Čo je to moderná fyzika?
FyzikaModerný označuje nové koncepcie fyziky vyvinuté v prvých troch desaťročiach 20. storočia, ktoré vychádzajú z teoretických propozícií fyzikov Albert Einstein a Max Planck. Po vzniku tteória relativity Einstein a kvantovanieelektromagnetických vĺn, vznikol tento nový študijný odbor, ktorý rozšíril obmedzené horizonty klasickej fyziky.
Komplexnejšie ako Fyzikaklasický, The Moderná fyzika je schopný vysvetliť javy váhy veľa malý (atómový a subatomárne) a veľmi vysoké rýchlosti, veľmi blízko k rýchlosť svetla. fyzici storočia XX si uvedomil, že súčasné poznatky nestačia na vysvetlenie javov ako napr fotoelektrický efekt Alebo žiarenie čierneho tela. O hypotéke sa teda začalo vynárať niekoľko hypotéz prírodadávasvetlo a na čom záleží a o interakcii medzi nimi.
Dôležité objavy modernej fyziky
Niekoľko experimentov poznačilo históriu a vývoj modernej fyziky. Z nich môžeme spomenúť tých, ktorí nám poskytli hlbšie pochopenie štruktúry hmoty a atómov a tiež podstaty svetla. pozrite si niektoré príklady týchto dôležitých objavov, ktoré znamenali začiatok modernej fyziky:
V roku 1895 Objavil Wilhem Rontgen existencia röntgenových lúčov, neviditeľného typu extrémne prenikavého žiarenia.
V roku 1896 Antoínbecquerel objavil existenciu rádioaktivita.
O niekoľko rokov neskôr, v roku 1900, nemecký fyzik MaxPlanck navrhol, aby energia prenášaná elektromagnetickým poľom mala hodnoty vyčíslený, násobky celý minimálneho a stáleho množstva.
V roku 1905 prostredníctvom svojej teórie relativity AlbertEinstein ukázali, že rámce, ktoré sa pohybujú rýchlosťami veľavysoký,Ďalšie à rýchlosť rozmnožovanie dávasvetlo, zažiť plynutie času a meranie vzdialeností rôznymi spôsobmi.
V roku 1913 NielsBohr navrhuje, aby energetické hladiny elektrónov rozptýlených okolo atómových jadier boli kvantované to znamená, že jeho energia je daná celočíselným násobkom minimálnej hodnoty.
V roku 1924 dualitamávať-častica, ustanovil fyzik LouisDe'Broglie, ukázal, že každé telo sa môže správať ako vlna.
V roku 1926 mechanikaKvantové, výsledok práce fyzikov ako WernerHeisenberg a Erwin Schrödinger.
Inými slovami, FyzikaModerný podarilo preskúmať podstatu svetemikroskopické a tie veľké rýchlostirelativistické, poskytujúci cenné vysvetlenia niekoľkých fyzikálnych javov, ktoré boli do tej doby nepochopené.
Orientačné body modernej fyziky
→ Atomistická teória
THE teóriaatomistický vznikol medzi gréckymi mysliteľmi ako rozprávkyvMiléty a atomisti Democritus a Leucipus. Pre týchto mysliteľov bola hmota tvorená menšími, nezničiteľnými a nedeliteľnými časticami, ktoré sa nazývali atómy.
Atomistická teória získala na sile vďaka rôznym atómovým modelom navrhovaným v priebehu fyzikálnych štúdií. Zoznámte sa s niekoľkými dôležitými vedcami a ich atómovými teóriami:
JánDalton: veril, že atómy sú masívne a nedeliteľné a že látky sú tvorené atómovými kombináciami rôznych pomerov.
J. J. Thomson: podľa tohto vedca boli elektróny, ktoré majú negatívny elektrický náboj, rozptýlené na povrchu pozitívneho náboja.
ErnestRutherford: pre Rutherforda mali atómy pozitívny elektrický náboj koncentrovaný v extrémne hustej a redukovanej oblasti nazývanej atómové jadro.
NielsBohr: podľa Bohrovho modelu sa elektróny nachádzali okolo atómových jadier s energiou kvantované, to znamená, že zaberali iba konkrétne úrovne energie, ktoré boli násobkami a menšie.
Pozri tiež: Atómové modely
Súčasná koncepcia toho, čo sú atómy, mala v priebehu histórie niekoľko príspevkov a prešla niekoľkými zmenami. Niektoré z najdôležitejších návrhov pre naše chápanie atómov a hmoty prišli od fyzikov ako napr De'Broglie,Heisenberg a Schrodinger. Odhlásiť sa:
Louis De'Broglie: navrhla existenciu vln hmoty, vlastnosť, ktorá vysvetľuje duálne správanie elektrónov.
WernerHeinsenberg: navrhol princíp neurčitosti, ktorý naznačuje, že by nebolo možné súčasne a s úplnou presnosťou určiť polohu a množstvo pohybov kvantových častíc.
ErwinSchrodinger: prostredníctvom svojej rovnice dokázal určiť oblasti, ktoré s najväčšou pravdepodobnosťou nájdu elektrón okolo atómového jadra.
Pozritiež:Zrod kvantovej mechaniky
→ Žiarenie čierneho telesa
Pre fyziku je klasifikovaná ako teločierna každé teleso schopné absorbovať všetko žiarenie, ktoré na neho dopadne, a podľa svojej teploty ho opätovne emitovať vo forme tepelného žiarenia.
Problém žiarenia čiernych telies bol na začiatku 20. storočia jednou z hlavných otvorených otázok fyziky. Prostredníctvom hypotézy o kvantovaní energie elektromagnetických vĺn vyžarovaných čiernymi telesami nemecký fyzik Max Planck predstavila riešenie tohto problému.
→ Pokus s poklesom oleja
O experiment s kvapkami oleja, vykonáva fyzik RobertAndrewsMillikan, bol schopný určiť poradie veľkosti elektrického náboja elektróny. Prístroj použitý v tomto experimente pozostával z rozprašovacej fľaše, ktorá rozprašovala kvapôčky oleja medzi nimi dve platne usporiadané elektricky nabité vo zvislom smere tak, aby boli kvapôčky statické na vzduch. Až do uskutočnenia tohto experimentu nebol známy náboj elektrónov, iba pomer medzi nimi poplatok a tvoj cestoviny.
Pozritiež: Objav elektrónu
→ Franck-Hertzov experiment
O experimentvFranck-Hertz validoval atómový model navrhnutý NielsBohr. Tento experiment ukázal, že je možné excitovať iba atómy plynu úrovniachkonkrétne energie, ako aj kvantifikáciu energetických úrovní, ktorú navrhuje Bohr.
→ Rutherfordov experiment
Slávny Rutherfordov experiment skutočne vykonali dvaja z jeho študentov, Hansgeiger a ErnestMardsen. V tomto experimente bol tenký zlatý list bombardovaný časticealfa (Atómové jadrá hélia) pri vysokej rýchlosti. Bolo zistené, že po zrážke sa uhly niektorých z týchto častíc veľmi líšili. V niektorých prípadoch tiež existovali ricochet alfa častíc, čo naznačovalo existenciu ťažkých a mimoriadne hustých atómových jadier.
→ Objav gravitačných šošoviek
Fenomén objektívgravitačné vyskytuje sa v dôsledku skreslenia časopriestoru vyvíjaného veľkými hmotami, ako sú napríklad hviezdy a planéty. Podľa všeobecnej teórie relativity, ktorú navrhol AlbertEinstein, gravitácia vyvíjaná masívnymi telesami je výsledkom deformácie v reliéfe časopriestoru. Výsledkom by bolo, že pri šírení deformovaným časopriestorom by svetlo prešlo odchýlkou.
Tento jav pozorovali astronómovia meraním trvania úplného zatmenia Slnka, ku ktorému došlo v roku 1919. Merania sa uskutočňovali súčasne v meste Bratislava Sobral, ktorý sa nachádza v štáte Ceará, je zapnutý Oni súThomas a Princ.
Pozritiež: Einstein a Ceará
→ Michelson-Morleyov experiment
experiment z Michelson-Morley dokázali, že elektromagnetické vlny sú schopné šíriť sa vo vákuu samom, takže na to nepotrebujú médium. Na preukázanie tejto vlastnosti, vedci AlbertMichelson a EdwardMorley použil veľký interferometer (zariadenie používané na vyšetrovanie interferencie svetla) ponorený do bazéna naplneného Ortuť. Takto by sa zabránilo vibráciám každého druhu, ktoré sú schopné ovplyvniť mimoriadne citlivé meranie.
V predmetnom experimente sa meral čas, aby sa svetlo odrážalo presne vyrovnanými zrkadlami. Ak sa Zem pohybuje v médiu, v ktorom sa šíri svetlo, mali by sa pozorovať malé odchýlky v odrazených lúčoch, ktoré sa nevyskytli. Vedci teda dokázali navrhovanú teóriu.
→ Fotoelektrický efekt
O Je vyrobenýfotoelektrické išlo o jav bez uspokojivého vysvetlenia, kým nebudú vypracované štúdie AlbertEinstein. Vďaka možnosti vysvetliť tento účinok Einstein bol ocenený a NobelovavFyzika. Cez myšlienku MaxPlanck, Albert Einstein rozšíril teóriu kvantovania energie z žiarenia čierneho telesa na akýkoľvek typ žiarenia, čím vytvoril predstavu o dualite vlnových častíc.
všeobecná relativita
THE relativitavšeobecne je zovšeobecnenie špeciálnej teórie relativity, ktorú vyvinul aj nemecký fyzik Albert Einstein. Podľa tejto teórie sú masívne telesá, ako sú planéty a hviezdy, schopné deformovať tkanivo alebo reliéf časopriestoru. Táto deformácia zase vedie k gravitácii.
Gravitácia hviezd a planét deformuje časopriestor a vedie k gravitácii.
______________________
*Obrázkové kredity: Benjamin Couprie, Institut International de Physique de Solvay / Wikimedia Commons.
Podľa mňa.Rafael Helerbrock
