Amerikanske fysikere i det 20. århundrede. Igor Vasilievich Kurchatov

I artiklen vil vi tale om de store opdagelser i det 20. århundrede. Det er ikke overraskende, at folk siden oldtiden har forsøgt at gøre deres vildeste drømme til virkelighed. Ved forrige århundredeskifte blev der opfundet utrolige ting, der ændrede hele verdens liv.

Røntgenstråler

Lad os starte listen over store opdagelser i det 20. århundrede med at overveje elektromagnetisk stråling, som faktisk blev opdaget i slutningen af ​​XIXårhundrede. Opfinderens forfatter var tysk fysiker Wilhelm Røntgen. Videnskabsmanden bemærkede, at når strømmen blev tændt, begyndte der at komme en let glød i katoderøret belagt med bariumkrystaller. Der er en anden version, ifølge hvilken konen bragte middag til sin mand, og han bemærkede, at han kunne se hendes knogler synlige gennem huden. Det er alle versioner, men der er også fakta. For eksempel nægtede Wilhelm Roentgen at modtage patent på sin opfindelse, fordi han mente, at denne aktivitet ikke kunne bringe reel indkomst. Således rangerer vi røntgenstråler blandt de store opdagelser i det 20. århundrede, som påvirkede udviklingen af ​​det videnskabelige og teknologiske potentiale.

Et fjernsyn

For nylig var et fjernsyn en ting, der vidnede om dens ejers rigdom, men i moderne verden fjernsynet faldt i baggrunden. Desuden opstod ideen om selve opfindelsen i det 19. århundrede samtidig med den russiske opfinder Porfiry Gusev og den portugisiske professor Adriano de Paiva. De var de første til at sige, at en enhed snart ville blive opfundet, der ville tillade billedtransmission via ledning. Den første modtager, hvis skærmstørrelse kun var 3 gange 3 cm, blev demonstreret for verden af ​​Max Diekmann. Samtidig beviste Boris Rosing, at det var muligt at bruge et katodestrålerør for at kunne konvertere et elektrisk signal til et billede. I 1908 patenterede fysikeren Hovhannes Adamyan fra Armenien et signaltransmissionsapparat bestående af to farver. Det menes, at det første fjernsyn blev udviklet i begyndelsen af ​​det 20. århundrede i Amerika. Det blev indsamlet af den russiske emigrant Vladimir Zvorykin. Det var ham, der delte lysstrålen op i grøn, rød og blå og dermed opnåede et farvebillede. Han kaldte denne opfindelse et ikonoskop. I Vesten betragtes John Bird som opfinderen af ​​tv, som var den første til at patentere en enhed, der skaber et billede på 8 linjer.

Mobiltelefoner

Den første mobiltelefon dukkede op i 70'erne af forrige århundrede. En dag viste en medarbejder i det berømte Motorola-firma, som udviklede bærbare enheder, Martin Cooper, sine venner et stort håndsæt. Så troede de ikke på, at sådan noget kunne opfindes. Senere, mens han gik rundt på Manhattan, ringede Martin til sin chef hos en konkurrents firma. Således demonstrerede han for første gang i praksis effektiviteten af ​​sit enorme telefonrør. Den sovjetiske videnskabsmand Leonid Kupriyanovich udførte lignende eksperimenter 15 år tidligere. Dette er grunden til, at det er ret vanskeligt endeligt at tale om, hvem der faktisk er åbneren for bærbare enheder. Alligevel Mobiltelefoner- dette er en værdig opdagelse af det 20. århundrede, uden hvilken du kan forestille dig moderne liv Det er simpelthen umuligt.

Computer

En af de største videnskabelige opdagelser i det 20. århundrede er opfindelsen af ​​computeren. Enig i, at det i dag er umuligt at arbejde eller slappe af uden denne enhed. For blot få år siden blev computere kun brugt i specielle laboratorier og organisationer, men i dag er de det almindelig ting i hver familie. Hvordan blev denne supermaskine opfundet?

Tyskeren Konrad Zuse oprettede i 1941 computer, som i virkeligheden kunne udføre de samme operationer som en moderne computer. Forskellen var, at maskinen arbejdede ved hjælp af telefonrelæer. Et år senere udviklede den amerikanske fysiker John Atanasov og hans kandidatstuderende Clifford Berry i fællesskab en elektronisk computer. Dette projekt blev dog ikke afsluttet, så det kan ikke siges, at de er de rigtige skabere af en sådan enhed. I 1946 demonstrerede John Mauchly, hvad han hævdede var den første elektroniske computer, ENIAC. Der gik lang tid, og store kasser erstattede små og tynde enheder. I øvrigt, personlige computere dukkede først op i slutningen af ​​forrige århundrede.

Internet

Den store teknologiske opdagelse i det 20. århundrede er internettet. Enig i, at uden den er selv den mest kraftfulde computer ikke så nyttig, især i den moderne verden. Mange mennesker kan ikke lide at se tv, men de glemmer den magt over menneskelig bevidsthed har længe overtaget internettet. Hvem kom på ideen om et sådant globalt internationalt netværk? Hun optrådte i en gruppe videnskabsmænd i 50'erne af forrige århundrede. De ønskede at skabe et netværk af høj kvalitet, som ville være svært at hacke eller aflytte. Grunden til denne idé var den kolde krig.

amerikanske myndigheder under Kold krig brugt en bestemt enhed, der tillod data at blive transmitteret over en afstand uden at ty til mail eller telefon. Denne enhed blev kaldt APRA. Senere begyndte forskere fra forskningscentre i forskellige stater at skabe APRANET-netværket. Allerede i 1969, takket være denne opfindelse, var det muligt at forbinde alle computere på universiteterne repræsenteret af denne gruppe af videnskabsmænd. Efter 4 år har andre tilsluttet sig dette netværk forskningscentre. Efter e-mail dukkede op, begyndte antallet af mennesker, der ønskede at trænge ind på World Wide Web, hurtigt at vokse eksponentielt. Vedrørende nuværende tilstand, så videre dette øjeblik Mere end 3 milliarder mennesker bruger internettet hver dag.

Faldskærm

På trods af at ideen om en faldskærm kom til Leonardo da Vincis sind, er det stadig en opfindelse moderne form betragtes som en af ​​de store opdagelser i det 20. århundrede. Med fremkomsten af ​​aeronautics, regelmæssige spring fra store balloner, hvortil der var knyttet halvåbne faldskærme. Allerede i 1912 besluttede en amerikaner at hoppe fra et fly med sådan en enhed. Han landede med succes på jorden og blev den modigste indbygger i Amerika. Senere opfandt ingeniør Gleb Kotelnikov en faldskærm udelukkende lavet af silke. Det lykkedes ham også at pakke den ned i en lille rygsæk. Opfindelsen blev testet på en kørende bil. Således kom de med en bremsefaldskærm, der ville gøre det muligt at aktivere nødbremsesystemet. Således fik videnskabsmanden før udbruddet af 1. verdenskrig patent på sin opfindelse i Frankrig, og blev dermed opdageren af ​​faldskærmen i det 20. århundrede.

Fysikere

Lad os nu tale om de store fysikere i det 20. århundrede og deres opdagelser. Alle ved, at fysik er grundlaget, uden hvilket det er umuligt at forestille sig integreret udvikling enhver anden videnskab er i princippet umulig.

Lad os bemærke Plancks kvanteteori. I 1900 opdagede den tyske professor Max Planck en formel, der beskrev fordelingen af ​​energi i spektret af en sort krop. Bemærk, at før dette troede man, at energi altid blev fordelt jævnt, men opfinderen beviste, at fordelingen sker proportionalt takket være kvanter. Videnskabsmanden udarbejdede en rapport, som ingen troede på på det tidspunkt. Men efter 5 år, takket være Plancks konklusioner, den store videnskabsmand Einstein var i stand til at skabe en kvanteteori om den fotoelektriske effekt. Tak til kvanteteori Niels Bohr nåede at bygge en model af atomet. Således skabte Planck kraftfuld base for yderligere opdagelser.

Vi må ikke glemme det 20. århundredes største opdagelse – opdagelsen af ​​Albert Einsteins relativitetsteori. Forskeren formåede at bevise, at tyngdekraften er en konsekvens af krumning firedimensionelt rum, nemlig tid. Han forklarede også effekten af ​​tidsudvidelse. Takket være Einsteins opdagelser var det muligt at beregne mange astronomiske fysiske mængder og afstande.

TIL største opdagelser Opfindelsen af ​​transistoren kan tilskrives det 19. og 20. århundrede. Den første fungerende enhed blev skabt i 1947 af forskere fra Amerika. Forskere har eksperimentelt bekræftet rigtigheden af ​​deres ideer. I 1956 modtog de allerede Nobel pris for opdagelser. Takket være dem begyndte en ny æra inden for elektronik.

Medicin

Lad os begynde vores overvejelse af de store opdagelser inden for medicin i det 20.-21. århundrede med opfindelsen af ​​penicillin af Alexander Fleming. Det er kendt, at dette værdifulde stof blev opdaget som følge af uagtsomhed. Takket være Flemings opdagelse holdt folk op med at være bange for de farligste sygdomme. I samme århundrede blev DNA-strukturen opdaget. Dens opdagere anses for at være Francis Crick og James Watson, som ved hjælp af pap og metal skabte den første model af DNA-molekylet. En utrolig fornemmelse blev skabt af informationen om, at alle levende organismer har den samme DNA-struktur. For denne revolutionære opdagelse blev videnskabsmænd tildelt Nobelprisen.

De store opdagelser i det 20. og 21. århundrede fortsætter med opdagelsen af ​​muligheden for organtransplantation. Sådanne handlinger blev opfattet som noget urealistisk i ret lang tid, men allerede i det sidste århundrede indså videnskabsmænd, at det var muligt at opnå en sikker transplantation af høj kvalitet. Den officielle opdagelse af dette faktum fandt sted i 1954. Derefter transplanterede den amerikanske læge Joseph Murray en nyre til en af ​​sine patienter fra sin tvillingebror. Således viste han, at det er muligt at transplantere et fremmed organ til en person, og han vil leve i lang tid.

I 1990 blev lægen tildelt Nobelprisen. Imidlertid lang tid specialister transplanterede alt undtagen hjertet. Endelig, i 1967, modtog en ældre mand en ung kvindes hjerte. Så nåede patienten kun at leve 18 dage, men i dag lever mennesker med donororganer og hjerter i mange år.

Ultralyd

Også vigtige opfindelser fra det sidste århundrede inden for medicin omfatter ultralyd, uden hvilken det er meget vanskeligt at forestille sig behandling. I den moderne verden er det svært at finde en person, der ikke har gennemgået en ultralydsscanning. Opfindelsen går tilbage til 1955. In vitro-befrugtning betragtes som den mest utrolige opdagelse i det sidste århundrede. Det lykkedes britiske videnskabsmænd laboratorieforhold befrugte ægget og læg det derefter i kvindens livmoder. Som et resultat blev den verdensberømte "reagensglaspige" Louise Brown født.

Store geografiske opdagelser i det 20. århundrede

I det sidste århundrede blev Antarktis udforsket i detaljer. Takket være dette har forskerne opnået de mest nøjagtige data om klimatiske forhold og Antarktis fauna. russisk akademiker Konstantin Markov skabte verdens første atlas over Antarktis. Vi vil fortsætte de store opdagelser fra det tidlige 20. århundrede inden for geografi med en ekspedition, der gik til Stillehavet. sovjetiske forskere den dybeste blev målt havgrav, som blev kaldt Mariana.

Marine atlas

Senere blev der lavet et havatlas, som gjorde det muligt at studere retningen af ​​strømme, vinde, bestemme dybde og temperaturfordeling. En af de mest højprofilerede opdagelser i det sidste århundrede var opdagelsen af ​​Vostok-søen under et enormt islag i Antarktis.

Som vi allerede ved, sidste århundrede havde meget travlt forskellige slags opdagelser. Vi kan sige, at der er sket et reelt gennembrud på næsten alle områder. De potentielle kapaciteter hos forskere fra hele verden har nået deres maksimum, takket være hvilket verden i øjeblikket udvikler sig med stormskridt. Mange opdagelser er blevet vendepunkter i hele menneskehedens historie, især når det kommer til forskning inden for medicin.

Matematikkens succeser, som fungerede som en integrerende faktor for hele systemet, lå videnskabelig viden. Imponerende succeser gennem det 19. - tidlige 20. århundrede. opnået fysik. Selvlært engelsk fysiker M. Faraday(1791-1867), der betragtes som en af ​​de mest opfindsomme hjerner i moderne tid, blev grundlæggeren af ​​doktrinen om det elektromagnetiske felt. Faradays landsmand J.C. Maxwell(1831-1879) oversatte sine ideer til et almindeligt accepteret matematisk sprog. I 1871 grundlagde han den første i Storbritannien i Cambridge fysik laboratorium. Opdagelserne gjort af Maxwell dannede grundlaget moderne fysik. Med sine populærvidenskabelige værker afslørede Maxwell vigtigheden af ​​elektricitet for den brede offentlighed. Ifølge den store fysiker A. Einstein er revolutionen lavet af Maxwell i begreberne fysisk virkelighed "den mest dybtgående og frugtbare af dem, som fysikken har oplevet siden Newtons tid."

Den tredje berømte videnskabsmand, der sammen med Faraday og Maxwell udførte " stort vendepunkt"i fysik, betragtet som en tysk fysiker G.-R. Hertz (1857-1894). Teoretiske opdagelser han bekræftede sine forgængere eksperimentelt og viste det fuldstændige forhold mellem elektriske og magnetiske fænomener. Hertz' arbejde spillede en enorm rolle i udviklingen af ​​videnskab og teknologi og bidrog til fremkomsten af trådløs telegraf, radiokommunikation, radar, fjernsyn. tysk fysiker VC. Røntgen(1845-1923) opdagede usynlige røntgenstråler i 1895 ( røntgenstråling). Roentgen blev den første fysiker, der blev tildelt Nobelprisen.

Tildelingen af ​​Nobelpriser for de mest fremragende værker inden for fysik, kemi, fysiologi og medicin begyndte i 1901. Deres grundlægger var A. B. Nobel, svensk kemiker(opfinder af dynamit) og en industrimand, der testamenterede sin formue til at organisere en særlig fond, hvorfra der stadig udbetales priser til videnskabelige opdagelser, litteraturværker samt aktiviteter for at styrke freden.

englænder A. Becquerel opdagede fænomenet radioaktivitet i 1896, stort bidrag Fransk fysiker bidrog til yderligere forskning Pierre Curie(1859-1906) og hans hustru Maria Skłodowska-Curie(1867-1934). De opdagede de første radioaktive grundstoffer - polonium (opkaldt efter Polen, fødestedet for M. Curie) og radium. I 1903 blev alle tre tildelt Nobelprisen. M. Curie blev den første kvindelige professor ved universitetet i Paris i 1906; i 1911 blev hun den første videnskabsmand i verden til at modtage Nobelprisen i kemi. Materiale fra siden

Marie og Pierre Curie

A. Einstein

I begyndelsen af ​​det 20. århundrede. gjorde sine første opdagelser E. Rutherford(1871-1937). I løbet af sin forskning opdagede han atomets komplekse struktur og lagde grundlaget for doktrinen om radioaktivitet. I 1911 foreslog Rutherford den første elektroniske model af atomet. tysk fysiker M. Planck(1858-1947) fandt i 1900 ud af, at lysenergi ikke transmitteres gennem kontinuerlig stråling, men i separate portioner, som kaldes kvantum. Indførelsen af ​​denne værdi markerede begyndelsen på en ny æra, kvante, fysikere. dansk fysiker N. Bor(1885-1962) anvendte ideen kvanteenergi Plank at studere atomkerne. I 1913 foreslog han sin model af atomet, der lagde grundlaget for kvante atomteori. Hans forskning ydede et stort bidrag til undersøgelsen nukleare reaktioner.

Det vigtigste trin i udviklingen af ​​fysik og naturvidenskab generelt er forbundet med aktiviteterne Albert Einstein(1879-1955). I 1905 udkom hans første artikel, der skitserede den særlige relativitetsteori. Efter at have flyttet til Berlin fuldførte Einstein skabelsen generel teori relativitetsteori og fremførte kvanteteorien om stråling.

I løbet af sin udvikling viste fysik, mere end nogen anden videnskab, relativiteten af ​​alle tidligere etablerede begreber inden for klassisk videnskab og inkonsekvensen af ​​ideer om den absolutte pålidelighed af videnskabelig viden.

På denne side er der materiale om følgende emner:

Introduktion………………………………………………………………………………………………..3

Forskning i mikroverdenen……………………………………………………….…….4

Forskning i makro- og megaverdenen………………………………………….…5

Nobelpriser i fysik………………………………………………………………7

Praktisk opgave…………………………………………………………………...15

a) opgave nr. 1: Tabel over videnskabelige opdagelser …………………………………………15

b) opgave nr. 2: Vigtigste videnskabelige resultater af videnskabens udviklingsstadier.........15

c) opgave nr. 3: Spørgsmål og svar til udviklingsstadierne………………………16

d) opgave nr. 4: A. Einsteins relativitetsteori………………………16

Konklusion……………………………………………………………………….…..…..21

Liste over referencer………………………………………………………22

Introduktion

I moderne videnskab grundlaget for ideer om strukturen af ​​den materielle verden er systemtilgang, ifølge hvilken ethvert objekt i den materielle verden, det være sig et atom, planet, organisme eller galakse, kan betragtes som en kompleks formation, herunder komponentdele organiseret i integritet. For at betegne objekters integritet i videnskaben blev konceptet om et system udviklet.

Naturvidenskaberne har påbegyndt studiet af den materielle verden med de enkleste materielle genstande, der direkte opfattes af mennesker, og går videre til studiet af de mest komplekse genstande i stoffets dybe strukturer, ud over grænserne for menneskelig opfattelse og uforenelige med genstandene i stoffet. hverdagsoplevelse.

Ved hjælp af en systematisk tilgang identificerer naturvidenskaben ikke blot typer materialesystemer, men afslører deres sammenhæng og sammenhæng.

I videnskaben er der tre niveauer af stoffets struktur.

Makroverdenen er en verden af ​​makroobjekter, hvis dimension er sammenlignelig med omfanget af menneskelig erfaring: rumlige mængder udtrykkes i millimeter, centimeter og kilometer og tid - i sekunder, minutter, timer, år.

Microworld er en verden af ​​ekstremt små, ikke direkte observerbare mikroobjekter, hvis rumlige mangfoldighed er beregnet fra 10 -8 til 10 -16 cm, og deres levetid er fra uendeligt til 10 -24 sekunder.

Megaworld er en verden med enorme kosmiske skalaer og hastigheder, hvor afstanden måles i lysår, og rumobjekters levetid måles i millioner og milliarder af år.

Og selvom disse niveauer har deres egne specifikke love, er mikro-, makro- og megaverdenen tæt forbundet.

Mikroverden forskning

I slutningen af ​​det 19. - begyndelsen af ​​det 20. århundrede. fysik nåede niveauet for at studere mikroverdenen, til beskrivelsen af ​​hvilken de konceptuelle strukturer i klassisk fysik viste sig at være uegnede.

Som et resultat af videnskabelige opdagelser blev ideen om atomer som de sidste udelelige strukturelle elementer af materien tilbagevist.

Historien om forskning i atomets struktur begyndte i 1895 takket være J. J. Thomsons opdagelse af elektronen, en negativt ladet partikel, der er en del af alle atomer. Da elektroner har en negativ ladning, og atomet som helhed er elektrisk neutralt, antog man, at der udover elektronen er en positivt ladet partikel. Eksperimenter engelsk fysiker E. Rutherford med alfapartikler førte ham til den konklusion, at atomer indeholder kerner - positivt ladede mikropartikler

Derudover blev det opdaget, at atomer af nogle grundstoffer kan omdannes til andres atomer som følge af radioaktivitet, først opdaget af den franske fysiker A. A. Becquerel.

Spørgsmålene om radioaktivitet af forskellige elementer blev undersøgt af de franske fysikere Pierre og Marie Curie. De opdagede nye grundstoffer - polonium og radium

Opdagelsen af ​​atomets komplekse struktur var en stor begivenhed i fysikken, da den klassiske fysiks ideer om atomer som faste og udelelige strukturelle enheder af stof blev tilbagevist.

Under overgangen til studiet af mikroverdenen blev den klassiske fysiks ideer om stof og felt som to kvalitativt unikke stoftyper også ødelagt. Mens de studerede mikropartikler, blev forskere konfronteret med et paradoksalt synspunkt klassisk videnskab, Situation: de samme objekter udviste både bølge- og korpuskulære egenskaber.

Forskning i makro- og megaverdenen

I historien om studiet af naturen kan der skelnes mellem to stadier: præ-videnskabelige og videnskabelige.

Forvidenskabelig, eller naturfilosofisk, dækker perioden fra antikken til dannelsen af ​​eksperimentel naturvidenskab i det 16.-17. århundrede. I denne periode var læren om naturen af ​​rent naturfilosofisk karakter: observerede naturfænomener blev forklaret ud fra spekulative filosofiske principper.

Det mest betydningsfulde for den efterfølgende udvikling af naturvidenskab var begrebet om den diskrete struktur af materien - atomisme, ifølge hvilken alle legemer er sammensat af atomer - de mindste partikler i verden.

Essensen af ​​naturlige processer blev forklaret ud fra den mekaniske interaktion mellem atomer, deres tiltrækning og frastødning. Det mekaniske program til beskrivelse af naturen, først fremsat i oldtidens atomisme, blev bedst realiseret i klassisk mekanik, hvor dannelsen begynder videnskabeligt stadium naturstudier.

Siden moderne videnskabelige ideer om de strukturelle niveauer af organiseringen af ​​materien blev udviklet i løbet af en kritisk gentænkning af begreberne i klassisk videnskab, der kun gælder for objekter på makroniveau, så skal undersøgelsen begynde med begreberne i klassisk fysik.

Og Newton, der stolede på Galileos værker, udviklede en streng videnskabelig teori mekanik, som beskriver både himmellegemers bevægelse og jordiske objekters bevægelse efter de samme love. Naturen blev betragtet som et komplekst mekanisk system.

Inden for rammerne af det mekaniske billede af verden udviklet af I. Newton og hans tilhængere, opstod en diskret (korpuskulær) model af virkeligheden. Stof blev betragtet som et materielt stof bestående af individuelle partikler - atomer eller blodlegemer. Atomer er absolut stærke, udelelige, uigennemtrængelige, karakteriseret ved tilstedeværelsen af ​​masse og vægt.

Den filosofiske begrundelse for den mekaniske naturforståelse blev givet af R. Descartes med hans begreb om tankens og materiens absolutte dualitet (uafhængighed), hvoraf det fulgte, at verden kan beskrives fuldstændig objektivt, uden at tage hensyn til den menneskelige iagttager. .

Resultatet af Newtons billede af verden var billedet af universet som en gigantisk og fuldstændig bestemt mekanisme, hvor begivenheder og processer er en kæde af indbyrdes afhængige årsager og virkninger.

Den mekanistiske tilgang til at beskrive naturen har vist sig at være yderst frugtbar. Efter den newtonske mekanik, hydrodynamik, elasticitetsteorien, den mekaniske varmeteori, den molekylære kinetiske teori og hele linjen andre, i tråd med hvilke fysikken er nået kæmpe succes. Der var dog to områder – optiske og elektromagnetiske fænomener, som ikke kunne forklares fuldt ud inden for rammerne af et mekanistisk verdensbillede.

Mens han udviklede optik, betragtede L. Newton, efter logikken i sin undervisning, lys for at være en strøm af materielle partikler - blodlegemer.

Den engelske naturforsker M. Faryadays eksperimenter og den engelske fysiker J.Ks teoretiske værker. Maxwell ødelagde endelig Newtons fysiks ideer om diskret stof som den eneste stoftype og lagde grundlaget for det elektromagnetiske billede af verden.

Fænomenet elektromagnetisme blev opdaget af den danske naturforsker H.K. Ørsted, som først bemærkede den magnetiske virkning af elektriske strømme. Ved at fortsætte forskning i denne retning opdagede M. Faraday, at en midlertidig ændring i magnetiske felter skaber en elektrisk strøm, introducerede han begrebet "feltlinjer"

I slutningen af ​​det 19. århundrede. fysikken er kommet til den konklusion, at stof eksisterer i to former: diskret stof og kontinuert felt.

Stof i universet er repræsenteret af fortættede kosmiske legemer og diffust stof. Diffust stof eksisterer i form af isolerede atomer og molekyler, såvel som tættere formationer - gigantiske skyer af støv og gas - gas-støvtåger. En betydelig del af stof i universet, sammen med diffuse formationer, er optaget af stof i form af stråling. Derfor er det kosmiske interstellare rum på ingen måde tomt.

På det nuværende stadie af universets udvikling er stoffet i det overvejende i en stjernetilstand. 97 % af stoffet i vores galakse er koncentreret i stjerner, som er gigantiske plasmaformationer af forskellige størrelser, temperaturer og med forskellige bevægelseskarakteristika. Mange, hvis ikke de fleste, andre galakser har "stjernestof", der udgør mere end 99,9% af deres masse.

Af stor betydning er studiet af forholdet mellem stjerner og det interstellare medium, herunder problemet med den kontinuerlige dannelse af stjerner fra kondenserende diffust stof.

Nobelpriser i fysik

Zhores ALFYOROV, 2000. Zhores Alferovs forskning dannede faktisk en ny retning - fysik af heterostrukturer, elektronik og optoelektronik.

Luis W. ALVAREZ, 1968 Til opdagelse stort antal resonanser, hvilket blev muligt takket være den teknik, han udviklede ved hjælp af et brintboblekammer og original dataanalyse.

Hannes ALFWEN, 1970 For grundlæggende arbejde og opdagelser inden for magnetohydrodynamik og deres frugtbare anvendelser inden for forskellige områder af plasmafysik. Han delte prisen med Louis Néel, som blev tildelt for sine bidrag til teorien om magnetisme.

Carl D. ANDERSON, 1936 Til opdagelsen af ​​positronen. Han delte det med Victor F. Hess. Det lykkedes dem at finde en af ​​universets byggesten - den positive elektron. Anderson er ansvarlig for opdagelsen af ​​den partikel, der nu er kendt som myonen.

Philip W. ANDERSON 1977 For grundlæggende teoretiske undersøgelser af den elektroniske struktur af magnetiske og uordnede systemer.

John BARDIN, 1956, 1972 1956 Pris for forskning i halvledere og opdagelsen af ​​transistoreffekten, 1972 Pris for skabelsen af ​​teorien om superledning, normalt kaldet BCS-teorien.

Charles G. BARKLA, 1917. For hans opdagelse af grundstoffernes karakteristiske røntgenstråling.

Nikolai BASOV, 1964 For grundlæggende arbejde inden for kvanteelektronik, som førte til skabelsen af ​​oscillatorer og forstærkere baseret på laser-maser-princippet. B. delte prisen med Alexander Prokhorov og Charles H. Townes.

Henri BECKEREL, 1903 Becquerel blev tildelt prisen sammen med Marie Curie og Pierre Curie. B. selv blev især nævnt som en anerkendelse af hans fremragende præstationer, udtrykt i opdagelsen af ​​spontan radioaktivitet.

Hans A. BETHE, 1967 For sine opdagelser vedrørende stjerners energikilder.

Gerd BINNING, 1986 Gerd Binning og Rohrer delte halvdelen af ​​prisen for opfindelsen af ​​scanningstunnelmikroskopet. Den anden halvdel af prisen gik til Ernst Ruskaza for hans arbejde med elektronmikroskopet.

Nicholas BLOMBERGEN, 1981 For deres bidrag til udviklingen af ​​laserspektroskopi delte Blombergen og Schawlow halvdelen af ​​prisen. Den anden halvdel blev tildelt Kai Sigbanza for elektronspektroskopi ved hjælp af røntgenstråler.

Felix BLOCH, 1952 Til udvikling af nye metoder til præcisionskernekraft magnetiske målinger og relaterede opdagelser.

P.M.S. BLACKETT, 1948 For hans forbedringer i skykammermetoden og de resulterende opdagelser inden for kernefysik og kosmisk stråling.

Niels BOR, 1922 Niels Bohr blev tildelt en pris for sine ydelser i undersøgelsen af ​​atomers opbygning og strålingen fra dem.

Oge BOR, 1975 For opdagelsen af ​​forholdet mellem kollektiv bevægelse og bevægelsen af ​​en individuel partikel i atomkernen og udviklingen af ​​teorien om atomkernens struktur baseret på dette forhold.

Max BORN, 1954 For grundforskning i kvantemekanik, især hans statistiske fortolkning af bølgefunktionen.

Walter BOTHE, 1954 For tilfældighedsmetoden til at detektere kosmiske stråler og opdagelserne i den forbindelse delte Bothe prisen med Max Born, som blev tildelt for sine bidrag til kvantemekanikken.

Walter BRATTTEIN, 1956 For hans forskning i halvledere og hans opdagelse af transistoreffekten.

Ferdinand BROWN, 1909 Brown og Marconi modtog prisen som en anerkendelse af deres bidrag til trådløs telegrafi.

Percy Williams BRIDGMAN, 1946 Til opfindelsen af ​​en enhed, der gør det muligt at skabe ultrahøje tryk.

Louis de Broglie, 1929 For hans opdagelse af elektronernes bølgenatur.

William Henry BRAGG, 1915. Han blev tildelt en pris for sine tjenester i at studere strukturen af ​​krystaller ved hjælp af røntgenstråler.

William Lawrence BRAGG, 1915 For tjenester til undersøgelse af krystalstruktur ved røntgenstråler.

Stephen WEINBERG, 1979 For bidrag til den forenede teori om svage og elektromagnetiske vekselvirkninger mellem elementarpartikler.

John X. VAN VLECK 1977 For grundlæggende teoretiske undersøgelser af den elektroniske struktur af magnetiske og uordnede systemer.

Jan Diederik VAN DER WAALS, 1910 For sit arbejde med ligningen af ​​gassers tilstand.

Eugen P. WIGNER, 1963 For bidrag til teorien om atomkernen og elementarpartikler.

Kenneth G. WILSON, 1982 For hans teori om kritiske fænomener i forbindelse med faseovergange.

Robert W. WILSON, 1978, halvdelen af ​​prisen for opdagelsen af ​​mikrobølgens kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling. Den anden halvdel af præmien gik til Pyotr Kapitsa.

C.T.R. WILSON, 1927 Til en metode til visuelt at detektere banerne for elektrisk ladede partikler ved hjælp af dampkondensation.

Wilhelm WIN, 1911 For sine opdagelser inden for love om termisk stråling.

Dennis GABOR, 1971 Til opfindelsen og udviklingen af ​​den holografiske metode.

Werner HEISENBERG, 1932 Til skabelsen af ​​kvantemekanik.

Murray GELL-MANN, 1969 For sine opdagelser vedrørende klassificering elementære partikler og deres interaktioner.

Maria GOPPERT-MAYER, 1963 Til opdagelsen af ​​kernens skalstruktur, som overbevisende beviste skalmodellens betydning for systematisering af akkumuleret materiale og forudsigelse af nye fænomener forbundet med grundtilstanden og lavtliggende exciterede tilstande af kerner.

Gustav HERZ, 1925 Til opdagelsen af ​​lovene for kollision mellem en elektron og et atom.

Victor F. HESS, 1936 Til opdagelse kosmiske stråler Hess blev tildelt prisen.

Charles GUILLAUME, 1920 Som en anerkendelse af sine tjenester til præcise målinger i fysik - opdagelsen af ​​anomalier i nikkelstållegeringer, blev Charles Guillaume tildelt prisen. Opfandt legeringen elinvar.

Donald A. GLASER, 1960 Til opfindelsen af ​​boblekammeret.

Sheldon L. GLASHOW, 1979Glashows innovative teoretiske ideer, som han blev tildelt prisen for, førte til foreningen af ​​elektromagnetisme og den svage kraft.

Niels Dahlen, 1912 Til opfindelsen af ​​automatiske regulatorer brugt i kombination med gasbatterier til lyskilder i fyrtårne.

Aivar JAYEVER, 1973 Til eksperimentelle opdagelser af tunnelfænomener i halvledere og superledere.

Brian D. JOSEPHSON, 1973 Til teoretiske forudsigelser af egenskaberne ved strøm, der passerer gennem en tunnelbarriere, især de fænomener, der nu almindeligvis er kendt som Josephson-effekten.

Paul A. Maurice DIRAC, 1933 For opdagelsen af ​​nyt produktive former atomteori.

Clinton J. DAVISSON, 1937, For hans eksperimentelle opdagelse af elektrondiffraktion ved hjælp af krystaller.

Pierre Gilles de JEUNES, 1991 For at opdage, at de metoder, der er udviklet til undersøgelse af ordensfænomener i simple systemer, kan generaliseres til flydende krystaller og polymerer.

Peter ZEEMAN, 1902 Magnetisk spaltning spektrale linjer, kendt som Zeeman-effekten, er et vigtigt værktøj til at studere atomets natur og er også nyttig til at bestemme stjerners magnetfelter.

Johannes Hans D. JENSEN, 1963 Johannes Hans Daniel Jensen og Maria Goeppert-Mayer fik prisen for deres opdagelse af kernens skalstruktur.

Heike KAMERLING-ONNES, 1913 For sine undersøgelser af stoffets egenskaber ved lave temperaturer, som førte til fremstilling af flydende helium.

Peter Kapitsa, 1978. Modtog en pris for fundamentale opfindelser og opdagelser inden for lavtemperaturfysik.

Alfred KASTLER, 1966. Til opdagelse og udvikling af optiske metoder til undersøgelse af hertziske resonanser i atomer.

Klaus von KLITTZING, 1985 Til opdagelse kvanteeffekt Holla.

John COCKROFT, 1951 For sit arbejde med transmutation af atomkerner ved hjælp af kunstigt accelererede atompartikler.

Arthur COMPTON, 1927 For opdagelsen af ​​effekten opkaldt efter ham. Opdeling af det spredte Røntgenstråler påvist af komponenter med tilsvarende bølgelængder, at røntgenstråler opfører sig på samme måde som lys.

James W. CRONIN 1980 For hans opdagelse af krænkelser af grundlæggende symmetriprincipper i neutrale forfald K-mesoner.

Leon COOPER, 1972 For hans udvikling af teorien om superledning, almindeligvis kaldet BCS-teorien.

Polycarp KUSH, 1955 Til præcis bestemmelse magnetisk moment elektron.

Pierre CURIE, 1903, som en anerkendelse af deres fælles forskning i strålingsfænomener.

Lev LANDAU, 1962 For hans grundlæggende teorier om kondenseret stof, især flydende helium.

Max von LAUE, 1914 For hans opdagelse af røntgendiffraktion ved hjælp af krystaller, som Einstein kaldte "en af ​​de smukkeste i fysik."

Philipp von LENARD, 1905 For sit arbejde med katodestråler.

Zongdao LI, 1957 For hans indsigtsfulde undersøgelse af de såkaldte bevaringslove.

Gabriel LIPMAN, 1908 Gabriel LIPMAN demonstrerede en metode til at fremstille farvefotografier, der ikke falmede. Til oprettelse af en metode til fotografisk gengivelse af farver baseret på fænomenet interferens.

Hendrik LORENZ, 1902 Hendrik Lorentz var den første til at antage, at stof består af mikroskopiske partikler kaldet elektroner, som er bærere af veldefinerede ladninger.

Ernest O. LAWRENCE, 1939 For opfindelsen og skabelsen af ​​cyklotronen, for de resultater, der er opnået med dens hjælp, især produktionen af ​​kunstige radioaktive grundstoffer.

Willis Y. LAMB, 1955 For sine opdagelser vedrørende brintspektrets fine struktur.

Albert A. MICHAELSON, 1907 Han målte lysets hastighed med en nøjagtighed, der aldrig før er set, ved hjælp af instrumenter, der koster lidt mere end ti dollars.

Guglielmo MARCONI, 1909 Guglielmo Marconi transmitterede det første trådløse signal over Atlanten fra vest til øst, hvilket åbnede den første transatlantiske trådløse kommunikationstjeneste.

Simon van der MER, 1984Simon van der Meer for afgørende bidrag ind i et stort projekt, hvis implementering førte til opdagelsen af ​​feltpartikler W Og Z, svage interaktionstransportører, blev tildelt prisen.

Rudolf L. MÖSSBAUER, 1961. Fænomenet elastisk nuklear resonansabsorption af gammastråling kaldes nu Mössbauer-effekten og giver mulighed for at få information om de magnetiske og elektriske egenskaber af kerner og elektronerne omkring dem.

Robert MILLIKEN, 1923. Han blev tildelt en pris for sine eksperimenter med at bestemme den elementære elektriske ladning og den fotoelektriske effekt.

Neville MOTT, 1977 For grundlæggende teoretiske undersøgelser af den elektroniske struktur af magnetiske og uordnede systemer.

Benjamin R. MOTTELSON, 1975. For opdagelsen af ​​sammenhængen mellem kollektiv bevægelse og bevægelsen af ​​en partikel i atomkerner og skabelsen på grundlag af denne forbindelse af teorien om atomkernens struktur, blev han tildelt en pris .

Louis Néel, 1970 Louis Néels arbejde med palæomagnetisme hjalp med at forklare den "magnetiske hukommelse" af klipper, da Jordens magnetfelt ændrede sig og afgørende bidrog til bekræftelsen af ​​teorien om kontinentaldrift og teorien om tektoniske plader.

Wolfgang PAULI, 1945. Pauli blev tildelt en pris for sin opdagelse af udelukkelsesprincippet.

Cecil F. POWELL, 1950 Til udvikling af den fotografiske forskningsmetode nukleare processer og opdagelsen af ​​mesoner udført ved hjælp af denne metode.

Arnaud A. PENZIAS 1978 For hans opdagelse af kosmisk mikrobølgebaggrundsstråling.

Jean PERRIN, 1926 For hans arbejde med stoffets diskrete natur og især for hans opdagelse af sedimentationsligevægt.

Edward M. PURCHELL, 1952 Til udvikling af nye præcisionsmetoder til kernemagnetiske målinger.

Max PLANCK, 1918. For opdagelsen af ​​energikvanter blev Max Planck tildelt en pris, hans bidrag til moderne fysik er ikke begrænset til opdagelsen af ​​kvantemet og konstanten.

Alexander PROKHOROV, 1964 For grundlæggende arbejde inden for kvanteelektronik.

Isidore Isaac RABI, 1944 Til resonansmetoden til måling af atomkernes magnetiske egenskaber.

Martin RYLE 1974 For banebrydende forskning i radioastrofysik.

Venkata RAMAN, 1930 For hans arbejde med lysspredning og for hans opdagelse af effekten.

James RAINWATER, 1975 For sin opdagelse af sammenhængen mellem kollektiv bevægelse og bevægelsen af ​​partikler i atomkerner.

Wilhelm RENTGEN, 1901 som en anerkendelse af hans yderst vigtige tjenester til videnskaben, udtrykt i opdagelsen af ​​bemærkelsesværdige stråler.

Burton RICHTER, 1976 For sit banebrydende arbejde i opdagelsen af ​​en ny type tung elementarpartikel.

Owen W. RICHARDSON, 1928 For sit arbejde med termionforskning og især for opdagelsen af ​​den lov, der bærer hans navn.

Heinrich Rohrer, 1986 For oprettelsen af ​​et scanningstunnelmikroskop blev Heinrich Rohrer og Gerd Binnig tildelt halvdelen af ​​prisen.

Carlo RUBBIA, 1984 for afgørende bidrag til stort projekt, som førte til opdagelsen af ​​feltkvanter W- Og Z-partikler, der bærer svage vekselvirkninger.

Ernst RUSKA, 1986 For grundlæggende arbejde med elektronoptik og skabelsen af ​​det første elektronmikroskop blev Ernst Ruska tildelt en pris.

Abdus SALAM, 1979 Nye teoretiske ideer, som Salam, Sheldon L. Glashow og Steven Weinberg blev tildelt Nobelprisen for, førte til konstruktionen af ​​en teori, der forenede elektromagnetisme og den svage kraft.

Emilio SEGRE, 1959 For opdagelsen af ​​antiprotonen.

Kai SIGBAN, 1981 For bidrag til udviklingen af ​​højopløsningselektronspektroskopi.

Mann SIGBAN, 1924 For sine opdagelser og forskning inden for røntgenspektroskopi.

Marie Skłodowska-Curie, 1903, 1911 som en anerkendelse af den fælles forskning i strålingsfænomenerne opdaget af professor Henri Becquerel. Hun modtog andenprisen for opdagelsen af ​​grundstofferne radium og polonium, isoleringen af ​​radium og studiet af dette vidunderlige grundstofs natur og forbindelser.

John W. CTPETT, Lord Rayleigh, 1904. For hans undersøgelser af tæthederne af de mest almindelige gasser og for opdagelsen af ​​argon i løbet af disse undersøgelser.

Igor TAMM, 1958 Til opdagelsen og fortolkningen af ​​Cherenkov-effekten.

Charles H. TOWNES, 1964Townes' grundlæggende arbejde inden for kvanteelektronik førte til skabelsen af ​​oscillatorer og forstærkere.

Samuel C. C. TING, 1976 Til udforskende arbejde i opdagelsen af ​​en ny type tung elementarpartikel.

Shinichiro TOMONAGA, 1965 Til opfindelsen af ​​en matematisk renormaliseringsprocedure til eliminering af uendelige masser og ladninger.

J. J. THOMSON, 1906, som en anerkendelse af tjenester inden for teoretiske og eksperimentelle undersøgelser af ledningsevnen af ​​elektricitet i gasser.

J. P. THOMSON, 1937 George Paget Thomson og Clinton J Davisson delte prisen for den eksperimentelle opdagelse af elektrondiffraktion ved hjælp af krystaller.

Ernest WALTON, 1951 Til forskningsarbejde om transformation af atomkerner ved hjælp af kunstigt accelererede atompartikler.

William FOWLER, 1983 Til teoretiske og eksperimentelle undersøgelser af nukleare reaktioner, der er vigtige for dannelsen af ​​kemiske grundstoffer.

Richard F. FINEMAN, 1965 For grundlæggende arbejde i kvanteelektrodynamik med dybtgående konsekvenser for partikelfysik.

Enrico FERMI, 1938 Til bevis for eksistensen af ​​nye radioaktive grundstoffer opnået ved bestråling med neutroner.

Val L. FITCH 1980 For hans opdagelse af krænkelser af grundlæggende principper i de neutrales forfald K-mesoner.

James FRANK, 1925 For hans opdagelse af lovene for kollisioner af elektroner med atomer.

Ilya FRANK, 1958 Opdagelsen og fortolkningen af ​​Cherenkov-effekten tjente som grundlag for tildelingen af ​​prisen til den russiske videnskabsmand Ilya Frank.

Robert HOFSTEDTER, 1961 Til banebrydende forskning i spredning af elektroner med atomkerner og relaterede opdagelser inden for nukleonstruktur.

Anthony HEWISCH 1974 For banebrydende forskning i radiofysik.

Fritz ZERNICKE, 1953 Til underbygning af fasekontrastmetoden, især til opfindelsen af ​​fasekontrastmikroskopet. Pris for bidrag til klassisk fysik.

Subrahmanyan CHANDRASEKHAR, 1983 Til teoretiske studier af de fysiske processer, der spiller vigtig rolle i stjernernes struktur og udvikling blev tildelt en pris.

James CHADWICK, 1935 For opdagelsen af ​​neutronen.

Owen CHAMBERLAIN, 1959 For opdagelsen af ​​antiprotonen.

Pavel CHERENKOV, 1958 Cherenkov opdagede, at gammastråler udsendt af radium afgiver en svag blå glød, og viste overbevisende, at gløden var noget ekstraordinært.

Arthur L. SHAWLOV, 1981 For bidrag til udviklingen af ​​laserspektroskopi.

Julius S. SCHWINGER, 1965 Enestående præstation i teoretisk fysik De ideer, som han blev tildelt prisen for, begyndte, da han udviklede en interesse for materiens grundlæggende natur.

William SHOCKLEY, 1956. Han blev tildelt en pris for sin forskning i halvledere og opdagelsen af ​​transistoreffekten.

Erwin SCHRÖDINGER, 1933. Opdagelse af nye produktive former for atomteori.

John SCHRIFFER, 1972 For hans udvikling af teorien om superledning, almindeligvis kaldet BCS-teorien.

Opdagelsen af ​​elektronen, fænomenet radioaktivitet og atomkernen var resultatet af studiet af stoffets struktur opnået af fysikken i slutningen af ​​det 19. århundrede. Undersøgelser af elektriske fænomener i væsker og gasser, optiske spektre af atomer, røntgenstråler og den fotoelektriske effekt har vist, at stoffet har kompleks struktur. Klassisk fysik viste sig at være uholdbar til at forklare nye eksperimentelle fakta. Reduktionen i tids- og rumskalaer, hvorpå fysiske fænomener finder sted, har ført til en "ny fysik", der er så forskellig fra den sædvanlige traditionelle. klassisk fysik. Fysikkens udvikling i begyndelsen af ​​det 20. århundrede førte til en fuldstændig revision af klassiske begreber. I hjertet af " ny fysik» der er to grundlæggende teorier:

• relativitetsteori
• kvanteteori.

Relativitetsteorien og kvanteteorien er grundlaget for beskrivelsen af ​​mikroverdenens fænomener.

Skabelsen af ​​relativitetsteorien af ​​A. Einstein i 1905 førte til en radikal revision af ideer om egenskaberne ved rum og tid, elektromagnetisk felt. Det blev klart, at det var umuligt at skabe mekaniske modeller for alle fysiske fænomener.
Relativitetsteorien er baseret på to fysiske begreber.

• Ifølge relativitetsprincippet, ensartet og retlinet bevægelse kroppe påvirker ikke de processer, der foregår i dem
• Der er en begrænsende hastighed for udbredelse af interaktion - lysets hastighed i tomhed. Lysets hastighed er en grundlæggende konstant moderne teori. Eksistensen af ​​en begrænsende hastighed for interaktionsudbredelse betyder, at der er en sammenhæng mellem rumlige og tidsintervaller.

Matematisk grundlag speciel teori relativitet er Lorentz-transformationer.

Inerti referenceramme− et referencesystem i hvile eller bevæger sig ensartet og retlinet. System, rapport, flyt med konstant hastighed i forhold til enhver inertiereferenceramme er også inerti.

Galileos relativitetsprincipper

1. Hvis mekanikkens love er gyldige i et referencesystem, så er de gyldige i ethvert andet referencesystem, der bevæger sig ensartet og retlinet i forhold til det første.
2. Tiden er den samme i alle inerti-referencerammer.
3. Der er ingen måde at detektere ensartet lineær bevægelse.

Postulater af den særlige relativitetsteori

1. Fysikkens love er de samme i alle inertielle referencerammer.
2. Lysets hastighed i vakuum er konstant værdi Med uanset kildens eller modtagerens hastighed.

Lorentz transformationer. Koordinater for det materielle punkt for hvilemasse m i den inertielle referenceramme S er defineret som ( t,) = (t,x,y,z), og hastigheden u= ||. Koordinater for det samme punkt i en anden inertiramme S" (t",x",y",z"), bevæger sig i forhold til S med konstant hastighed, relateret til koordinater i systemet S Lorentz-transformation (fig. 1).
Hvis koordinatakser systemer z og z" justeret med vektoren og ind startmoment tid t= t"= 0 er oprindelsen af ​​koordinaterne for begge systemer sammenfaldende, så er Lorentz-transformationerne givet af relationerne

x" = x; y = y"; z" = γ( z− βct); ct" = γ( ct− βz),

Hvor β = v/c , v− hastighed af referencesystemet i enheder Med (0 ≤ β ≤ 1), γ er Lorentz-faktoren.

Ris. 1. Skraveret system S" bevæger sig i forhold til systemet S med fart v langs aksen z.

Komponenter af partikelhastighed i systemet S" u" x, u" y, u" z relateret til hastighedskomponenterne i systemet S u x, u y, u z relationer

Inverse transformationer Lorentz opnås ved gensidig udskiftning af koordinater r i ↔ r" jeg, u i ↔u" jeg og udskiftning v → −v.

x = x"; y = y"; z = γ( z"− βct"); ct = γ( ct"− βz").

Ved lave hastigheder v Lorentz-transformationer falder sammen med ikke-relativistiske Galileo-transformationer

x"= x; y" = y; z" = z − vt"; t = t".

Relativitet af rumlige afstande(Lorenz-Fitzgerald forkortelse): l" =l/γ .
Relativitet tidsintervaller mellem begivenheder(relativistisk tidsudvidelse): Δ t" = γ Δ t.
Relativiteten af ​​samtidighed af begivenheder. Hvis i systemet S til arrangementer EN Og I t A = tB Og
xA ≠ x B, derefter i systemet S" t" EN = t"B + γ v/c 2 (x B - x A).

Total energi E og momentum s partikler bestemmes af relationerne

E = mc 2 γ ,

(1)

Hvor E, R Og m− total energi, momentum og masse af partiklen, c = 3·10 10 cm·sek -1 − lysets hastighed i vakuum,
Den samlede energi og momentum af en partikel afhænger af referencerammen. Massen af ​​en partikel ændres ikke, når den går fra en inertisystem nedtælling til en anden. Det er en Lorentz-invariant. Total energi E, impuls s og masse m partikler er relateret af relationen

E 2 − s 2 c 2 = m 2 c 4 ,

(2)

Af relationer (1) og (2) følger, at hvis energien E og momentum s målt i to forskellige systemer bevæger sig i forhold til hinanden med hastighed v, så vil energi og fremdrift have i disse systemer forskellige betydninger. Dog størrelsen E 2 − s 2 c 2, som kaldes relativistisk invariant, vil være det samme i disse systemer.

Ved opvarmning solid det varmes op og begynder at udstråle i et kontinuerligt område af spektret. Denne stråling kaldes sort kropsstråling. Der er gjort mange forsøg på at beskrive formen af ​​sortlegemespektret baseret på lovene i klassisk elektromagnetisk teori. Sammenligning af eksperimentelle data med Rayleigh-Jeans beregninger (fig. 2) viser, at de kun er konsistente i langbølgelængdeområdet af spektret. Forskellen i kortbølgelængdeområdet er blevet kaldt ultraviolet katastrofe.

Ris. 2. Spektrum energifordeling termisk stråling.
Prikkerne viser forsøgsresultaterne.

I 1900 blev M. Plancks arbejde udgivet, viet til problemet med termisk stråling af kroppe. M. Planck modellerede stof som en samling harmoniske oscillatorer forskellige frekvenser. Forudsat at stråling ikke forekommer kontinuerligt, men i portioner - kvanter, opnåede han en formel for energifordelingen over spektret af termisk stråling, som var i god overensstemmelse med eksperimentelle data

Hvor h − Plancks konstant, k − Boltzmann konstant, T- temperatur, ν − strålingsfrekvens.

h= 6,58·10 -22 MeV∙sek.
k= 8,62·10 -11 MeV∙K –1.

En hyppigt brugt mængde ћ = h/2π .

Således dukkede der for første gang i fysik en ny fundamental konstant op - Plancks konstant h. Plancks hypotese vedr kvante natur termisk stråling er i modstrid med grundlaget for klassisk fysik og viser grænserne for dens anvendelighed.
Fem år senere viste A. Einstein, der generaliserede ideen om M. Planck, at kvantisering er en generel egenskab ved elektromagnetisk stråling. Ifølge A. Einsteins ideer består elektromagnetisk stråling af kvanter, senere kaldet fotoner. Hver foton har en bestemt energi E og momentum s:

E = hν ,

Hvor λ Og ν − bølgelængde og frekvens af fotonen, − enhedsvektor i bølgeudbredelsesretningen.
Ideen om kvantisering af elektromagnetisk stråling gjorde det muligt at forklare lovene om den fotoelektriske effekt, studeret eksperimentelt af G. Hertz og A. Stoletov. Baseret på kvanteteori forklarede A. Compton i 1922 fænomenet elastisk spredning af elektromagnetisk stråling på frie elektroner, ledsaget af en stigning i bølgelængden af ​​elektromagnetisk stråling.

Hvor λ Og λ" - bølgelængder af indfaldende og spredte fotoner, m − elektronmasse, θ - fotonspredningsvinkel, h/mc= 2,4·10 -10 cm = 0,024 Å – Compton elektronbølgelængde.

Ris. 3. Compton effekt - elastisk spredning af en foton af en elektron.

Opdagelsen af ​​den dobbelte natur af elektromagnetisk stråling - partikel-bølge dualitet - havde en væsentlig indflydelse på udviklingen kvantefysik, en forklaring af materiens natur. I 1924 fremsatte Louis de Broglie en hypotese om universaliteten af ​​bølge-partikel dualitet. Ifølge denne hypotese har ikke kun fotoner, men også andre partikler af stof, sammen med korpuskulære, også bølgeegenskaber. Relationer, der forbinder korpuskulær og bølgeegenskaber partikler er de samme som dem, der blev etableret tidligere for fotoner

λ − bølgelængde, der kan forbindes med en partikel. Bølgevektoren er orienteret i retningen af ​​partikelbevægelse. Direkte eksperimenter, der bekræfter ideen om bølge-partikel-dualitet, var eksperimenter udført i 1927 af K. Davisson og L. Germer på elektrondiffraktion på en nikkel-enkeltkrystal. Senere blev diffraktion af andre mikropartikler observeret. Partikeldiffraktionsmetoden er i øjeblikket meget brugt i studiet af stofs struktur og egenskaber.

W. Heisenberg (1901–1976)

Eksperimentel bekræftelse af ideen om bølge-partikel dualitet førte til en revision af de sædvanlige ideer om bevægelse af partikler og metoden til at beskrive partikler. Til klassisk materielle punkter kendetegnet ved bevægelse langs bestemte baner, således at deres koordinater og impulser på ethvert tidspunkt er præcist kendte. For kvantepartikler er denne erklæring uacceptabel, da for kvantepartikel En partikels momentum er relateret til dens bølgelængde, og at tale om bølgelængden på et givet punkt i rummet er meningsløst. Derfor er det for en kvantepartikel umuligt samtidig nøjagtigt at bestemme værdierne af dens koordinater og momentum. Hvis en partikel indtager en præcist defineret position i rummet, så er dens momentum fuldstændig udefineret, og omvendt har en partikel med et bestemt momentum en fuldstændig udefineret koordinat. Usikkerhed i værdien af ​​partikelkoordinaten Δ x og usikkerhed i værdien af ​​partikelmomentumkomponenten Δ p x er forbundet med usikkerhedsforholdet etableret af W. Heisenberg i 1927

Δ x·Δ p x≈ ћ .

Af usikkerhedsforholdet følger, at i regionen kvantefænomener Det er ulovligt at stille nogle spørgsmål, der er helt naturlige for klassisk fysik. Så for eksempel giver det ingen mening at tale om en partikels bevægelse langs en bestemt bane. Grundlæggende nødvendigt ny tilgang til beskrivelse af fysiske systemer. Ikke alle fysiske størrelser, der karakteriserer et system, kan måles samtidigt. Især hvis usikkerheden i en eller anden kvantetilstands levetid er Δ t, så usikkerheden for energiværdien af ​​denne tilstand Δ E kan ikke være mindre ћ /Δ t, dvs.

Δ E·Δ t≈ ћ .

E. Schrödinger (1887–1961)

I midten af ​​20'erne blev det tydeligt, at N. Bohrs semiklassiske teori om atomet ikke kunne give fuld beskrivelse atomets egenskaber. I 1925-1926 blev udviklet i værker af W. Heisenberg og E. Schrödinger generel tilgang beskrivelser af kvantefænomener - kvanteteori. Udviklingen af ​​et kvantesystem i det ikke-relativistiske tilfælde er beskrevet af en bølgefunktion, der opfylder Schrödinger-ligningen

"Videnskabelige opdagelser i det 20. århundrede" - Det første program, der blev sendt E-mail. Et fjernsyn. Teknologiudvikling. Det tyvende århundredes opdagelser, der ændrede verden. Interessante fakta. Videnskabelige opdagelser inden for fysik. Telefon. Videnskabelige opdagelser inden for biologi. Internettet. Clyde Tombaugh. Rosalyn Franklin. Radio. Computer.

"Tekniske opdagelser og opfindelser" - Caravel. Port. Tekniske opdagelser og opfindelser. Trykpresse. Våben. Stempelpumpe. Karavel i havnen. Højovn. Mekanisme tårnur. Johann Gutenberg. Møller med vandhjul.

"Fysisk billede af verden" - Elektromagnetisk billede af verden. Sage som fysisk virkelighed. Kvantefeltbillede af verden. Grundlæggende begreber til beskrivelse af naturen. Grundlæggende fysiske teorier. Strukturelle niveauer organisering af materien. Mark. Mikroverden: spin. Udvikling af idéer om rum og tid. Mekanistisk billede af verden.

"Feltfysik" - Feltfysik anvendt på mikroverdenens fænomener. Implementering af den specificerede mekanisme. Klassisk nuklear potentiale. Den samlede masse af partiklen. Skilt totalvægt. Brug af total variabel masse i feltfysik. Løsning af den tilsvarende feltbevægelsesligning. Afhængighed af hvilemassen af ​​elementarpartikler af gravitationspotentiale.

"Historien om fysikkens udvikling" - Jordens første kosmonaut. Isaac Newton. Historien om fysikkens udvikling. Fysik i det tyvende århundrede. Demokrit Archimedes. Mikhail Vasilievich Lomonosov. Udviklingsstadier af fysik. Et gennembrud inden for udforskning af rummet. Galileo Galilei. Videnskabsmænd Det gamle Grækenland. James Maxwell. Fysik og teknologi. Måne landing.

"Mekanisk billede af verden" - Matter. Newton baseret lov universel tyngdekraft skitserede teorien om kompression. Kernen i MCM er Newtonsk mekanik eller klassisk mekanik. Korpuskulær teori. Bevægelse. Geniale ideer. En af de første til at tænke på essensen af ​​bevægelse var Aristoteles. Bevægelse er et af naturvidenskabens hovedproblemer.

Der er i alt 12 oplæg