Wat is moderne natuurkunde?
FysicaModern duidt de nieuwe opvattingen over natuurkunde aan die in de eerste drie decennia van de 20e eeuw zijn ontwikkeld en die het resultaat zijn van de theoretische stellingen van natuurkundigen Albert Einstein en Max Planck. Na de opkomst van trelativiteitstheorie van Einstein en de kwantisatievan elektromagnetische golven, ontstond dit nieuwe vakgebied, waardoor de beperkte horizon van de klassieke fysica werd uitgebreid.
Uitgebreider dan de Fysicaklassiek, De moderne natuurkunde kan fenomenen verklaren van weegschaal veel klein (atomair en subatomair) en zeer hoge snelheden, zeer dicht bij de lichtsnelheid. de natuurkundigen van de eeuw XX besefte dat de huidige kennis niet voldoende was om fenomenen te verklaren zoals: fotoëlektrisch effect Of de blackbody straling. Zo ontstonden er verschillende hypothesen over de natuurgeeftlicht en van de er toe doen en over de interactie daartussen.
Belangrijke ontdekkingen van de moderne natuurkunde
Verschillende experimenten markeerden de geschiedenis en ontwikkeling van de moderne fysica. Onder hen kunnen we degenen noemen die ons een dieper begrip hebben gegeven van de structuur van materie en atomen en ook van de aard van licht. bekijk enkele voorbeelden van deze belangrijke ontdekkingen die het begin van de moderne fysica markeerden:
in 1895, Wilhem Rontgen ontdekt het bestaan van röntgenstralen, een onzichtbaar type extreem doordringende straling.
In 1896, Antoinebecquerel ontdekte het bestaan van radioactiviteit.
Een paar jaar later, in 1900, schreef de Duitse natuurkundige MaxPlanck stelde voor dat de energie gedragen door het elektromagnetische veld waarden had gekwantiseerd, veelvouden heel van een minimale en constante hoeveelheid.
In 1905, door zijn relativiteitstheorie, AlbertEinstein toonde aan dat frames die met snelheden bewegen veelhoog,De volgende à snelheid voortplanting geeftlicht, ervaar het verstrijken van de tijd en het meten van afstanden op verschillende manieren.
1913, NielsBohr stelde voor dat de energieniveaus van elektronen verspreid over atoomkernen zijn scattered gekwantiseerd, dat wil zeggen, de energie wordt gegeven door een geheel veelvoud van een minimumwaarde.
In 1924 werd de dualiteitGolf-deeltje, vastgesteld door de fysicus LouisDe'Broglie, toonde aan dat elk lichaam zich als een golf kan gedragen.
In 1926 werd de mechanicaQuantum, resultaat van het werk van natuurkundigen als WernerHeisenberg en Erwin Schrödinger.
Met andere woorden, de FysicaModern erin geslaagd om de aard van te verkennen wereld-microscopisch en de groten snelhedenrelativistisch, met waardevolle verklaringen voor verschillende fysieke verschijnselen die tot dan toe verkeerd werden begrepen.
Monumenten van de moderne natuurkunde
→ Atomistische theorie
DE theorieatomistisch is ontstaan onder Griekse denkers als verhaleninMilete en de atomisten Democritus en Leukipus. Voor deze denkers bestond materie uit kleinere, onverwoestbare en ondeelbare deeltjes, die atomen werden genoemd.
De atomistische theorie won aan kracht dankzij de verschillende atoommodellen die tijdens fysische studies werden voorgesteld. Zie hieronder enkele belangrijke wetenschappers en hun atoomtheorieën:
JohnDalton: hij geloofde dat atomen massief en ondeelbaar waren en dat stoffen werden gevormd door atomaire combinaties van verschillende proporties.
J. J. Thomson: volgens deze wetenschapper waren de elektronen, die een negatieve elektrische lading hebben, verspreid over het oppervlak van een positieve lading.
ErnestRutherford: voor Rutherford hadden atomen een positieve elektrische lading, geconcentreerd in een extreem dicht en gereduceerd gebied dat de atoomkern wordt genoemd.
NielsBohr: volgens het Bohr-model bevonden zich elektronen rond atoomkernen met energie gekwantiseerd, dat wil zeggen dat ze alleen specifieke energieniveaus bezetten, die veelvouden waren van a kleiner.
Zie ook: Atoommodellen
De huidige opvatting van wat atomen zijn, heeft in de loop van de geschiedenis verschillende bijdragen gehad en heeft verschillende veranderingen ondergaan. Enkele van de belangrijkste voorstellen voor ons begrip van atomen en materie kwamen van natuurkundigen zoals: De'Broglie,Heisenberg en Schrödinger. Uitchecken:
Louis De'Broglie: stelde het bestaan van materiegolven voor, een eigenschap die het dubbele gedrag van elektronen verklaart.
WernerHeinenberg: stelde het onzekerheidsprincipe voor, wat aangeeft dat het niet mogelijk zou zijn om gelijktijdig en met volledige precisie de positie en hoeveelheid beweging van kwantumdeeltjes te bepalen.
ErwinSchrödinger: door zijn vergelijking was hij in staat om de regio's te bepalen die het meest waarschijnlijk een elektron rond de atoomkern vinden.
Kijkenook:De geboorte van kwantummechanica Me
→ Zwarte lichaamsstraling
Voor natuurkunde is het geclassificeerd als: lichaamzwart elk lichaam dat in staat is alle straling die erop invalt te absorberen en deze, afhankelijk van zijn temperatuur, opnieuw uit te zenden in de vorm van thermische straling.
Het probleem van blackbody-straling was aan het begin van de 20e eeuw een van de belangrijkste open vragen in de natuurkunde. Door de hypothese van het kwantificeren van de energie van elektromagnetische golven uitgezonden door zwarte lichamen, de Duitse natuurkundige German Max Planck de oplossing voor dit probleem gepresenteerd.
→ Oliedruppel-experiment
O oliedruppel experiment, uitgevoerd door de fysicus RobertAndrewsMillikan, was in staat om de orde van grootte van de elektrische lading van de elektronen. Het apparaat dat in dit experiment werd gebruikt, bestond uit een spuitfles, die oliedruppels tussen de twee platen elektrisch geladen in verticale richting gerangschikt, zodat de druppels statisch waren op de lucht. Totdat dit experiment werd uitgevoerd, was de lading van de elektronen niet bekend, alleen de verhouding tussen hun in rekening brengen en die van jou pasta.
Kijkenook: De ontdekking van het elektron
→ Franck-Hertz-experiment
O experimentinFranck-Hertz gevalideerd het atomaire model voorgesteld door NielsBohr. Dit experiment toonde aan dat het alleen mogelijk is om de atomen van een gas uit niveausspecifiek van energie, evenals de kwantisering van energieniveaus, voorgesteld door Bohr.
→ Rutherford-experiment
De beroemde Rutherford-experiment werd eigenlijk uitgevoerd door twee van zijn studenten, Hansgeiger en ErnestMarden. In dit experiment werd een dun bladgoud gebombardeerd door deeltjesalfa (Helium atoomkernen) op hoge snelheid. Het viel op dat na de botsing de hoeken van sommige van deze deeltjes sterk varieerden. Ook waren er in sommige gevallen ricochet van alfadeeltjes, wat het bestaan van zware en extreem dichte atoomkernen suggereerde.
→ Ontdekking van zwaartekrachtlenzen
Het fenomeen van lenszwaartekracht het treedt op als gevolg van de vervorming van ruimte-tijd die wordt uitgeoefend door grote massa's, zoals die van sterren en planeten. Volgens de algemene relativiteitstheorie, voorgesteld door AlbertEinstein, de zwaartekracht uitgeoefend door massieve lichamen is het resultaat van de vervorming in het reliëf van ruimte-tijd. Als gevolg hiervan zou het licht bij voortplanting door de vervormde ruimte-tijd een afwijking ondergaan.
Dit fenomeen is door astronomen waargenomen door de duur van de totale zonsverduistering van 1919 te meten. Metingen werden gelijktijdig uitgevoerd in de stad Sobral, gelegen in de staat Ceará, staat aan Zij zijnThomas en Prins.
Kijkenook: Einstein en Ceará
→ Michelson-Morley-experiment
het experiment van Michelson-Morley bewezen dat elektromagnetische golven zich in een vacuüm zelf kunnen voortplanten, dus daar hebben ze geen medium voor nodig. Om deze eigenschap te bewijzen, hebben de onderzoekers AlbertMichelson en EdwardMorley gebruikte een grote interferometer (apparaat gebruikt om lichtinterferentie te onderzoeken) gedompeld in een zwembad gevuld met Kwik. Op deze manier zouden trillingen van welke aard dan ook, die de uiterst gevoelige meting zouden kunnen beïnvloeden, worden vermeden.
In het experiment in kwestie werd de tijd gemeten die licht nodig had om door nauwkeurig uitgelijnde spiegels te worden gereflecteerd. Als de aarde beweegt in het medium waarin licht zich voortplant, moeten kleine afwijkingen in de gereflecteerde bundels worden waargenomen, wat niet is gebeurd. Zo bewezen de onderzoekers de voorgestelde theorie.
→ Foto-elektrisch effect
O Het is gemaaktfoto-elektrisch het was een fenomeen zonder bevredigende verklaring totdat de studies ontwikkeld door AlbertEinstein. Door dit effect te kunnen verklaren, Einstein kreeg een NobelprijsinFysica. Door het idee van MaxPlanck, breidde Albert Einstein de theorie van energiekwantisatie uit van zwartlichaamstraling naar elk type straling, en vestigde zo het idee van dualiteit van golven en deeltjes.
algemene relativiteitstheorie
DE relativiteitalgemeen is een generalisatie van de speciale relativiteitstheorie, ook ontwikkeld door de Duitse natuurkundige Albert Einstein. Volgens deze theorie zijn massieve lichamen, zoals planeten en sterren, in staat om het weefsel, of reliëf, van ruimte-tijd te vervormen. Deze vervorming veroorzaakt op zijn beurt zwaartekracht.
De zwaartekracht van sterren en planeten vervormt de ruimte-tijd, waardoor zwaartekracht ontstaat.
______________________
*Afbeeldingscredits: Benjamin Couprie, Institut International de Physique de Solvay / Wikimedia Commons.
Door mij Rafael Helerbrock