Kas ir mūsdienu fizika?
FizikaMūsdienu apzīmē 20. gadsimta pirmajās trīs desmitgadēs izstrādātās jaunās fizikas koncepcijas, kas izrietēja no fiziķu teorētiskajiem priekšlikumiem Alberts Einšteins un Makss Planks. Pēc parādīšanās trelativitātes teorija Einšteina un kvantēšanano elektromagnētiskajiem viļņiem, parādījās šī jaunā studiju joma, paplašinot ierobežoto klasiskās fizikas redzesloku.
Visaptverošāks par Fizikaklasisks, The Mūsdienu fizika prot izskaidrot svari daudz mazs (atomu un subatomisks) un ļoti lielā ātrumā, ļoti tuvu gaismas ātrums. gadsimta fiziķi XX sapratu, ka ar pašreizējām zināšanām nepietiek, lai izskaidrotu tādas parādības kā fotoelektriskais efekts Vai melnā ķermeņa starojums. Tādējādi sāka izvirzīt vairākas hipotēzes par dabadodgaisma un jautājums un par viņu savstarpējo mijiedarbību.
Svarīgi mūsdienu fizikas atklājumi
Vairāki eksperimenti iezīmēja mūsdienu fizikas vēsturi un attīstību. Starp tiem mēs varam minēt tos, kuri mums ir ļāvuši dziļāk izprast vielas un atomu struktūru, kā arī gaismas būtību. apskatiet dažus šo svarīgo atklājumu piemērus, kas iezīmēja mūsdienu fizikas sākumu:
1895. gadā Vilhems Rontgens atklāja rentgenstaru esamība, kas ir neredzams ārkārtīgi iekļūstoša starojuma veids.
1896. gadā Antuānsbekerels atklāja radioaktivitāte.
Dažus gadus vēlāk, 1900. gadā, vācu fiziķis MaksPlanck ierosināja, ka elektromagnētiskā lauka nesamajai enerģijai ir vērtības kvantitatīvi, reizina vesels minimālā un nemainīgā daudzuma.
1905. gadā, izmantojot savu relativitātes teoriju, AlbertsEinšteins parādīja, ka rāmji, kas pārvietojas ar ātrumu daudzgarš,Nākamais à ātrums pavairošana dodgaisma, dažādos veidos piedzīvo laika ritējumu un attālumu mērīšanu.
1913. gadā NielsBohr ierosināja, ka elektronu enerģijas līmeņi, kas izkaisīti ap atomu kodoliem, ir kvantitatīvi, tas ir, tā enerģiju dod minimālās vērtības vesels skaitlis.
1924. gadā dualitātevilnis-daļiņa, ko izveidojis fiziķis LuissDe'Broglie, parādīja, ka jebkurš ķermenis var izturēties kā vilnis.
1926. gadā mehānikaKvants, fiziķu darba rezultāts kā VernersHeizenbergs un Ervīns Šrēdingers.
Citiem vārdiem sakot, FizikaMūsdienu izdevās izpētīt pasaulēmikroskopisks un lielie ātrumirelatīvistisks, sniedzot vērtīgus paskaidrojumus par vairākām fiziskām parādībām, kuras līdz tam tika pārprastas.
Mūsdienu fizikas orientieri
→ Atomistiskā teorija
teorijaatomistisks radās grieķu domātāju vidū kā pasakasiekšāMiletus un atomisti Demokrits un Leikips. Šiem domātājiem matēriju veidoja mazākas, neiznīcināmas un nedalāmas daļiņas, kuras sauca par atomiem.
Atomistiskā teorija ieguva spēku, pateicoties dažādiem atomu modeļiem, kas tika piedāvāti fizisko pētījumu laikā. Zemāk skatiet dažus svarīgus zinātniekus un viņu atomu teorijas:
DžonsDaltons: viņš uzskatīja, ka atomi ir masīvi un nedalāmi un vielas veido dažādu proporciju atomu kombinācijas.
Dž. Dž. Tomsons: pēc šī zinātnieka domām, elektroni, kuriem ir negatīvs elektriskais lādiņš, tika izkaisīti pozitīvā lādiņa virsmā.
ErnestsRezerforda: attiecībā uz Rezerfordu atomiem bija pozitīvs elektriskais lādiņš, kas koncentrējās ārkārtīgi blīvā un reducētā apgabalā, ko sauc par atomu kodolu.
NielsBohr: pēc Bora modeļa elektroni atradās ap atomu kodoliem ar enerģiju kvantizēti, tas ir, tie aizņem tikai noteiktus enerģijas līmeņus, kas bija a daudzkārtņi mazāks.
Skatiet arī: Atomu modeļi
Pašreizējai koncepcijai par to, kas ir atomi, ir bijis daudz ieguldījumu visā vēsturē, piedzīvojot vairākas izmaiņas. Daži no vissvarīgākajiem priekšlikumiem mūsu izpratnei par atomiem un matēriju nāca no tādiem fiziķiem kā De'Broglie,Heizenbergs un Šrodingers. Pārbaudiet:
Luijs De'Broglijs: ierosināja matērijas viļņu esamību, īpašību, kas izskaidro elektronu duālo uzvedību.
VernersHeinsenbergs: ierosināja nenoteiktības principu, norādot, ka vienlaikus un ar pilnu precizitāti nebūtu iespējams noteikt kvantu daļiņu kustības pozīciju un daudzumu.
ErvīnsŠrodingers: izmantojot savu vienādojumu, viņš varēja noteikt reģionus, kas, visticamāk, atradīs elektronu ap atoma kodolu.
Skatiesarī:Kvantu mehānikas dzimšana
→ Melnā ķermeņa starojums
Fizikai tas tiek klasificēts kā ķermeņamelns jebkura ķermenis, kas spēj absorbēt visu uz to notiekošo starojumu, atkārtoti izstarojot to termiskā starojuma veidā atbilstoši temperatūrai.
Melnā ķermeņa starojuma problēma bija viens no galvenajiem atklātajiem jautājumiem fizikā 20. gadsimta sākumā. Izmantojot hipotēzi par melno ķermeņu izstaroto elektromagnētisko viļņu enerģijas kvantēšanu, vācu fiziķis Makss Planks iepazīstināja ar šīs problēmas risinājumu.
→ Eļļas pilienu eksperiments
O eļļas piliena eksperiments, veic fiziķis RobertsEndrjūssMillikans, spēja noteikt elektriskā lādiņa lieluma secību elektroni. Šajā eksperimentā izmantotais aparāts sastāvēja no izsmidzināšanas pudeles, kas izsmidzināja eļļas pilienus starp tām divas vertikālā virzienā elektriski uzlādētas plāksnes tā, lai pilieni būtu statiski uz gaiss. Kamēr šis eksperiments netika veikts, elektronu lādiņš nebija zināms, tikai attiecība starp tiem maksas un tavs makaroni.
Skatiesarī: Elektrona atklāšana
→ Francka-Herca eksperiments
O eksperimentsiekšāFrancks-Hercs apstiprināja atomu modeli, ko ierosināja NielsBohr. Šis eksperiments parādīja, ka no tā var ierosināt tikai gāzes atomus līmeņiemspecifisks ierosināja enerģijas daudzumu, kā arī enerģijas līmeņu kvantēšanu Bohr.
→ Rezerfordas eksperiments
Slavenais Rezerforda eksperiments faktiski veica divi viņa studenti, Hanssgeigers un ErnestsMardsens. Šajā eksperimentā tika bombardēta plāna zelta lapa daļiņasalfa (Hēlija atomu kodoli) lielā ātrumā. Tika pamanīts, ka pēc sadursmes dažu šo daļiņu leņķi ļoti atšķiras. Arī dažos gadījumos bija rikošets alfa daļiņu, kas liecināja par smagu un ārkārtīgi blīvu atomu kodolu esamību.
→ Gravitācijas lēcu atklāšana
Parādība objektīvsgravitācijas tas notiek sakarā ar telpas un laika sagrozīšanu, ko rada lielas masas, piemēram, zvaigznes un planētas. Saskaņā ar vispārējo relativitāti, ko ierosināja AlbertsEinšteins, masveida ķermeņu gravitācija ir deformācija kosmosa laika reljefā. Tā rezultātā, izplatoties pa deformēto laiktelpu, gaisma piedzīvotu novirzi.
Šo fenomenu novēroja astronomi, mērot kopējā saules aptumsuma ilgumu, kas notika 1919. gadā. Mērījumi tika veikti vienlaicīgi pilsētā Sobral, kas atrodas Štata štatā Ceará, ir ieslēgts Viņi irTomass un Princis.
Skatiesarī: Einšteins un Kearā
→ Miķelsona-Morlija eksperiments
eksperiments Miķelsons-Morlijs pierādīja, ka elektromagnētiskie viļņi ir spējīgi izplatīties pašā vakuumā, tāpēc to veikšanai tiem nav nepieciešams vide. Lai pierādītu šo īpašumu, pētnieki AlbertsMiķelsons un EdvardsMorlijs izmantoja lielu interferometru (ierīci, ko izmanto gaismas traucējumu izmeklēšanai), kas iemērcts baseinā, kas piepildīts ar Dzīvsudrabs. Tādā veidā tiktu novērsta jebkura veida vibrācija, kas varētu ietekmēt ārkārtīgi jutīgo mērījumu.
Attiecīgajā eksperimentā tika izmērīts laiks, kad gaisma jāatspoguļo precīzi izlīdzinātos spoguļos. Ja Zeme pārvietojas vidē, kurā gaisma izplatās, jāievēro nelielas novirzes atstarotajos staros, kas nenotika. Tādējādi pētnieki pierādīja piedāvāto teoriju.
→ Fotoelektriskais efekts
O Tas ir izgatavotsfotoelektrisks tā bija parādība bez apmierinoša izskaidrojuma līdz brīdim, kad izstrādāja AlbertsEinšteins. Spējot izskaidrot šo efektu, Einšteins tika apbalvots ar NobelsiekšāFizika. Caur ideju MaksPlanck, Alberts Einšteins paplašināja enerģijas kvantēšanas teoriju no melnā ķermeņa starojuma līdz jebkura veida starojumam, tādējādi izveidojot viļņu daļiņu dualitātes jēdzienu.
vispārējā relativitāte
relativitātevispārīgi ir īpašās relativitātes teorijas vispārinājums, ko izstrādājis arī vācu fiziķis Alberts Einšteins. Saskaņā ar šo teoriju masveida ķermeņi, piemēram, planētas un zvaigznes, spēj deformēt telpas laika audumu vai reljefu. Šī deformācija savukārt rada gravitāciju.
Zvaigžņu un planētu smagums deformē laiktelpu, radot gravitāciju.
______________________
*Attēlu kredīti: Benjamin Couprie, Institūta International de Physique de Solvay / Wikimedia Commons.
Autors: Rafaels Helerbroks
