Artiklis räägime 20. sajandi suurtest avastustest. Pole üllatav, et iidsetest aegadest on inimesed püüdnud oma kõige pöörasemaid unistusi teoks teha. Möödunud sajandi vahetusel leiutati uskumatuid asju, mis muutsid kogu maailma elu.
röntgenikiirgus
Alustame 20. sajandi suurte avastuste loendit kaalumisest elektromagnetiline kiirgus, mis tegelikult avastati aastal XIX lõpus sajandil. Leiutise autor oli Saksa füüsik Wilhelm Roentgen. Teadlane märkas, et voolu sisselülitamisel hakkas baariumikristallidega kaetud katoodtorus tekkima kerge kuma. On veel üks versioon, mille kohaselt tõi naine oma mehele õhtusöögi ja mees märkas, et ta nägi oma luid läbi naha paistmas. Need on kõik versioonid, kuid on ka fakte. Näiteks Wilhelm Roentgen keeldus oma leiutisele patenti saamast, kuna arvas, et see tegevus ei too tegelik sissetulek. Seega loeme röntgenikiirguse 20. sajandi suurte avastuste hulka, mis mõjutasid teadusliku ja tehnoloogilise potentsiaali arengut.
Televiisor
Veel hiljuti oli televiisor asi, mis andis tunnistust selle omaniku jõukusest, kuid sisse kaasaegne maailm televisioon vajus tagaplaanile. Pealegi tekkis leiutise idee 19. sajandil samaaegselt Vene leiutaja Porfiry Gussevi ja Portugali professori Adriano de Paivaga. Nemad olid esimesed, kes ütlesid, et peagi leiutatakse seade, mis võimaldab traadi kaudu pildi edastamist. Esimest vastuvõtjat, mille ekraani suurus oli vaid 3 x 3 cm, demonstreeris maailmale Max Diekmann. Samal ajal tõestas Boris Rosing, et elektrisignaali kujutiseks teisendamiseks on võimalik kasutada elektronkiiretoru. Armeeniast pärit füüsik Hovhannes Adamyan patenteeris 1908. aastal kahest värvitoonist koosneva signaaliedastusaparaadi. Arvatakse, et esimene televiisor töötati välja 20. sajandi alguses Ameerikas. Selle kogus vene emigrant Vladimir Zvorykin. Just tema jagas valgusvihu roheliseks, punaseks ja siniseks, saades nii värvipildi. Ta nimetas seda leiutist ikonoskoobiks. Läänes peetakse televisiooni leiutajaks John Birdi, kes patenteeris esimesena seadme, mis loob 8-realise pildi.
Mobiiltelefonid
Esimene mobiiltelefon ilmus eelmise sajandi 70ndatel. Ühel päeval näitas kaasaskantavaid seadmeid arendava kuulsa Motorola ettevõtte töötaja Martin Cooper oma sõpradele tohutut telefonitoru. Siis nad ei uskunud, et midagi sellist leiutada saab. Hiljem Manhattanil ringi jalutades helistas Martin oma ülemusele konkurendi firmas. Nii demonstreeris ta esimest korda praktikas oma tohutu telefonitoru tõhusust. Nõukogude teadlane Leonid Kuprijanovitš viis sarnased katsed läbi 15 aastat varem. Seetõttu on üsna raske lõplikult rääkida sellest, kes on tegelikult kaasaskantavate seadmete avaja. Igatahes Mobiiltelefonid- see on 20. sajandi väärt avastus, ilma milleta võite ette kujutada kaasaegne elu See on lihtsalt võimatu.
Arvuti
Üks 20. sajandi suurimaid teadusavastusi on arvuti leiutamine. Nõus, et täna on ilma selle seadmeta võimatu töötada ega lõõgastuda. Veel paar aastat tagasi kasutati arvuteid ainult spetsiaalsetes laborites ja organisatsioonides, kuid tänapäeval on see nii tavaline asi igas peres. Kuidas see supermasin leiutati?
Sakslane Konrad Zuse lõi 1941. aastal arvuti, mis tegelikult suudaks teha samu toiminguid nagu tänapäevane arvuti. Erinevus seisnes selles, et masin töötas telefonireleede abil. Aasta hiljem töötasid Ameerika füüsik John Atanasov ja tema magistrant Clifford Berry ühiselt välja elektroonilise arvuti. See projekt jäi aga lõpetamata, mistõttu ei saa öelda, et nemad on sellise seadme tegelikud loojad. 1946. aastal demonstreeris John Mauchly enda sõnul esimest elektroonilist arvutit ENIAC. Möödus palju aega ja väikesed ja õhukesed seadmed asendasid tohutud kastid. Muideks, personaalarvutid ilmus alles eelmise sajandi lõpus.
Internet
20. sajandi suur tehnoloogiline avastus on Internet. Nõus, et ilma selleta pole isegi kõige võimsam arvuti nii kasulik, eriti tänapäeva maailmas. Paljudele inimestele ei meeldi telekat vaadata, kuid nad unustavad selle võimu üle inimese teadvus on Interneti juba ammu võimust võtnud. Kes tuli sellise ülemaailmse rahvusvahelise võrgustiku ideele? Ta esines teadlaste rühmas eelmise sajandi 50ndatel. Nad tahtsid luua kvaliteetse võrgu, mida oleks raske häkkida või pealt kuulata. Selle idee põhjuseks oli külm sõda.
USA võimud ajal Külm sõda kasutas teatud seadet, mis võimaldas andmeid kaugelt edastada ilma posti või telefoni kasutamata. Selle seadme nimi oli APRA. Hiljem hakkasid erinevate osariikide uurimiskeskuste teadlased looma APRANETi võrgustikku. Juba 1969. aastal õnnestus tänu sellele leiutisele ühendada kõik selle teadlaste rühma esindatud ülikoolide arvutid. 4 aasta pärast on selle võrgustikuga liitunud ka teised uurimiskeskused. Pärast e-kirjade ilmumist hakkas World Wide Webi tungida soovivate inimeste arv kiiresti plahvatuslikult kasvama. Mis puudutab praegune olek, siis edasi Sel hetkel Internetti kasutab iga päev üle 3 miljardi inimese.
Langevari
Hoolimata asjaolust, et langevarju idee tuli Leonardo da Vinci pähe, on see siiski leiutis kaasaegne vorm peetakse üheks 20. sajandi suureks avastuseks. Lennunduse tulekuga regulaarsed hüpped suurtelt õhupallid, mille külge kinnitati poolavatud langevarjud. Juba 1912. aastal otsustas üks ameeriklane sellise seadmega lennukilt hüpata. Ta maandus edukalt maa peale ja temast sai Ameerika julgeim elanik. Hiljem leiutas insener Gleb Kotelnikov täielikult siidist valmistatud langevarju. See õnnestus tal ka väikesesse seljakotti pakkida. Leiutist katsetati liikuva auto peal. Nii mõtlesid nad välja pidurduslangevarju, mis võimaldaks aktiveerida hädapidurdussüsteemi. Nii sai teadlane enne I maailmasõja puhkemist oma leiutisele patendi Prantsusmaal ja sai seega 20. sajandil langevarju avastajaks.
Füüsikud
Räägime nüüd 20. sajandi suurtest füüsikutest ja nende avastustest. Kõik teavad, et füüsika on alus, ilma milleta on võimatu ette kujutada integreeritud areng mis tahes muu teadus on põhimõtteliselt võimatu.
Pangem tähele Plancki kvantteooriat. 1900. aastal avastas saksa professor Max Planck valemi, mis kirjeldas energia jaotust musta keha spektris. Pange tähele, et enne seda arvati, et energia jaotub alati ühtlaselt, kuid leiutaja tõestas, et jaotus toimub proportsionaalselt tänu kvantidele. Teadlane koostas raporti, mida sel ajal keegi ei uskunud. Kuid 5 aasta pärast, tänu Plancki järeldustele, suurepärane teadlane Einstein suutis luua fotoelektrilise efekti kvantteooria. Tänu kvantteooria Niels Bohril õnnestus ehitada aatomi mudel. Nii lõi Planck võimas alus edasiste avastuste jaoks.
Me ei tohi unustada 20. sajandi suurimat avastust – Albert Einsteini relatiivsusteooria avastamist. Teadlasel õnnestus tõestada, et gravitatsioon on kõveruse tagajärg neljamõõtmeline ruum, nimelt aeg. Ta selgitas ka aja dilatatsiooni mõju. Tänu Einsteini avastustele oli võimalik arvutada palju astronoomilisi füüsikalised kogused ja vahemaad.
TO suurimad avastused Transistori leiutamist võib seostada 19. ja 20. sajandiga. Esimese töötava seadme lõid 1947. aastal Ameerika teadlased. Teadlased on eksperimentaalselt kinnitanud oma ideede õigsust. 1956. aastal nad juba said Nobeli preemia avastuste eest. Tänu neile algas elektroonikas uus ajastu.
Ravim
Alustame 20–21. sajandi suurte avastuste käsitlemist meditsiinis Alexander Flemingi penitsilliini leiutamisest. Teadaolevalt avastati see väärtuslik aine hooletuse tagajärjel. Tänu Flemingi avastusele lakkasid inimesed kartmast kõige ohtlikumate haiguste ees. Samal sajandil avastati DNA struktuur. Selle avastajateks peetakse Francis Cricki ja James Watsoni, kes pappi ja metalli kasutades lõid DNA molekuli esimese mudeli. Uskumatu sensatsiooni tekitas teave, et kõigil elusorganismidel on sama DNA struktuur. Selle revolutsioonilise avastuse eest pälvisid teadlased Nobeli preemia.
20. ja 21. sajandi suured avastused jätkuvad elundite siirdamise võimaluse avastamisega. Selliseid tegevusi peeti üsna pikka aega millekski ebareaalseks, kuid juba eelmisel sajandil mõistsid teadlased, et on võimalik saavutada ohutu ja kvaliteetne siirdamine. Selle fakti ametlik avastamine toimus 1954. aastal. Seejärel siirdas Ameerika arst Joseph Murray ühele oma kaksikvenna patsiendile neeru. Nii näitas ta, et inimesele on võimalik võõrast organit siirdada ja ta elab kaua.
1990. aastal pälvis doktor Nobeli preemia. Kuid kaua aega spetsialistid siirdasid kõik peale südame. Lõpuks 1967. aastal sai eakas mees noore naise südame. Siis jõudis patsient elada vaid 18 päeva, kuid tänapäeval elavad doonorelundite ja -südamega inimesed pikki aastaid.
Ultraheli
Möödunud sajandi olulisteks leiutisteks meditsiini vallas on ka ultraheli, ilma milleta on ravi väga raske ette kujutada. Kaasaegses maailmas on raske leida inimest, kes poleks ultraheliuuringut läbinud. Leiutis pärineb aastast 1955. In vitro viljastamist peetakse eelmise sajandi uskumatuimaks avastuseks. Briti teadlastel see õnnestus laboratoorsed tingimused viljastage munarakk ja asetage see seejärel naise emakasse. Selle tulemusena sündis maailmakuulus "katseklaasitüdruk" Louise Brown.
20. sajandi suured geograafilised avastused
Eelmisel sajandil uuriti Antarktikat üksikasjalikult. Tänu sellele on teadlased saanud kõige täpsemad andmed kliimatingimused ja Antarktika fauna. Vene akadeemik Konstantin Markov lõi maailma esimese Antarktika atlase. 20. sajandi alguse suuri avastusi geograafia vallas jätkame ekspeditsiooniga, mis käis vaikne ookean. Nõukogude teadlased mõõdeti sügavaim ookeani kaevik, mille nimi oli Mariana.
Mere atlas
Hiljem loodi mereatlas, mis võimaldas uurida hoovuste, tuulte suunda, määrata sügavust ja temperatuurijaotust. Eelmise sajandi üks silmapaistvamaid avastusi oli Vostoki järve avastamine tohutu jääkihi all Antarktikas.
Nagu me juba teame, eelmisel sajandil oli väga hõivatud mitmesugused avastused. Võib öelda, et peaaegu kõigis valdkondades on toimunud tõeline läbimurre. Kogu maailma teadlaste potentsiaalsed võimalused on saavutanud maksimumi, tänu millele maailm areneb praegu hüppeliselt. Paljud avastused on muutunud pöördepunktideks kogu inimkonna ajaloos, eriti kui tegemist on meditsiinivaldkonna uurimistööga.
Matemaatika, mis oli kogu süsteemi integreeriv tegur, edu seisnes teaduslikud teadmised. Muljetavaldavad õnnestumised läbi 19. sajandi – 20. sajandi alguse. saavutatud Füüsika. Inglise iseõppinud füüsik M. Faraday(1791-1867), keda peeti üheks moodsa aja leidlikumaks meeleks, sai elektromagnetvälja õpetuse rajajaks. Faraday kaasmaalane J.C. Maxwell(1831-1879) tõlkis oma ideed üldtunnustatud matemaatilisse keelde. 1871. aastal asutas ta Cambridge'is esimese Suurbritannias füüsika labor. Selle aluseks olid Maxwelli avastused kaasaegne füüsika. Oma populaarteaduslike töödega paljastas Maxwell elektri tähtsuse laiemale avalikkusele. Suure füüsiku A. Einsteini sõnul on Maxwelli füüsilise reaalsuse kontseptsioonides tehtud revolutsioon "kõige sügavam ja viljakam nendest, mida füüsika on Newtoni ajast alates kogenud".
Kolmas kuulus teadlane, kes koos Faraday ja Maxwelliga viis läbi " suurepärane pöördepunkt"füüsikas peetakse saksa füüsikuks G.-R. Hertz (1857-1894). Teoreetilised avastused ta kinnitas oma eelkäijaid eksperimentaalselt, näidates täielikku seost elektriliste ja magnetiliste nähtuste vahel. Hertzi töö mängis tohutut rolli teaduse ja tehnoloogia arengus, aidates kaasa selle tekkimisele juhtmeta telegraaf, raadioside, radar, televisioon. Saksa füüsik VC. röntgen(1845-1923) avastas 1895. aastal nähtamatud röntgenikiired ( röntgenikiirgus). Roentgenist sai esimene füüsik, kellele anti Nobeli preemia.
Nobeli preemiaid väljapaistvamate tööde eest füüsika, keemia, füsioloogia ja meditsiini vallas hakati välja andma aastal 1901. Nende asutajaks oli A. B. Nobel, Rootsi keemik(dünamiidi leiutaja) ja tööstur, kes pärandas oma varanduse erifondi korraldamiseks, millest siiani makstakse auhindu teaduslike avastuste, kirjandusteoste, aga ka rahu tugevdamise tegevuse eest.
inglane A. Becquerel avastas radioaktiivsuse fenomeni 1896. suur panus Prantsuse füüsik aitas kaasa edasistele uuringutele Pierre Curie(1859-1906) ja tema naine Maria Skłodowska-Curie(1867-1934). Nad avastasid esimesed radioaktiivsed elemendid – polooniumi (nimetatud Poola, M. Curie sünnikoha järgi) ja raadiumi. 1903. aastal pälvisid kõik kolm Nobeli preemia. M. Curie'st sai 1906. aastal esimene naisprofessor Pariisi ülikoolis; aastal 1911 sai temast esimene teadlane maailmas, kes sai Nobeli keemiaauhinna. Materjal saidilt
 |
| Marie ja Pierre Curie |
 |
| A. Einstein |
20. sajandi alguses. tegi oma esimesed avastused E. Rutherford(1871-1937). Uurimistöö käigus avastas ta aatomi keerulise ehituse ja pani aluse radioaktiivsuse õpetusele. 1911. aastal pakkus Rutherford välja aatomi esimese elektroonilise mudeli. Saksa füüsik M. Planck(1858-1947) avastas 1900. aastal, et valgusenergiat läbi ei kanta pidev kiirgus, kuid eraldi portsjonitena, mida nimetatakse kvantid. Selle väärtuse kasutuselevõtt tähistas uue ajastu algust, kvant, füüsikud. Taani füüsik N. Bor(1885-1962) rakendas seda ideed kvantenergia Plank õppima aatomituum. 1913. aastal pakkus ta välja oma aatomimudeli, pannes aluse kvantidele aatomiteooria. Tema uurimistöö andis uuringusse suure panuse tuumareaktsioonid.
Füüsika ja laiemalt loodusteaduse arengu olulisim etapp on seotud tegevustega Albert Einstein(1879-1955). 1905. aastal ilmus tema esimene artikkel, mis kirjeldas erirelatiivsusteooriat. Pärast Berliini kolimist lõpetas Einstein loomingu üldine teooria relatiivsusteooria ja arendas edasi kiirguse kvantteooriat.
Füüsika näitas oma arenemise käigus rohkem kui ükski teine teadus kõigi varem väljakujunenud klassikalise teaduse kontseptsioonide suhtelisust ja arusaamade ebakõla teaduslike teadmiste absoluutse usaldusväärsuse kohta.
Sellel lehel on materjale järgmistel teemadel:
Sissejuhatus…………………………………………………………………………………..3
Mikromaailma uurimine………………………………………………………………….4
Makro- ja megamaailma uurimine………………………………………………………….
Nobeli füüsikaauhinnad………………………………………………………7
Praktiline ülesanne………………………………………………………15
a) ülesanne nr 1: Teaduslike avastuste tabel ……………………………......15
b) ülesanne nr 2: Teaduse arenguetappide peamised teaduslikud tulemused.........15
c) ülesanne nr 3: Küsimus ja vastus arenguetappide kohta…………………………16
d) ülesanne nr 4: A. Einsteini relatiivsusteooria…………………16
Järeldus…………………………………………………………….…..…..21
Kasutatud kirjanduse loetelu……………………………………………..22
Sissejuhatus
IN kaasaegne teadus materiaalse maailma struktuuri käsitlevate ideede alus on süsteemne lähenemine, mille kohaselt võib iga materiaalse maailma objekti, olgu selleks siis aatom, planeet, organism või galaktika, käsitleda kui kompleksset moodustist, mis hõlmab ka terviklikuks organiseeritud komponente. Objektide terviklikkuse tähistamiseks teaduses töötati välja süsteemi mõiste.
Loodusteadused, olles alustanud materiaalse maailma uurimist kõige lihtsamate materiaalsete objektidega, mida inimesed vahetult tajuvad, liiguvad edasi mateeria süvastruktuuride kõige keerukamate objektide uurimiseni, mis on väljaspool inimtaju piire ja on võrreldamatud aineobjektidega. igapäevane kogemus.
Süstemaatilist lähenemist kasutades ei tuvasta loodusteadus lihtsalt tüüpe materjalisüsteemid, kuid paljastab nende seose ja korrelatsiooni.
Teaduses on aine struktuuri kolm tasandit.
Makromaailm on makroobjektide maailm, mille mõõde on võrreldav inimkogemuse skaalaga: ruumilisi suurusi väljendatakse millimeetrites, sentimeetrites ja kilomeetrites ning aega - sekundites, minutites, tundides, aastates.
Mikromaailm on üliväikeste, otseselt mittejälgitavate mikroobjektide maailm, mille ruumiline mitmekesisus on arvutatud 10 -8 kuni 10 -16 cm ja nende eluiga on lõpmatusest 10 -24 sekundini.
Megamaailm on tohutute kosmiliste mastaapide ja kiirustega maailm, mille vahemaad mõõdetakse valgusaastates ning kosmoseobjektide eluiga miljonites ja miljardites aastates.
Ja kuigi neil tasanditel on oma spetsiifilised seadused, on mikro-, makro- ja megamaailm omavahel tihedalt seotud.
Mikromaailma uurimine
19. sajandi lõpus - 20. sajandi alguses. füüsika jõudis mikromaailma uurimise tasemele, mille kirjeldamiseks klassikalise füüsika kontseptuaalsed struktuurid osutusid sobimatuks.
Teaduslike avastuste tulemusena lükati ümber idee aatomitest kui aine viimastest jagamatutest struktuurielementidest.
Aatomi ehituse uurimise ajalugu sai alguse 1895. aastal tänu J. J. Thomsoni elektroni avastamisele, negatiivselt laetud osakesele, mis on osa kõigist aatomitest. Kuna elektronidel on negatiivne laeng ja aatom tervikuna on elektriliselt neutraalne, siis eeldati, et lisaks elektronile on ka positiivselt laetud osake. Eksperimendid Inglise füüsik E. Rutherford alfaosakestega viis ta järeldusele, et aatomid sisaldavad tuumasid – positiivselt laetud mikroosakesi
Lisaks avastati, et mõne elemendi aatomid võivad radioaktiivsuse tagajärjel muutuda teiste aatomiteks, mille avastas esmakordselt prantsuse füüsik A. A. Becquerel.
Erinevate elementide radioaktiivsuse küsimusi uurisid prantsuse füüsikud Pierre ja Marie Curie. Nad avastasid uusi elemente – polooniumi ja raadiumi
Aatomi keerulise struktuuri avastamine oli füüsikas suur sündmus, kuna klassikalise füüsika ideed aatomitest kui aine tahketest ja jagamatutest struktuuriüksustest lükati ümber.
Mikromaailma uurimisele üleminekul hävisid ka klassikalise füüsika ideed mateeriast ja väljast kui kahest kvalitatiivselt ainulaadsest ainetüübist. Mikroosakesi uurides seisid teadlased silmitsi paradoksaalse vaatenurgaga klassikaline teadus, olukord: samadel objektidel olid nii lainelised kui ka korpuskulaarsed omadused.
Makro- ja megamaailma uurimine
Looduse uurimise ajaloos võib eristada kahte etappi: eelteaduslik ja teaduslik.
Eelteaduslik ehk loodusfilosoofiline hõlmab ajavahemikku antiigist kuni eksperimentaalse loodusteaduse kujunemiseni 16.-17.sajandil. Sellel perioodil olid loodusõpetused puhtalt loodusfilosoofilist laadi: vaadeldud loodusnähtusi seletati spekulatiivsete filosoofiliste põhimõtete alusel.
Loodusteaduste edasise arengu jaoks oli kõige olulisem mateeria diskreetse struktuuri kontseptsioon - atomism, mille kohaselt kõik kehad koosnevad aatomitest - maailma väikseimatest osakestest.
Looduslike protsesside olemust selgitati aatomite mehaanilise vastasmõju, nende külgetõmbe- ja tõukejõu põhjal. Looduse kirjeldamise mehaaniline programm, mis esmakordselt välja pakuti iidses atomismis, realiseeriti kõige paremini klassikalises mehaanikas, mille kujunemisega algab teaduslik etapp loodusõpingud.
Alates kaasaegsest teaduslikud ideed umbes aine organiseerituse struktuuritasandid töötati välja klassikalise teaduse mõistete kriitilise ümbermõtestamise käigus, mis on rakendatavad ainult makrotasandi objektidele, siis tuleb uurimist alustada klassikalise füüsika mõistetest.
Ja Newton töötas Galilei töödele tuginedes välja range teaduslik teooria mehaanika, mis kirjeldab samade seaduste järgi nii taevakehade kui ka maapealsete objektide liikumist. Loodust vaadeldi kui keerukat mehaanilist süsteemi.
I. Newtoni ja tema järgijate poolt välja töötatud mehaanilise maailmapildi raames tekkis reaalsuse diskreetne (korpuskulaarne) mudel. Mateeriat peeti materiaalseks aineks, mis koosnes üksikutest osakestest – aatomitest või osakestest. Aatomid on absoluutselt tugevad, jagamatud, läbimatud, neid iseloomustab massi ja kaalu olemasolu.
Looduse mehaanilise mõistmise filosoofilise põhjenduse andis R. Descartes oma kontseptsiooniga mõtte ja mateeria absoluutsest duaalsusest (sõltumatusest), millest järeldub, et maailma saab kirjeldada täiesti objektiivselt, inimvaatlejat arvestamata. .
Newtoni maailmapildi tulemuseks oli kuvand Universumist kui hiiglaslikust ja täielikult määratud mehhanismist, kus sündmused ja protsessid on üksteisest sõltuvate põhjuste ja tagajärgede ahel.
Mehhaaniline lähenemine looduse kirjeldamisel on osutunud äärmiselt viljakaks. Järgides Newtoni mehaanikat, hüdrodünaamikat, elastsuse teooriat, soojuse mehaanilist teooriat, molekulaarkineetikat ja terve rida teised, millega füüsika on jõudnud tohutu edu. Siiski oli kaks valdkonda – optilised ja elektromagnetilised nähtused, mida mehhanistliku maailmapildi raames ei suudetud lõpuni seletada.
Optikat arendades pidas L. Newton oma õpetuse loogikat järgides valgust materiaalsete osakeste – kehakeste – vooluks.
Inglise loodusteadlase M. Faryaday katsed ja inglise füüsiku J.K. teoreetilised tööd. Maxwell hävitas lõpuks Newtoni füüsika ideed diskreetsest ainest kui ainsast ainetüübist ja pani aluse elektromagnetilisele maailmapildile.
Elektromagnetismi fenomeni avastas Taani loodusteadlane H.K. Oersted, kes esimest korda märkas elektrivoolude magnetilist mõju. Selles suunas uurimistööd jätkates avastas M. Faraday, et ajutine muutus magnetväljad loob elektrivoolu, tutvustas ta mõistet "väljajooned"
19. sajandi lõpuks. füüsika on jõudnud järeldusele, et aine eksisteerib kahel kujul: diskreetne aine ja pidev väli.
Universumi ainet esindavad kondenseerunud kosmilised kehad ja hajus aine. Hajusaine eksisteerib isoleeritud aatomite ja molekulide, aga ka tihedamate moodustiste - hiiglaslike tolmu- ja gaasipilvede - gaasi-tolmu udukogudena. Märkimisväärse osa Universumi ainest koos hajusate moodustistega hõivab kiirguse kujul olev aine. Seetõttu pole kosmiline tähtedevaheline ruum sugugi tühi.
Universumi evolutsiooni praeguses etapis on selles olev aine valdavalt täheseisundis. 97% meie galaktika ainest on koondunud tähtedesse, mis on erineva suuruse, temperatuuri ja erinevate liikumisomadustega hiiglaslikud plasmamoodustised. Paljudel, kui mitte enamikul, teistel galaktikatel on "täheaine", mis moodustab üle 99,9% nende massist.
Suur tähtsus on tähtede ja tähtedevahelise keskkonna vaheliste suhete uurimisel, sealhulgas tähtede pideva kujunemise probleemil kondenseeruvast hajusainest.
Nobeli füüsikaauhinnad
Zhores ALFYOROV, 2000. Žores Alferovi uurimistöö moodustas tegelikult uue suuna - heterostruktuuride füüsika, elektroonika ja optoelektroonika.
Luis W. ALVAREZ, 1968 Avastamiseks suur number resonantsid, mis sai võimalikuks tänu tema väljatöötatud tehnikale, kasutades vesinikumullikambrit ja esialgset andmeanalüüsi.
Hannes ALFWEN, 1970 Magnetohüdrodünaamika põhitöö ja avastuste ning nende viljakate rakenduste eest plasmafüüsika erinevates valdkondades. Ta jagas auhinda Louis Néeliga, kes pälvis panuse magnetismi teooriasse.
Carl D. ANDERSON, 1936 Positroni avastamise eest. Ta jagas seda Victor F. Hessiga. Neil õnnestus leida üks Universumi ehituskividest – positiivne elektron. Anderson vastutab praegu müüoni nime all tuntud osakese avastamise eest.
Philip W. ANDERSON 1977 Magnetiliste ja korrastamata süsteemide elektronstruktuuri teoreetiliste fundamentaalsete uuringute jaoks.
John BARDIN, 1956, 1972 1956 auhind pooljuhtide uurimise ja transistoriefekti avastamise eest, 1972 auhind ülijuhtivuse teooria loomise eest, mida tavaliselt nimetatakse BCS-teooriaks.
Charles G. BARKLA, 1917. Elementidele iseloomuliku röntgenkiirguse avastamise eest.
Nikolai BASOV, 1964 Kvantelektroonika alal põhjapaneva töö eest, mille tulemusena loodi laser-maser põhimõttel põhinevad ostsillaatorid ja võimendid. B. jagas auhinda Aleksandr Prohhorovi ja Charles H. Townesiga.
Henri BECKEREL, 1903 Becquerel pälvis auhinna koos Marie Curie ja Pierre Curie'ga. B. ennast mainiti eriti tunnustades tema silmapaistvaid saavutusi, mis väljendusid spontaanse radioaktiivsuse avastamises.
Hans A. BETHE, 1967 Tema avastuste eest tähtede energiaallikate kohta.
Gerd BINNING, 1986 Gerd Binning ja Rohrer jagasid poole auhinnast skaneeriva tunnelmikroskoobi leiutamise eest. Teise poole preemiast sai Ernst Ruskaza elektronmikroskoobi kallal tehtud töö eest.
Nicholas BLOMBERGEN, 1981 Laserspektroskoopia arendamisse panuse eest jagasid Blombergen ja Schawlow poole auhinnast. Teise poole pälvis Kai Sigbanza röntgenikiirgust kasutava elektronspektroskoopia eest.
Felix BLOCH, 1952 Uute meetodite väljatöötamiseks täppist tuumaenergia jaoks magnetilised mõõtmised ja sellega seotud avastused.
P.M.S. BLACKETT, 1948 Pilvekambri meetodi täiustamise ja sellest tulenevate avastuste eest tuumafüüsika ja kosmilise kiirguse valdkonnas.
Niels BOR, 1922 Niels Bohr pälvis auhinna teenete eest aatomite struktuuri ja nende poolt eralduva kiirguse uurimisel.
Oge BOR, 1975 Kollektiivse liikumise ja üksiku osakese liikumise vahelise seose avastamiseks aatomituumas ning sellel seosel põhineva aatomituuma ehituse teooria väljatöötamiseks.
Max BORN, 1954 Kvantmehaanika fundamentaaluuringute, eriti lainefunktsiooni statistilise tõlgenduse jaoks.
Walter BOTHE, 1954 Kosmiliste kiirte tuvastamise juhusmeetodi ja sellega seoses tehtud avastuste eest jagas Bothe auhinda Max Borniga, kes pälvis panuse kvantmehaanikasse.
Walter BRATTTEIN, 1956 Pooljuhtide uurimise ja transistoriefekti avastamise eest.
Ferdinand BROWN, 1909 Brown ja Marconi said auhinna tunnustuseks panuse eest traadita telegraafisse.
Percy Williams BRIDGMAN, 1946 Ülikõrget rõhku võimaldava seadme leiutamise eest.
Louis de Broglie, 1929 elektronide lainelise olemuse avastamise eest.
William Henry BRAGG, 1915. Ta pälvis auhinna teenete eest kristallide struktuuri uurimisel röntgenkiirte abil.
William Lawrence BRAGG, 1915 Teenuste eest kristallstruktuuri uurimisel röntgenkiirte abil.
Stephen WEINBERG, 1979 Elementaarosakeste nõrkade ja elektromagnetiliste interaktsioonide ühtsesse teooriasse panuse eest.
John X. VAN VLECK 1977 Magnetiliste ja korrastamata süsteemide elektronstruktuuri teoreetiliste fundamentaalsete uuringute jaoks.
Jan Diederik VAN DER WAALS, 1910 Gaaside olekuvõrrandi töö eest.
Eugen P. WIGNER, 1963 Panuse eest aatomituuma ja elementaarosakeste teooriasse.
Kenneth G. WILSON, 1982 Oma faasisiiretega seotud kriitiliste nähtuste teooria eest.
Robert W. WILSON, 1978, pool auhinda mikrolaine kosmilise mikrolaine taustkiirguse avastamise eest. Teise poole auhinnast sai Pjotr Kapitsa.
C.T.R. WILSON, 1927 Meetod elektriliselt laetud osakeste trajektooride visuaalseks tuvastamiseks aurude kondensatsiooni abil.
Wilhelm WIN, 1911 Tema avastuste eest soojuskiirgust reguleerivate seaduste vallas.
Dennis GABOR, 1971 Holograafilise meetodi leiutamise ja arendamise eest.
Werner HEISENBERG, 1932 Kvantmehaanika loomise eest.
Murray GELL-MANN, 1969 Klassifikatsiooniga seotud avastuste eest elementaarosakesed ja nende vastasmõju.
Maria GOPPERT-MAYER, 1963 Tuuma kestastruktuuri avastamise eest, mis tõestas veenvalt kestamudeli olulisust kogunenud materjali süstematiseerimisel ning tuumade põhiseisundi ja madalal asuvate ergastatud olekutega seotud uute nähtuste ennustamisel.
Gustav HERZ, 1925 Elektroni ja aatomiga kokkupõrke seaduste avastamise eest.
Victor F. HESS, 1936 Avastamiseks kosmilised kiired Hess pälvis auhinna.
Charles GUILLAUME, 1920 Tunnustuseks tema teenete eest füüsikas täpsete mõõtmiste alal – nikkelterase sulamite anomaaliate avastamisel pälvis Charles Guillaume auhinna. Leiutas sulami elinvar.
Donald A. GLASER, 1960 Mullikambri leiutamise eest.
Sheldon L. GLASHOW, 1979Glashow uuenduslikud teoreetilised ideed, mille eest ta pälvis auhinna, viisid elektromagnetismi ja nõrga jõu ühendamiseni.
Niels Dahlen, 1912 Tuletornide valgusallikate jaoks koos gaasipatareidega kasutatavate automaatsete regulaatorite leiutamiseks.
Aivar JAYEVER, 1973 Pooljuhtides ja ülijuhtides toimuva tunneldamisnähtuste eksperimentaalsete avastuste eest.
Brian D. JOSEPHSON, 1973 Tunnelibarjääri läbiva voolu omaduste teoreetiliseks prognoosimiseks, eriti nähtuste kohta, mida tänapäeval üldiselt tuntakse Josephsoni efektina.
Paul A. Maurice DIRAC, 1933 Uue avastamise eest produktiivsed vormid aatomiteooria.
Clinton J. DAVISSON, 1937, kristallide elektronide difraktsiooni eksperimentaalse avastamise eest.
Pierre Gilles de JEUNES, 1991 Selle eest, et ta avastas, et meetodid, mis töötati välja korranähtuste uurimiseks aastal lihtsad süsteemid, võib üldistada vedelkristallid ja polümeerid.
Peter ZEEMAN, 1902 Magnetiline poolitamine spektrijooned, mida tuntakse Zeemani efektina, on oluline tööriist aatomi olemuse uurimisel ja on kasulik ka tähtede magnetväljade määramisel.
Johannes Hans D. JENSEN, 1963 Johannes Hans Daniel Jensen ja Maria Goeppert-Mayer pälvisid auhinna tuuma kesta struktuuri avastamise eest.
Heike KAMERLING-ONNES, 1913 Madalatel temperatuuridel aine omaduste uurimise eest, mis viis vedela heeliumi tekkeni.
Peter Kapitsa, 1978. Sai auhinna fundamentaalsete leiutiste ja avastuste eest madala temperatuuriga füüsika valdkonnas.
Alfred KASTLER, 1966. Optiliste meetodite avastamise ja arendamise eest Hertsi resonantside uurimiseks aatomites.
Klaus von KLITTZING, 1985 Avastamiseks kvantefekt Holla.
John COCKROFT, 1951 Tema töö eest aatomituumade transmuteerimisel, kasutades kunstlikult kiirendatud aatomiosakesi.
Arthur COMPTON, 1927 Tema nimelise efekti avastamise eest. Hajutatute jagamine röntgenikiirgus vastava lainepikkusega komponendid näitavad, et röntgenikiirgus käitub sarnaselt valgusega.
James W. CRONIN 1980 Sümmeetria põhiprintsiipide rikkumiste avastamise eest neutraalsete ainete lagunemisel K-mesonid.
Leon COOPER, 1972 Ülijuhtivuse teooria väljatöötamise eest, mida tavaliselt nimetatakse BCS-teooriaks.
Polycarp KUSH, 1955 Täpse määramise jaoks magnetmoment elektron.
Pierre CURIE, 1903, tunnustades nende ühist kiirgusnähtuste uurimist.
Lev LANDAU, 1962 Kondenseeritud aine, eriti vedela heeliumi põhiteooriate eest.
Max von LAUE, 1914 Kristallide röntgendifraktsiooni avastamise eest, mida Einstein nimetas "üks ilusaimaks füüsikas".
Philipp von LENARD, 1905 Katoodkiirte alase töö eest.
Zongdao LI, 1957 nn looduskaitseseaduste põhjaliku uurimise eest.
Gabriel LIPMAN, 1908 Gabriel LIPMAN demonstreeris meetodit värvifotode tegemiseks, mis ei tuhmu. Värvide fotograafilise reprodutseerimise meetodi loomiseks, mis põhineb interferentsi nähtusel.
Hendrik LORENZ, 1902 Hendrik Lorentz oli esimene, kes püstitas hüpoteesi, et aine koosneb mikroskoopilistest osakestest, mida nimetatakse elektronideks ja mis on täpselt määratletud laengute kandjad.
Ernest O. LAWRENCE, 1939 Tsüklotroni leiutamise ja loomise eest, selle abil saavutatud tulemuste, eriti tehislike radioaktiivsete elementide tootmise eest.
Willis Y. LAMB, 1955 Tema avastuste eest vesiniku spektri peenstruktuuri kohta.
Albert A. MICHAELSON, 1907 Ta mõõtis valguse kiirust seninägematu täpsusega, kasutades instrumente, mis maksid veidi üle kümne dollari.
Guglielmo MARCONI, 1909 Guglielmo Marconi edastas esimese traadita signaali üle Atlandi ookeani läänest itta, avades esimese Atlandi-ülese traadita sideteenuse.
Simon van der MER, 1984Simon van der Meer for otsustav panus suureks projektiks, mille elluviimine viis välja osakeste avastamiseni W Ja Z, nõrkade interaktsioonide transportijad, pälvis auhinna.
Rudolf L. MÖSSBAUER, 1961. Gammakiirguse elastse tuumaresonantsneeldumise nähtust nimetatakse tänapäeval Mössbaueri efektiks ja see võimaldab saada teavet tuumade ja neid ümbritsevate elektronide magnetiliste ja elektriliste omaduste kohta.
Robert MILLIKEN, 1923. Ta pälvis preemia elementaarelektrilaengu ja fotoefekti määramise katsete eest.
Neville MOTT, 1977 Magnetiliste ja korrastamata süsteemide elektroonilise struktuuri teoreetiliste fundamentaalsete uuringute jaoks.
Benjamin R. MOTTELSON, 1975. Kollektiivse liikumise ja ühe osakese liikumise vahelise seose avastamise eest aatomituumades ning selle seose alusel aatomituuma ehituse teooria loomise eest pälvis ta preemia .
Louis Néel, 1970 Louis Néeli töö paleomagnetismi kohta aitas selgitada kivimite "magnetilist mälu", kuna Maa magnetväli muutus ja otsustavalt aitas kaasa mandrite triivi teooria ja tektooniliste plaatide teooria kinnitamisele.
Wolfgang PAULI, 1945. Pauli pälvis auhinna välistusprintsiibi avastamise eest.
Cecil F. POWELL, 1950 Fotograafilise uurimismeetodi arendamiseks tuumaprotsessid ja selle meetodi abil läbi viidud mesonite avastamine.
Arnaud A. PENZIAS 1978 Kosmilise mikrolaine taustkiirguse avastamise eest.
Jean PERRIN, 1926 Tema töö eest aine diskreetse olemuse ja eriti settetasakaalu avastamise eest.
Edward M. PURCHELL, 1952 Tuumamagnetiliste mõõtmiste uute täppismeetodite väljatöötamiseks.
Max PLANCK, 1918. Energiakvantide avastamise eest pälvis Max Planck auhinna, tema panus kaasaegsesse füüsikasse ei piirdu kvanti ja konstandi avastamisega.
Aleksander PROKHOROV, 1964 Kvantelektroonika alal tehtud fundamentaalse töö eest.
Isidore Isaac RABI, 1944 Aatomituumade magnetiliste omaduste mõõtmise resonantsmeetodi jaoks.
Martin RYLE 1974 Radioastrofüüsika teedrajavate uuringute eest.
Venkata RAMAN, 1930 Tema töö eest valguse hajumise ja selle efekti avastamise eest.
James RAINWATER, 1975 Kollektiivse liikumise ja osakeste liikumise vahelise seose avastamise eest aatomituumades.
Wilhelm RENTGEN, 1901 tunnustamaks tema ülitähtsaid teeneid teadusele, mis väljendub tähelepanuväärsete kiirte avastamises.
Burton RICHTER, 1976 Tema teedrajava töö eest uut tüüpi raskete elementaarosakeste avastamisel.
Owen W. RICHARDSON, 1928 Termiooniuuringute alal tehtud töö ja eriti tema nime kandva seaduse avastamise eest.
Heinrich Rohrer, 1986 Skaneeriva tunnelmikroskoobi loomise eest pälvisid Heinrich Rohrer ja Gerd Binnig poole preemiast.
Carlo RUBBIA, 1984 otsustava panuse eest suur projekt, mis viis väljakvantide avastamiseni W- Ja Z-osakesed, millel on nõrk interaktsioon.
Ernst RUSKA, 1986 Põhiliste tööde eest elektronoptika ja esimese elektronmikroskoobi loomise eest pälvis Ernst Ruska auhinna.
Abdus SALAM, 1979 Uued teoreetilised ideed, mille eest Salam, Sheldon L. Glashow ja Steven Weinberg pälvisid Nobeli preemia, viisid elektromagnetismi ja nõrga jõu ühendava teooria loomiseni.
Emilio SEGRE, 1959 Antiprootoni avastamise eest.
Kai SIGBAN, 1981 Panuse eest kõrglahutusega elektronspektroskoopia arendamisse.
Mann SIGBAN, 1924 Tema avastuste ja uurimistöö eest röntgenspektroskoopia valdkonnas.
Marie Skłodowska-Curie, 1903, 1911, tunnustamaks professor Henri Becquereli avastatud kiirgusnähtuste ühist uurimistööd. Ta sai teise preemia raadiumi ja polooniumi elementide avastamise, raadiumi eraldamise ning selle imelise elemendi olemuse ja ühendite uurimise eest.
John W. CTPETT, Lord Rayleigh, 1904. Tema uurimise eest kõige tavalisemate gaaside tiheduse kohta ja argooni avastamise eest nende uuringute käigus.
Igor TAMM, 1958 Tšerenkovi efekti avastamise ja tõlgendamise eest.
Charles H. TOWNES, 1964Townesi põhitöö kvantelektroonikas viis ostsillaatorite ja võimendite loomiseni.
Samuel C. C. TING, 1976 Uut tüüpi raskete elementaarosakeste avastamiseks tehtud uurimusliku töö eest.
Shinichiro TOMONAGA, 1965 Matemaatilise renormaliseerimisprotseduuri leiutamiseks lõpmatute masside ja laengute kõrvaldamiseks.
J. J. THOMSON, 1906, tunnustades teenuseid gaaside elektrijuhtivuse teoreetiliste ja eksperimentaalsete uuringute valdkonnas.
J. P. THOMSON, 1937 George Paget Thomson ja Clinton J Davisson jagasid auhinda elektronide difraktsiooni eksperimentaalse avastamise eest kristallide abil.
Ernest WALTON, 1951 Uurimistöö eest aatomituumade muundamisel kunstlikult kiirendatud aatomiosakeste abil.
William FOWLER, 1983 Keemiliste elementide tekkes oluliste tuumareaktsioonide teoreetilisteks ja eksperimentaalseteks uuringuteks.
Richard F. FINEMAN, 1965 Kvantelektrodünaamika alase fundamentaalse töö eest, millel on põhjalikud tagajärjed osakeste füüsikale.
Enrico FERMI, 1938 Uute radioaktiivsete elementide olemasolu tõendamiseks, mis on saadud neutronitega kiiritamisel.
Val L. FITCH 1980 Neutraalsete ainete lagunemise aluspõhimõtete rikkumise avastamise eest K-mesonid.
James FRANK, 1925 elektronide ja aatomite kokkupõrke seaduste avastamise eest.
Ilja FRANK, 1958 Tšerenkovi efekti avastamine ja tõlgendamine oli aluseks Vene teadlasele Ilja Frankile auhinna andmisel.
Robert HOFSTEDTER, 1961 Põhilisteks uurimusteks elektronide hajumise kohta aatomituumade poolt ja sellega seotud avastuste kohta nukleonite struktuuri valdkonnas.
Anthony HEWISCH 1974 Radiofüüsika teedrajavate uuringute eest.
Fritz ZERNICKE, 1953 Faasikontrastmeetodi põhjendamiseks, eriti faasikontrastmikroskoobi leiutamiseks. Auhind panuse eest klassikalisesse füüsikasse.
Subrahmanyan CHANDRASEKHAR, 1983 mängivate füüsikaliste protsesside teoreetilisteks uurimiseks oluline roll pälvis auhinna tähtede struktuuris ja evolutsioonis.
James CHADWICK, 1935 Neutroni avastamise eest.
Owen CHAMBERLAIN, 1959 Antiprootoni avastamise eest.
Pavel TŠERENKOV, 1958 Tšerenkov avastas, et raadiumi kiirgavad gammakiired annavad nõrga sinise kuma, ja näitas veenvalt, et kuma on midagi erakordset.
Arthur L. SHAWLOV, 1981 Laserspektroskoopia arendamisse panuse eest.
Julius S. SCHWINGER, 1965. aasta silmapaistev saavutus teoreetiline füüsika Ideed, mille eest ta auhinna pälvis, said alguse siis, kui temas tekkis huvi aine põhiolemuse vastu.
William SHOCKLEY, 1956. Ta pälvis preemia pooljuhtide uurimise ja transistoriefekti avastamise eest.
Erwin SCHRÖDINGER, 1933. Aatomiteooria uute produktiivsete vormide avastamine.
John SCHRIFFER, 1972 Ülijuhtivuse teooria väljatöötamise eest, mida tavaliselt nimetatakse BCS-teooriaks.
Elektroni, radioaktiivsuse fenomeni ja aatomituuma avastamine oli 19. sajandi lõpus füüsikaga saavutatud aine struktuuri uurimise tulemus. Vedelike ja gaaside elektriliste nähtuste, aatomite optiliste spektrite, röntgenikiirguse ja fotoelektrilise efekti uuringud on näidanud, et ainel on keeruline struktuur. Klassikaline füüsika osutus uute eksperimentaalsete faktide selgitamisel vastuvõetamatuks. Füüsikaliste nähtuste toimumise aja ja ruumi mastaapide vähenemine on viinud "uue füüsikani", mis on tavapärasest traditsioonilisest nii erinev. klassikaline füüsika. Füüsika areng 20. sajandi alguses tõi kaasa klassikaliste mõistete täieliku revideerimise. Keskmes" uus füüsika» on kaks põhiteooriat:
- relatiivsusteooria
- kvantteooria.
Relatiivsusteooria ja kvantteooria on vundament, millele on rajatud mikromaailma nähtuste kirjeldus.
A. Einsteini relatiivsusteooria loomine 1905. aastal viis ruumi ja aja omaduste ideede radikaalse revideerimiseni, elektromagnetväli. Sai selgeks, et kõigi füüsikaliste nähtuste jaoks on võimatu luua mehaanilisi mudeleid.
Relatiivsusteooria põhineb kahel füüsikalisel kontseptsioonil.
- Relatiivsuspõhimõtte kohaselt ühtlane ja sirgjooneline liikumine kehad ei mõjuta neis toimuvaid protsesse
- Interaktsiooni leviku kiirus on piiratud – valguse kiirus tühjuses. Valguse kiirus on põhikonstant kaasaegne teooria. Interaktsiooni leviku piirava kiiruse olemasolu tähendab, et ruumiliste ja ajavahemike vahel on seos.
Matemaatiline alus eriline teooria Relatiivsusteooria on Lorentzi teisendused.
Inertsiaalne võrdlusraam− tugisüsteem, mis on puhkeasendis või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt. Süsteem, aruanne, kaasa liikumine püsikiirus mis tahes inertsiaalse võrdlusraami suhtes on samuti inertsiaalne.
Galilei relatiivsusprintsiibid
- Kui mehaanika seadused kehtivad ühes võrdlussüsteemis, siis need kehtivad ka igas teises võrdlussüsteemis, mis liigub esimese suhtes ühtlaselt ja sirgjooneliselt.
- Aeg on kõigis inertsiaalsetes tugisüsteemides sama.
- Ühtlast lineaarset liikumist ei ole võimalik tuvastada.
Erirelatiivsusteooria postulaadid
- Füüsikaseadused on kõigis inertsiaalsetes tugisüsteemides ühesugused.
- Valguse kiirus vaakumis on püsiv väärtus Koos sõltumata allika või vastuvõtja kiirusest.
Lorentzi teisendused. Materiaalse puhkepunkti massi koordinaadid m inertsiaalses tugiraamistikus S on määratletud kui ( t,)
= (t,x,y,z) ja kiirust u= ||. Sama punkti koordinaadid erinevas inertsiaalkaadris S"
(t",x",y",z"), liigub suhtes S konstantsel kiirusel, mis on seotud süsteemi koordinaatidega S Lorentzi teisendus (joon. 1).
Kui koordinaatteljed süsteemid z ja z" joondatud vektoriga ja sisse algushetk aega t= t"= 0 mõlema süsteemi koordinaatide alguspunktid langevad kokku, siis on Lorentzi teisendused antud seostega
x" = x; y = y"; z" = γ( z− βct); ct" = γ( ct− βz),
Kus β = v/c , v− võrdlussüsteemi kiirus ühikutes Koos (0 ≤ β ≤ 1), γ on Lorentzi tegur.
Riis. 1. Viirutatud süsteem S" liigub süsteemi suhtes S kiirusega v piki telge z.
Osakeste kiiruse komponendid süsteemis S" u" x, u"y, u" z seotud kiiruse komponentidega süsteemis S u x, u y, u z suhted
Pöördteisendused Lorentz saadakse koordinaatide vastastikuse asendamise teel r i ↔ r" i, u i ↔u" i ja asendamine v → −v.
x = x"; y = y"; z = γ( z"− βct"); ct = γ( ct"− βz").
Madalatel kiirustel v Lorentzi teisendused langevad kokku mitterelativistlike Galilei teisendustega
x"= x; y" = y; z" = z − vt"; t = t".
Ruumiliste kauguste suhtelisus(Lorenz-Fitzgeraldi lühend): l" =l/γ
.
Relatiivsus
sündmuste vahelised ajavahemikud(relativistlik aja dilatatsioon): Δ t"
= γ
Δ t.
Sündmuste samaaegsuse suhtelisus. Kui süsteemis S sündmuste jaoks A Ja IN
tA = tB Ja
x A ≠ x B, siis süsteemis S" t" A = t"B
+ γ
v/c 2 (x B − x A).
Koguenergia E ja hoogu lk osakesed on määratud suhetega
E = mc 2 γ
, |
(1) |
Kus E, R Ja m− osakese koguenergia, impulss ja mass, c = 3,10 10 cm·sek -1 − valguse kiirus vaakumis, 
Osakese koguenergia ja impulss sõltuvad võrdlusraamist. Osakese mass ühest liikudes ei muutu inertsiaalsüsteem tagasilugemine teisele. See on Lorentzi invariant. Koguenergia E, impulss lk ja mass m osakesed on seotud suhtega
| E 2 − lk 2 c 2 = m 2 c 4 , | (2) |
Seostest (1) ja (2) järeldub, et kui energia E ja hoogu lk mõõdetuna kaheks erinevaid süsteeme liiguvad üksteise suhtes kiirusega v, siis on nendes süsteemides energia ja impulss erinevaid tähendusi. Siiski suurusjärk E 2 − lk 2 c 2, mida nimetatakse relativistlik invariant, on nendes süsteemides sama.
Kuumutamisel tahke see kuumeneb ja hakkab kiirgama pidevas spektri piirkonnas. Seda kiirgust nimetatakse musta keha kiirguseks. Musta keha spektri kuju kirjeldamiseks on tehtud palju katseid klassikalise elektromagnetiteooria seaduste alusel. Eksperimentaalsete andmete võrdlus Rayleigh-Jeansi arvutustega (joonis 2) näitab, et need on järjepidevad ainult spektri pika lainepikkuse piirkonnas. Lühikese lainepikkuse piirkonna erinevust on nimetatud ultraviolettkiirguse katastroof.
Riis. 2. Spektri energiajaotus soojuskiirgus.
Täpid näitavad katsetulemusi.
1900. aastal ilmus M. Plancki teos, mis oli pühendatud kehade soojuskiirguse probleemile. M. Planck modelleeris mateeriat kogumikuna harmoonilised ostsillaatorid erinevad sagedused. Eeldades, et kiirgus ei toimu pidevalt, vaid portsjonitena – kvantidena, sai ta soojuskiirguse spektri ulatuses energia jaotuse valemi, mis ühtis hästi katseandmetega.
Kus h − Plancki konstant, k − Boltzmanni konstant, T- temperatuur, ν − kiirgussagedus.
h= 6,58·10–22 MeV∙s,
k= 8,62·10 -11 MeV∙K –1.
Sageli kasutatav kogus ћ = h/2π .
Seega ilmus füüsikas esimest korda uus põhikonstant - Plancki konstant h. Plancki hüpotees umbes kvantloodus soojuskiirgus on vastuolus klassikalise füüsika alustega ja näitab selle rakendatavuse piire.
Viis aastat hiljem näitas A. Einstein M. Plancki ideed üldistades, et kvantimine on elektromagnetkiirguse üldine omadus. A. Einsteini ideede kohaselt koosneb elektromagnetkiirgus kvantidest, mida hiljem nimetatakse footoniteks. Igal footonil on teatud energia E ja hoogu lk:
E = hν ,
Kus λ
Ja ν
− footoni lainepikkus ja sagedus, − ühikvektor laine levimise suunas.
Elektromagnetilise kiirguse kvantiseerimise idee võimaldas selgitada fotoelektrilise efekti seadusi, mida eksperimentaalselt uurisid G. Hertz ja A. Stoletov. A. Compton selgitas 1922. aastal kvantteooriale tuginedes elektromagnetkiirguse elastse hajumise nähtust vabadel elektronidel, millega kaasneb elektromagnetkiirguse lainepikkuse suurenemine.
Kus λ Ja λ" – langevate ja hajuvate footonite lainepikkused, m − elektroni mass, θ - footoni hajumise nurk, h/mc= 2,4·10 -10 cm = 0,024 Å – Comptoni elektronide lainepikkus.
Riis. 3. Comptoni efekt - footoni elastne hajumine elektroni poolt.
Elektromagnetilise kiirguse kahetise olemuse – osakeste-lainete duaalsuse – avastamine mõjutas oluliselt arengut. kvantfüüsika, seletus aine olemuse kohta. 1924. aastal esitas Louis de Broglie hüpoteesi laine-osakeste duaalsuse universaalsuse kohta. Selle hüpoteesi kohaselt on lainelised omadused mitte ainult footonitel, vaid ka mis tahes muudel aineosakestel, lisaks korpuskulaarsetele. Seosed, mis ühendavad korpuskulaarset ja laine omadused osakesed on samad, mis varem footonite jaoks kindlaks määrati
λ − osakesega seostatav lainepikkus. Lainevektor on orienteeritud osakeste liikumise suunas. Otsesed katsed, mis kinnitasid laine-osakeste duaalsuse ideed, olid 1927. aastal K. Davissoni ja L. Germeri katsed elektronide difraktsioonil nikli monokristallil. Hiljem täheldati teiste mikroosakeste difraktsiooni. Osakeste difraktsioonimeetodit kasutatakse praegu laialdaselt aine struktuuri ja omaduste uurimisel.
 W. Heisenberg (1901–1976) |
Laine-osakeste duaalsuse idee eksperimentaalne kinnitus viis tavaliste ideede läbivaatamiseni osakeste liikumise ja osakeste kirjeldamise meetodi kohta. Klassika jaoks materiaalsed punktid mida iseloomustab liikumine mööda teatud trajektoore, nii et nende koordinaadid ja impulsid igal ajahetkel on täpselt teada. Kvantosakeste puhul on see väide vastuvõetamatu, kuna for kvantosake Osakese impulss on seotud tema lainepikkusega ja lainepikkusest rääkimine antud ruumipunktis on mõttetu. Seetõttu on kvantosakeste puhul võimatu samaaegselt täpselt määrata selle koordinaatide ja impulsi väärtusi. Kui osake hõivab ruumis täpselt määratletud positsiooni, siis on tema impulss täiesti määratlemata ja vastupidi, teatud impulsiga osake on täiesti määratlemata koordinaadiga. Osakese koordinaadi Δ väärtuse määramatus x ja osakeste impulsi komponendi Δ väärtuse määramatus p x on seotud W. Heisenbergi poolt 1927. aastal kehtestatud määramatuse seosega
Δ x·Δ p x≈ ћ .
Määramatuse suhtest järeldub, et piirkonnas kvantnähtused On ebaseaduslik esitada mõningaid klassikalise füüsika jaoks üsna loomulikke küsimusi. Nii näiteks pole mõtet rääkida osakese liikumisest teatud trajektoori mööda. Sisuliselt vajalik uus lähenemine füüsiliste süsteemide kirjeldusele. Kõiki süsteemi iseloomustavaid füüsikalisi suurusi ei saa üheaegselt mõõta. Eelkõige juhul, kui määramatus mõne kvantoleku eluea jooksul on Δ t, siis selle oleku energiaväärtuse määramatus Δ E vähem ei saa olla ћ /Δ t, st.
Δ E·Δ t≈ ћ .
 E. Schrödinger (1887–1961) |
20. aastate keskpaigaks sai selgeks, et N. Bohri poolklassikaline aatomiteooria ei suuda anda täielik kirjeldus aatomi omadused. Aastatel 1925–1926 töötati välja W. Heisenbergi ja E. Schrödingeri töödes üldine lähenemine kvantnähtuste kirjeldused – kvantteooria. Kvantsüsteemi evolutsiooni mitterelativistlikul juhul kirjeldab lainefunktsioon, mis rahuldab Schrödingeri võrrandit
"20. sajandi teaduslikud avastused" – esimene saade, mis saadeti Meil. Televiisor. Tehnoloogia areng. Kahekümnenda sajandi avastused, mis muutsid maailma. Huvitavaid fakte. Teaduslikud avastused füüsika vallas. Telefon. Teaduslikud avastused bioloogia vallas. Internet. Clyde Tombaugh. Rosalyn Franklin. Raadio. Arvuti.
"Tehnilised avastused ja leiutised" - Caravel. Värav. Tehnilised avastused ja leiutised. Trükipress. Relv. Kolbpump. Karavell sadamas. Kõrgahju. mehhanism torni kell. Johann Gutenberg. Vesiratastega veskid.
“Maailma füüsiline pilt” – elektromagnetiline maailmapilt. Asi nagu füüsiline reaalsus. Maailma kvantväljapilt. Põhimõisted looduse kirjeldamiseks. Füüsikalised teooriad. Struktuursed tasemed aine organiseerimine. Väli. Mikromaailm: spin. Ideede arendamine ruumi ja aja kohta. Mehaaniline pilt maailmast.
“Välja füüsika” – väljafüüsika, mida rakendatakse mikromaailma nähtustele. Määratud mehhanismi rakendamine. Klassikaline tuumapotentsiaal. Osakese kogumass. Sign kogukaal. Muutuv kogumassi kasutamine välifüüsikas. Vastava liikumisvälja võrrandi lahendus. Elementaarosakeste ülejäänud massi sõltuvus gravitatsioonipotentsiaalist.
"Füüsika arengu ajalugu" - Maa esimene kosmonaut. Isaac Newton. Füüsika arengu ajalugu. Kahekümnenda sajandi füüsika. Demokritos Archimedes. Mihhail Vasiljevitš Lomonosov. Füüsika arenguetapid. Läbimurre kosmoseuuringutes. Galileo Galilei. Teadlased Vana-Kreeka. James Maxwell. Füüsika ja tehnoloogia. Kuu maandumine.
"Maailma mehaaniline pilt" - mateeria. Newtoni seadus universaalne gravitatsioon kirjeldas kokkusurumise teooriat. MCM-i tuumaks on Newtoni mehaanika või klassikaline mehaanika. Korpuskulaarne teooria. Liikumine. Geniaalsed ideed. Üks esimesi, kes mõtles liikumise olemusele, oli Aristoteles. Liikumine on loodusteaduse üks põhiprobleeme.
Kokku on 12 ettekannet