oleh kombinasi atom dengan proporsi yang berbeda.
J J Thomson: menurut ilmuwan ini, elektron, yang memiliki muatan listrik negatif, tersebar di permukaan muatan positif.
ErnestRutherford: untuk Rutherford, atom memiliki muatan listrik positif yang terkonsentrasi di daerah yang sangat padat dan tereduksi yang disebut inti atom.
NielsBohr: menurut model Bohr, elektron terletak di sekitar inti atom dengan energi terkuantisasi, yaitu, mereka hanya menempati tingkat energi tertentu, yang merupakan kelipatan dari a lebih kecil.

Lihat juga: Model atom

Konsepsi saat ini tentang apa itu atom telah memiliki beberapa kontribusi sepanjang sejarah, mengalami beberapa perubahan. Beberapa proposal terpenting untuk pemahaman kita tentang atom dan materi berasal dari fisikawan seperti: De'Broglie,Heisenberg dan Schrodinger. Periksa:

Louis De Broglie: mengusulkan keberadaan gelombang materi, suatu sifat yang menjelaskan perilaku ganda elektron.
WernerHeinenberg: mengusulkan prinsip ketidakpastian, menunjukkan bahwa tidak mungkin untuk menentukan, secara bersamaan dan dengan presisi total, posisi dan kuantitas pergerakan partikel kuantum.
ErwinSchrodinger: melalui persamaannya, ia mampu menentukan daerah yang paling mungkin untuk menemukan elektron di sekitar inti atom.

Lihatjuga:Kelahiran Mekanika Kuantum

→ Radiasi benda hitam

Untuk Fisika, itu diklasifikasikan sebagai tubuhhitam setiap benda yang mampu menyerap semua radiasi yang datang padanya, memancarkannya kembali dalam bentuk radiasi termal, sesuai dengan suhunya.

Masalah radiasi benda hitam adalah salah satu pertanyaan terbuka utama dalam fisika pada awal abad ke-20. Melalui hipotesis kuantisasi energi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh benda hitam, fisikawan Jerman Max Planck disajikan solusi untuk masalah ini.

→ Eksperimen tetes minyak

HAI percobaan tetes minyak, dilakukan oleh fisikawan RobertAndrewsMilikan, mampu menentukan urutan besarnya muatan listrik elektron. Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini terdiri dari botol semprot, yang menyemprotkan tetesan minyak antara dua pelat yang disusun bermuatan listrik dalam arah vertikal, sehingga tetesan-tetesan itu statis pada udara. Sampai percobaan ini dilakukan, muatan elektron tidak diketahui, hanya perbandingan antara biaya dan punya anda Semacam spageti.

Lihatjuga: Penemuan elektron

→ Eksperimen Franck-Hertz

HAI percobaandiFranck-Hertz memvalidasi model atom yang diusulkan oleh NielsBohr. Eksperimen ini menunjukkan bahwa hanya mungkin untuk mengeksitasi atom-atom gas dari levelspesifik energi, serta kuantisasi tingkat energi, diusulkan oleh Bohr.

→ Eksperimen Rutherford

Yang terkenal Percobaan Rutherford sebenarnya dilakukan oleh dua muridnya, HansGeiger dan ErnestMardsen. Dalam percobaan ini, sehelai daun emas tipis dibombardir oleh partikelalfa (Inti atom Helium) dengan kecepatan tinggi. Terlihat bahwa, setelah tumbukan, sudut beberapa partikel ini sangat bervariasi. Juga, dalam beberapa kasus, ada memantul partikel alfa, yang menunjukkan adanya inti atom yang berat dan sangat padat.

→ Penemuan lensa gravitasi

Fenomena dari lensagravitasi itu terjadi karena distorsi ruang-waktu yang diberikan oleh massa besar, seperti bintang dan planet. Menurut relativitas umum, diusulkan oleh AlbertEinstein, gravitasi yang diberikan oleh benda-benda masif adalah hasil dari deformasi dalam relief ruang-waktu. Akibatnya, ketika merambat melalui ruang-waktu yang terdeformasi, cahaya akan mengalami deviasi.

Fenomena ini diamati oleh para astronom dengan mengukur durasi gerhana matahari total yang terjadi pada tahun 1919. Pengukuran dilakukan secara serentak di kota sedih, terletak di negara bagian Ceará, aktif MerekaThomas dan Pangeran.

Lihatjuga: Einstein dan Ceará

→ Eksperimen Michelson-Morley

percobaan dari Michelson-Morley membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik mampu merambat dalam ruang hampa itu sendiri, sehingga tidak memerlukan media untuk melakukannya. Untuk membuktikan sifat ini, para peneliti AlbertMichelson dan EdwardMorley menggunakan interferometer besar (perangkat yang digunakan untuk menyelidiki gangguan cahaya) yang dicelupkan ke dalam kolam yang diisi dengan Air raksa. Dengan cara ini, getaran apa pun, yang dapat memengaruhi pengukuran yang sangat sensitif, akan dihindari.

Dalam percobaan tersebut, waktu untuk cahaya yang akan dipantulkan oleh cermin yang disejajarkan dengan tepat diukur. Jika Bumi bergerak dalam medium di mana cahaya merambat, penyimpangan kecil pada sinar yang dipantulkan harus diamati, yang tidak terjadi. Dengan demikian, para peneliti membuktikan teori yang diajukan.

→ Efek fotolistrik

HAI Ini dibuatfotolistrik itu adalah fenomena tanpa penjelasan yang memuaskan sampai studi yang dikembangkan oleh AlbertEinstein. Dengan mampu menjelaskan efek ini, Einstein dianugerahi NobeldiFisika. Melalui gagasan MaksPlanck, Albert Einstein memperluas teori kuantisasi energi dari radiasi benda hitam ke semua jenis radiasi, sehingga menetapkan gagasan dualitas gelombang-partikel.

Relativitas umum

ITU relativitasumum adalah generalisasi dari teori relativitas khusus, yang juga dikembangkan oleh fisikawan Jerman Albert Einstein. Menurut teori ini, benda-benda masif, seperti planet dan bintang, mampu mengubah bentuk struktur, atau relief, ruang-waktu. Deformasi ini, pada gilirannya, menimbulkan gravitasi.

Relativitas umum
Gravitasi bintang dan planet merusak ruang-waktu, sehingga menimbulkan gravitasi.