Nowoczesna fizyka

Wyjaśniamy, czym jest współczesna fizyka, jakie badania, jej gałęzie, różnice z fizyką klasyczną i wybitnymi naukowcami

Współczesna fizyka uważa, że ​​przestrzeń i czas tworzą tkankę i grawitację to nic innego jak zniekształcenie tej tkanki, spowodowane obecnością ciasta, takiego jak Słońce

Czym jest współczesna fizyka?

Nowoczesna fizyka Odnosi się do fizyki opracowanej na początku XX wieku i jest to poświęcone badaniu obiektów, których prędkość jest porównywalna z prędkością światła, a także do ciał o niewielkich wymiarach: atom i cząsteczki, które go stanowią.

Dziewiętnasty wiek był kluczowy dla termodynamiki i energii elektrycznej, napędzany rewolucją przemysłową. Ale w miarę postępu technologii coraz bardziej wyrafinowane eksperymenty wykazały zjawiska, których naukowcy nie mogli w pełni wyjaśnić zaakceptowanymi teoriami.

W szczególności trzy zjawiska to klucze w pojawieniu się nowej fizyki: promieniowanie emitowane przez bardzo gorące obiekty, widma linii powstały w zwalniaczach elektrycznych w gazach i efekt fotoelektryczny.

Naukowcy nie mieli zadowalających wyjaśnień tych zjawisk, chyba że rewolucyjne postulaty mechaniki kwantowej i części fali, zarówno światła, jak i materii. To były narodziny współczesnej fizyki u zarania XX wieku.

Zaakceptowane dzisiaj przez społeczność naukową, w tym czasie były to kontrowersyjne teorie, pod wieloma względami z dala od fizyki Newtona, wokół których obracają się wszystkie obszary fizyki klasycznej.

Jakie studia nowoczesne fizyka?

Dwa główne dziedziny, które badają nowoczesną fizykę, to teoria względności i mechaniki kwantowej.

Teoria względności dotyczy wyjaśnienia zachowania telefonów komórkowych z prędkością bliską światła. Ze swojej strony mechanika kwantowa pogłębia podmiot i badanie jego cząstek składowych.

Teoria względności

Teoria względności, zaproponowana przez Alberta Einsteina (1879–1955), dotyczy procesów, które zachodzą z prędkością zbliżoną do światła światła. Prędkość światła jest stałą natury, której wartość próżniowa wynosi około 300.000 km/s. Nic nie porusza się z większą prędkością niż ta.

Może ci służyć: ostre dźwięki: cechy i przykłady

Jednak błędem jest myśleć, że postulaty fizyki klasycznej lub newtonowskiej nie są ważne zgodnie z nowym podejściem podanym przez współczesną fizykę.

Przeciwnie, teoria względności jest szerszym punktem widzenia, który obejmuje fizykę Newtona, gdy prędkości są znacznie niższe niż światło. I większość codziennych obiektów porusza się w ten sposób, z wyjątkiem samego światła.

Mechanika kwantowa

Ze swojej strony mechanika kwantowa zajmuje się materią na poziomie cząstek, które ją komponują. Na tak małą skalę cząstki wykazują podwójne zachowanie: są to cząstki i fale jednocześnie.

Cząstki mają fale masy i energii, zatem, jeśli cząstki subatomowe są jednocześnie, zdarza się, że masa m i energia i są równoważne, jak pokazuje równanie:

E = MC²

Tutaj C reprezentuje prędkość światła w próżni.

Ponadto, ponieważ mają one pofalowany charakter, cząsteczki nie są określonymi przedmiotami, których tor można śledzić, jak w przypadku piłki bilardowej. Zaskakującym faktem jest to, że możesz znać prawdopodobieństwo, że cząstka jest w określonej pozycji.

Gałęzie współczesnej fizyki

Współczesna fizyka rozciąga się na różne gałęzie, ściśle powiązane, wśród których można wspomnieć:

Względność

Postuluje, że prawa fizyki są takie same niezależnie od ramy odniesienia, a także fakt, że prędkość światła jest stała w próżni dla każdego obserwatora, nawet jeśli ma ruch.

Może ci służyć: REIN: Definicja, formuły i ćwiczenia

Mechanika kwantowa

Zajmuje się zachowaniem materii w skali atomowej i zachowaniu cząstek, które ją komponują, biorąc pod uwagę, że energia jest kwantyzowana, co oznacza, że ​​nie występuje w dowolnych wartościach, ale w wielokrotności ilości: ile.

Rozważa również, że zarówno światło, jak i materia wykazują podwójną naturę: fale i cząstki. Światło jest fali elektromagnetycznej, a jednocześnie cząsteczka, zwana fotonem, której energia E jest bezpośrednio proporcjonalna do częstotliwości F:

E = h ∙ f

Będąc stałą Plancka, której wartość w jednostkach systemu międzynarodowego wynosi: 662607015 × 10^{-3. 4} J ∙ s

Fizyka atomowa

Koncentruje się na badaniu właściwości atomu, niezbędnego składnika podmiotu, oprócz interakcji, które zachodzą między nimi oraz między atomami a światłem.

Fizyka nuklearna

Atom ma strukturę składającą się z jądra i elektronów na orbicie wokół niego. Jądro ma nie tylko prawie całość masy atomu, ale także właściwości, które nadają ich indywidualność każdego elementu. Fizyka jądrowa jest odpowiedzialna za badanie ich właściwości i interakcji.

Fizyka cząsteczek

Istnieje wszechświat cząstek na poziomie subatomowym, którego cechy i interakcje badają fizykę cząstek.

Cząstki są podzielone na dwie duże grupy: bozony i fermiony, te pierwsze są odpowiedzialne za pośredniczenie w podstawowych interakcjach, takich jak elektromagnetyczne przez foton. Do drugiej grupy należą cząstki materiału, takie jak elektron.

Kosmologia

Przestudiuj pochodzenie i ewolucję wszechświata, zarządzane przez światło i cząstki, które składają się na temat.

Różnice między współczesną fizyką a fizyką klasyczną

Klasyczna fizyka jest bardziej znana i blisko, w tym sensie, że w sposób zadowalający wyjaśnia świat makroskopowy i zachowanie obiektów przy niskich prędkościach.

Inną istotną różnicą jest to, że istnieją wielkości, które we współczesnej fizyce są kwantyzowane, takie jak energia i pęd, podczas gdy w fizyce klasycznej mają jakąkolwiek wartość.

Może ci służyć: opłaty na żywo: koncepcja, cechy, przykłady

Wreszcie, w klasycznej fizyce masa i energia to dwa różne wielkości, że współczesna fizyka łączy się przez prędkość światła w słynnym równaniu Einsteina wspomnianym powyżej:

E = MC²

Naukowcy współczesnej fizyki i ich wkładu

Najważniejsi naukowcy współczesnej fizyki, zgromadzeni na konferencji V Solvay, odbyły się w Brukseli w 1927 roku

Max Planck (1858-1947)

Jako pierwszy zaproponował istnienie energii, ponieważ jedynym sposobem na zadowalające wyjaśnienie promieniowania czarnego ciała, więc rozważany jest ojciec teorii kwantowej.

Albert Einstein (1879-1955)

Einstein jest twórcą teorii względności. Jego pierwsze prace na ten temat zostały opublikowane w 1905 r., A drugie w 1916 r., Ale nie otrzymał za nich Nagrody Nobla, ale za wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego, w którym zaproponował, aby cząstka nośnika interakcji elektromagnetycznej jest foton.

Niels Bohr (1885-1962)

Opracował pierwszy kwantowy model atomowy, proponując, że elektron może zajmować tylko te orbitale, w których jego ilość ruchu jest całą wielokrotnością H/2π. Kiedy elektron zmienia się z jednej orbity na drugi, jego energia różni się również w liczbie różnicy energii między stanem końcowym a stanem początkowym.

Werner Heisenberg (1901-1976)

Jest przede wszystkim znany z zasady niepewności, która nosi jego imię, ale także wniósł wielki wkład w matematyczne sformułowanie mechaniki kwantowej.

Erwin Schrodinger (1887-1961)

Opracował model atomu oparty na mechanice kwantowej, ale jego najbardziej znaczącym wkładem jest równanie falowe, które nosi jego nazwisko, przez które można ocenić prawdopodobieństwo, że elektron jest w określonej pozycji.