Fysikk er en eksperimentell vitenskap. I verkene til Galileo, Newton og andre forskere ble hovedmetoden etablert: enhver prediksjon av teorien må bekreftes av erfaring. I XVII, XVIII og til og med XIX århundrer. de samme personene utførte den teoretiske analysen og testet selv konklusjonene sine eksperimentelt. Men på 1900-tallet. Den raske akkumuleringen av kunnskap, utviklingen av teknologi, alt som kalles den vitenskapelige og teknologiske revolusjonen, førte til at det ble umulig for en person å lage teorier og utføre eksperimenter.
Det var en inndeling av fysikere i teoretikere og eksperimentalister (se Teoretisk fysikk ). Selvfølgelig er det ingen regler uten unntak, og noen ganger utfører teoretikere eksperimenter, og eksperimenter gjør teori. Men hvert år blir det færre og færre slike unntak.
Nå har eksperimentatorer komplekst og kraftig utstyr i hendene: akseleratorer, atomreaktorer, ultrahøyvakuumteknologi, dypkjøling og selvfølgelig elektronikk. Det har fullstendig transformert opplevelsens muligheter, og dette kan illustreres med dette eksemplet.
På begynnelsen av dette århundret registrerte E. Rutherford og hans samarbeidspartnere alfapartikler i sine eksperimenter ved å bruke en sinksulfidskjerm og et mikroskop (se Atomkjernen). Da hver partikkel traff skjermen, produserte skjermen et svakt lysglimt som kunne sees gjennom et mikroskop. Før forsøket startet, måtte forskerne sitte i mørket i timevis for å skjerpe følsomheten i øynene. Maksimalt antall pulser som kunne telles var to eller tre per sekund. Etter noen minutter ble øynene mine slitne.
Og nå er spesielle elektroniske enheter - fotomultiplikatorer - i stand til å skille og transformere mye svakere lysglimt til elektriske impulser. De klarer å telle titalls og hundretusenvis av pulser per sekund. Og ikke bare telle. Spesielle kretser, som bruker formen til en elektrisk puls (gjentar en lys), gir informasjon om energi, ladning, til og med typen partikkel. Denne informasjonen lagres og behandles av høyhastighets datamaskiner.
Det bør bemerkes at eksperimentell fysikk har et dobbelt forhold til teknologi. På den ene siden, fysikk, oppdager fortsatt ukjente områder, som elektrisitet, atomenergi, lasere, gradvis mestrer dem og overfører dem i hendene på ingeniører. På den annen side, etter at teknologien har skapt de riktige instrumentene og til og med nye industrier, begynner eksperimentell fysikk å bruke disse instrumentene når de setter opp eksperimenter. Og dette lar henne trenge dypere inn i materiens hemmeligheter.
Moderne metoder for å utføre eksperimenter krever deltakelse av et helt team av eksperimenter.
Den eksperimentelle studien kan deles inn i tre deler: forberedelse, måling og bearbeiding av resultater.
Når ideen om et eksperiment er født, blir muligheten for implementering, opprettelsen av en ny installasjon eller omarbeiding av en gammel, på agendaen. På dette stadiet er det nødvendig å utvise maksimal forsiktighet.
«Jeg har alltid lagt stor vekt på måten opplevelsen ble unnfanget og iscenesatt på. Selvfølgelig må vi gå ut fra en bestemt, forhåndsgjennomtenkt idé; men når det er mulig, bør erfaring la maksimalt antall vinduer være åpne slik at et uforutsett fenomen kan observeres», skrev den fremragende franske fysikeren F. Joliot-Curie.
Når du designer og produserer en installasjon, kommer spesialiserte designbyråer, verksteder og noen ganger store fabrikker til hjelp for eksperimentatoren. Ferdige enheter og blokker er mye brukt. Likevel faller det viktigste arbeidet til fysikere: opprettelsen av de enhetene som er unike og som noen ganger aldri har blitt brukt noe annet sted. Derfor har fremragende eksperimentelle fysikere alltid vært veldig gode ingeniører.
Når installasjonen er montert, er det på tide å gjennomføre kontrolleksperimenter. Resultatene deres tjener til å kontrollere ytelsen til utstyret og bestemme dets egenskaper.
Og så begynner hovedmålingene, som noen ganger kan vare veldig lenge. Det ble satt en slags rekord ved registrering av solnøytrinoer – målinger varte i 15 år.
Å behandle resultatene er også langt fra enkelt. Det er områder innen eksperimentell fysikk der prosessering er tyngdepunktet for hele eksperimentet, for eksempel behandling av bilder tatt i et boblekammer. Kameraene er installert i banen til stråler fra verdens største akseleratorer. I dem dannes en kjede av bobler på sporet av en flygende partikkel. Stien blir synlig og kan fotograferes. Kameraet produserer titusenvis av bilder per dag. Inntil nylig (og nå har automatisering kommet til unnsetning) hundrevis av laboratorieassistenter satt ved visningsbord ved projeksjonsmikroskoper og foretok det første utvalget av fotografier. Da kom automatiserte installasjoner og datamaskiner i drift. Og etter alt dette fikk forskerne den nødvendige informasjonen, kunne bygge grafer og gjøre beregninger.
Sovjetiske eksperimenter har noe å være stolte av. Før revolusjonen var det bare noen få dusin seriøst arbeidende fysikere i Russland. De fleste av dem drev forskning i uegnede lokaler og med hjemmelagde instrumenter. Derfor kan oppdagelsene i verdensklasse gjort av P. N. Lebedev (lett trykk), A. G. Stoletov (forskning på den fotoelektriske effekten) kalles en ekte bragd.
Vår eksperimentelle fysikk ble grunnlagt under de vanskelige forholdene under de første årene av sovjetmakten. Det ble opprettet gjennom innsatsen til slike forskere som A.F. Ioffe, S.I. Vavilov og en rekke andre. De var eksperimentatorer, lærere og arrangører av vitenskap. Elevene deres og elevene til elevene deres glorifiserte russisk fysikk. Vavilov-Cherenkov-stråling (se Vavilov-Cherenkov-effekten), superfluiditet, Raman-spredning av lys, lasere - å liste opp bare de største funnene til sovjetiske forskere kan ta mange sider.
Utviklingen av eksperimentell fysikk er ikke som en jevn og slitt vei. Gjennom arbeidet til mange mennesker akkumuleres observasjoner, eksperimenter og beregninger gjøres. Men før eller siden gjennomgår den gradvise veksten av vår kunnskap et kraftig sprang. Det er en oppdagelse. Mye av det alle er så vant til, fremstår i et helt annet lys. Og vi må supplere, gjøre om, noen ganger skape ny teori, raskt gjennomføre nye eksperimenter.
Derfor sammenlignet mange fremragende forskere vitenskapens vei med en vei i fjellet. Den går ikke i en rett linje, og tvinger reisende til å klatre i bratte bakker, noen ganger trekke seg tilbake, for til slutt å nå toppen. Og så, fra de overvunnede høydene, åpner det seg nye topper og nye stier.
Etymol. se eksperimentell og fysikk. Erfaren fysikk. Forklaring av 25 000 fremmedord som har kommet i bruk i det russiske språket, med betydningen av røttene deres. Mikhelson A.D., 1865 ... Ordbok for utenlandske ord i det russiske språket
eksperimentell fysikk- eksperimentinė fizika statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. eksperimentell fysikk vok. Eksperimentell fysikk, f rus. eksperimentell fysikk, f pranc. physique expérimentale, f … Fizikos terminų žodynas
FYSIKK. 1. Fysikkens emne og struktur Fysikk er en vitenskap som studerer det enkleste og samtidig det viktigste. generelle egenskaper og bevegelseslover til objektene i den materielle verden rundt oss. Som et resultat av denne fellesheten er det ingen naturfenomener som ikke har fysiske egenskaper. egenskaper... Fysisk leksikon
Krystallers fysikk Krystallkrystallografi Krystallgitter Typer krystallgitter Diffraksjon i krystaller Resiprokt gitter Wigner Seitz-celle Brillouin-sone Grunnstrukturfaktor Atomspredningsfaktor Typer bindinger i ... ... Wikipedia
Eksempler på ulike fysiske fenomener Fysikk (fra gammelgresk φύσις ... Wikipedia
- (PHP), ofte også kalt høyenergifysikk eller subnukleær fysikk, en gren av fysikken som studerer strukturen og egenskapene til elementærpartikler og deres interaksjoner. Innhold 1 Teoretisk FEF ... Wikipedia
Resultatet av en kollisjon av gullioner med en energi på 100 GeV, registrert av STAR-detektoren ved den tunge relativistiske ionekollideren RHIC. Tusenvis av linjer representerer banene til partikler produsert i en enkelt kollisjon. Elementærpartikkelfysikk (EPP), ... ... Wikipedia
I. Fysikkens emne og struktur Fysikk er en vitenskap som studerer de enkleste og samtidig de mest generelle lovene for naturfenomener, materiens egenskaper og struktur og bevegelseslovene. Derfor ligger begrepene F. og andre lover til grunn for alt... ... Stor sovjetisk leksikon
Fysikk av kondensert materie er en stor gren av fysikk som studerer oppførselen til komplekse systemer (det vil si systemer med et stort antall frihetsgrader) med sterk kobling. Det grunnleggende trekk ved utviklingen av slike systemer er at dens (evolusjon ... Wikipedia
Bøker
- , M. Lomonosov. Gjengitt i den originale forfatterens skrivemåte av 1746-utgaven (St. Petersburg forlag). I…
- Wolffian eksperimentell fysikk, M. Lomonosov. Denne boken vil bli produsert i samsvar med din bestilling ved hjelp av Print-on-Demand-teknologi. Gjengitt i den originale forfatterens skrivemåte fra 1746-utgaven (St. Petersburg forlag...
I kjernen er fysikk en eksperimentell vitenskap: alle dens lover og teorier er basert og er avhengige av eksperimentelle data. Imidlertid er det ofte nye teorier som motiverer eksperimenter og som et resultat ligger til grunn for nye oppdagelser. Derfor er det vanlig å skille mellom eksperimentell og teoretisk fysikk.
Eksperimentell fysikk studerer naturfenomener under tidligere forberedte forhold. Dens oppgaver inkluderer oppdagelse av tidligere ukjente fenomener, bekreftelse eller tilbakevisning av fysiske teorier. Mange fremskritt innen fysikk har blitt gjort gjennom den eksperimentelle oppdagelsen av fenomener som ikke er beskrevet av eksisterende teorier. For eksempel fungerte den eksperimentelle studien av den fotoelektriske effekten som en av premissene for etableringen av kvantemekanikk (selv om fødselen av kvantemekanikk anses å være fremveksten av Plancks hypotese, fremsatt av ham for å løse den ultrafiolette katastrofen - den paradoks i klassisk teoretisk strålingsfysikk).
Oppgavene til teoretisk fysikk inkluderer formulering av generelle naturlover og forklaring av ulike fenomener på grunnlag av disse lovene, samt forutsigelse av hittil ukjente fenomener. Nøyaktigheten til enhver fysisk teori verifiseres eksperimentelt: hvis de eksperimentelle resultatene faller sammen med spådommene til teorien, anses den som tilstrekkelig (beskriver det gitte fenomenet ganske nøyaktig).
Når man studerer ethvert fenomen, er eksperimentelle og teoretiske aspekter like viktige.
Isaac Newton var opphavet til teoretisk fysikk. For å forklare hvorfor planetene beveger seg i ellipser med et brennpunkt ved Sola og hvorfor kubene av baneradiusene er proporsjonale med kvadratene i deres omløpsperiode, foreslo han at det mellom to masser er en kraft proporsjonal med produktet deres og omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden mellom kroppene. Newton formulerte de grunnleggende lovene for klassisk mekanikk. Han overvant enorme matematiske vanskeligheter for den tiden og fikk en kvantitativ forklaring på planetenes bevegelse, beregnet forstyrrelser i Månens bevegelse under påvirkning av solen, bygget en teori om tidevann... Teoretisk fysikk begynte med at Newton snudde den ubeviste ideen om universell gravitasjon til en fysisk teori bekreftet av erfaring.
Den store teoretiske fysikeren i vårt århundre var Albert Einstein. Han skapte relativitetsteorien, som åpnet opp for et helt nytt begrep om rom-tid, med kun papir og blyant. Det viste seg at tiden flyter forskjellig i et stasjonært system og i et jevnt bevegelse. Einsteins formler ble bekreftet med stor nøyaktighet av resultatene fra eksperimenter de siste tiårene: raskt bevegelige ustabile partikler, som pi-mesons eller myoner, forfaller langsommere enn stasjonære.
Fysikk - eksperimentell vitenskap. I verkene til Galileo, Newton og andre forskere ble hovedmetoden etablert: enhver prediksjon av teorien må bekreftes av erfaring. I XVII, XVIII og til og med XIX århundrer. de samme personene utførte den teoretiske analysen og testet selv konklusjonene sine eksperimentelt. Men på 1900-tallet. Den raske akkumuleringen av kunnskap, utviklingen av teknologi, alt som kalles den vitenskapelige og teknologiske revolusjonen, førte til at det ble umulig for en person å lage teorier og utføre eksperimenter.
Det var en inndeling av fysikere i teoretikere og eksperimentelle. Selvfølgelig er det ingen regler uten unntak, og noen ganger utfører teoretikere eksperimenter, og eksperimenter gjør teori. Men hvert år blir det færre og færre slike unntak.
Nå har eksperimentatorer komplekst og kraftig utstyr i hendene: akseleratorer, atomreaktorer, ultrahøyvakuumteknologi, dypkjøling og selvfølgelig elektronikk. Det har fullstendig transformert opplevelsens muligheter, og dette kan illustreres med dette eksemplet.
På begynnelsen av dette århundret registrerte E. Rutherford og hans samarbeidspartnere alfapartikler i sine eksperimenter ved å bruke en sinksulfidskjerm og et mikroskop. Da hver partikkel traff skjermen, produserte skjermen et svakt lysglimt som kunne sees gjennom et mikroskop. Før forsøket startet, måtte forskerne sitte i mørket i timevis for å skjerpe følsomheten i øynene. Maksimalt antall pulser som kunne telles var to eller tre per sekund. Etter noen minutter ble øynene mine slitne.
Og nå er spesielle elektroniske enheter - fotomultiplikatorer - i stand til å skille og transformere mye svakere lysglimt til elektriske impulser. De klarer å telle titalls og hundretusenvis av pulser per sekund. Og ikke bare telle. Spesielle kretser, som bruker formen til en elektrisk puls (gjentar en lys), gir informasjon om energi, ladning, til og med typen partikkel. Denne informasjonen lagres og behandles av høyhastighets datamaskiner.
Det bør bemerkes at eksperimentell fysikk har et dobbelt forhold til teknologi. På den ene siden, fysikk, oppdager fortsatt ukjente områder, som elektrisitet, atomenergi, lasere, gradvis mestrer dem og overfører dem i hendene på ingeniører. På den annen side, etter at teknologien har skapt de riktige instrumentene og til og med nye industrier, begynner eksperimentell fysikk å bruke disse instrumentene når de setter opp eksperimenter. Og dette lar henne trenge dypere inn i materiens hemmeligheter.
Moderne metoder for å utføre eksperimenter krever deltakelse av et helt team av eksperimenter.
Den eksperimentelle studien kan deles inn i tre deler: forberedelse, måling og bearbeiding av resultater.
Når ideen om et eksperiment er født, blir muligheten for implementering, opprettelsen av en ny installasjon eller omarbeiding av en gammel, på agendaen. På dette stadiet er det nødvendig å utvise maksimal forsiktighet.
«Jeg har alltid lagt stor vekt på måten opplevelsen ble unnfanget og iscenesatt på. Selvfølgelig må vi gå ut fra en bestemt, forhåndsgjennomtenkt idé; men når det er mulig, bør erfaring la maksimalt antall vinduer være åpne slik at et uforutsett fenomen kan observeres», skrev den fremragende franske fysikeren F. Joliot-Curie.
Når du designer og produserer en installasjon, kommer spesialiserte designbyråer, verksteder og noen ganger store fabrikker til hjelp for eksperimentatoren. Ferdige enheter og blokker er mye brukt. Likevel faller det viktigste arbeidet til fysikere: opprettelsen av de enhetene som er unike og som noen ganger aldri har blitt brukt noe annet sted. Derfor har fremragende eksperimentelle fysikere alltid vært veldig gode ingeniører.
Når installasjonen er montert, er det på tide å gjennomføre kontrolleksperimenter. Resultatene deres tjener til å kontrollere ytelsen til utstyret og bestemme dets egenskaper.
Og så begynner hovedmålingene, som noen ganger kan vare veldig lenge. Det ble satt en slags rekord ved registrering av solnøytrinoer – målinger varte i 15 år.
Å behandle resultatene er også langt fra enkelt. Det er områder innen eksperimentell fysikk der prosessering er tyngdepunktet for hele eksperimentet, for eksempel behandling av bilder tatt i et boblekammer. Kameraene er installert i banen til stråler fra verdens største akseleratorer. I dem dannes en kjede av bobler på sporet av en flygende partikkel. Stien blir synlig og kan fotograferes. Kameraet produserer titusenvis av bilder per dag. Inntil nylig (og nå har automatisering kommet til unnsetning) hundrevis av laboratorieassistenter satt ved visningsbord ved projeksjonsmikroskoper og foretok det første utvalget av fotografier. Da kom automatiserte installasjoner og datamaskiner i drift. Og etter alt dette fikk forskerne den nødvendige informasjonen, kunne bygge grafer og gjøre beregninger.
Sovjetiske eksperimenter har noe å være stolte av. Før revolusjonen var det bare noen få dusin seriøst arbeidende fysikere i Russland. De fleste av dem drev forskning i uegnede lokaler og med hjemmelagde instrumenter. Derfor kan oppdagelsene i verdensklasse gjort av P. N. Lebedev (lett trykk), A. G. Stoletov (forskning på den fotoelektriske effekten) kalles en ekte bragd.
Vår eksperimentelle fysikk ble grunnlagt under de vanskelige forholdene under de første årene av sovjetmakten. Det ble opprettet gjennom innsatsen til slike forskere som A.F. Ioffe, S.I. Vavilov og en rekke andre. De var eksperimentatorer, lærere og arrangører av vitenskap. Elevene deres og elevene til elevene deres glorifiserte russisk fysikk. Vavilov-Cherenkov-stråling (se Vavilov-Cherenkov-effekten), superfluiditet, Raman-spredning, lasere - å liste opp bare de største funnene til sovjetiske forskere kan ta mange sider.
Utviklingen av eksperimentell fysikk er ikke som en jevn og slitt vei. Gjennom arbeidet til mange mennesker akkumuleres observasjoner, eksperimenter og beregninger gjøres. Men før eller siden gjennomgår den gradvise veksten av vår kunnskap et kraftig sprang. Det er en oppdagelse. Mye av det alle er så vant til, fremstår i et helt annet lys. Og vi må supplere, gjøre om, noen ganger skape ny teori, raskt gjennomføre nye eksperimenter.
Derfor sammenlignet mange fremragende forskere vitenskapens vei med en vei i fjellet. Den går ikke i en rett linje, og tvinger reisende til å klatre i bratte bakker, noen ganger trekke seg tilbake, for til slutt å nå toppen. Og så, fra de overvunnede høydene, åpner det seg nye topper og nye stier.
[[K:Wikipedia:Artikler uten kilder (land: Lua-feil: callParserFunction: funksjonen "#property" ble ikke funnet. )]][[K:Wikipedia:Artikler uten kilder (land: Lua-feil: callParserFunction: funksjonen "#property" ble ikke funnet. )]]
Eksperimentell fysikk- en måte å kjenne naturen på, som består i å studere naturfenomener under spesielt forberedte forhold. I motsetning til teoretisk fysikk, som studerer matematiske modeller av naturen, er eksperimentell fysikk designet for å studere naturen selv.
Det er uenighet med resultatet av eksperimentet som er kriteriet for feilslutningen til en fysisk teori, eller mer presist, teoriens uanvendelighet i vår verden. Det motsatte utsagnet er ikke sant: samsvar med eksperimentet kan ikke være bevis på teoriens riktighet (anvendbarhet). Det vil si at hovedkriteriet for levedyktigheten til en fysisk teori er verifisering ved eksperiment.
Denne nå åpenbare rollen til eksperimentet ble realisert bare av Galileo og senere forskere, som gjorde konklusjoner om egenskapene til verden basert på observasjoner av oppførselen til objekter under spesielle forhold, det vil si at de utførte eksperimenter. Legg merke til at dette er helt motsatt, for eksempel til tilnærmingen til de gamle grekerne: bare refleksjon syntes for dem å være kilden til sann kunnskap om verdens struktur, og "sanseopplevelse" ble ansett som gjenstand for en rekke bedrag og usikkerheter , og kunne derfor ikke gjøre krav på sann kunnskap.
Ideelt sett bør eksperimentell fysikk bare gi beskrivelse resultater av eksperimentet, uten noen tolkninger. I praksis er dette imidlertid ikke mulig. Tolkning av resultatene av et mer eller mindre komplekst eksperiment er uunngåelig avhengig av at vi har en forståelse av hvordan alle elementene i det eksperimentelle oppsettet oppfører seg. En slik forståelse kan på sin side ikke annet enn å stole på noen teorier. Således kan eksperimenter i akseleratorfysikk av elementærpartikler - en av de mest komplekse i all eksperimentell fysikk - tolkes som en reell studie av egenskapene til elementærpartikler først etter de mekaniske og elastiske egenskapene til alle detektorelementene og deres respons på elektriske og magnetiske felt, egenskaper til restgasser i et vakuumkammer, elektrisk feltfordeling og ionedrift i proporsjonale kamre, ioniseringsprosesser av materie, etc.1
Skriv en anmeldelse om artikkelen "Eksperimentell fysikk"
Et utdrag som karakteriserer eksperimentell fysikk
Da visste jeg fortsatt ingenting om klinisk død eller om de lysende tunnelene som dukket opp under den. Men det som skjedde etterpå var veldig likt alle de historiene om kliniske dødsfall som jeg mye senere klarte å lese i forskjellige bøker, som allerede bodde i det fjerne Amerika...Jeg følte at hvis jeg ikke pustet luft nå, ville lungene mine rett og slett sprekke og jeg ville sannsynligvis dø. Det ble veldig skummelt, synet mitt ble mørkt. Plutselig blinket et lysende glimt i hodet mitt, og alle følelsene mine forsvant et sted... En blendende lys, gjennomsiktig blå tunnel dukket opp, som om den var helt vevd av små bevegelige sølvstjerner. Jeg svevde stille inne i ham, og følte verken kvelning eller smerte, bare mentalt overrasket over den ekstraordinære følelsen av absolutt lykke, som om jeg endelig hadde funnet stedet for min etterlengtede drøm. Det var veldig rolig og godt. Alle lyder forsvant, jeg ville ikke bevege meg. Kroppen ble veldig lett, nesten vektløs. Mest sannsynlig, i det øyeblikket holdt jeg rett og slett på å dø...
Jeg så noen veldig vakre, lysende, gjennomsiktige menneskeskikkelser sakte og jevnt nærme seg meg gjennom tunnelen. De smilte alle varmt, som om de ropte meg for å bli med dem... Jeg rakte allerede ut hånden til dem... da plutselig en enorm lysende palme dukket opp fra et sted, grep meg nedenfra og begynte som et sandkorn. for å raskt løfte meg til overflaten. Hjernen min eksploderte av bruset av skarpe lyder, som om en beskyttende skillevegg plutselig hadde sprengt i hodet mitt... Jeg ble kastet ut til overflaten som en ball... og overdøvet av en ekte foss av farger, lyder og sensasjoner, som av en eller annen grunn nå ble oppfattet av meg mye lysere enn det var vanlig.
Det var skikkelig panikk i fjæra... Naboguttene, som ropte noe, viftet uttrykksfullt med armene og pekte i min retning. Noen prøvde å trekke meg til tørt land. Og så fløt alt, virvlet i en slags vanvittig boblebad, og min stakkars, overanstrengte bevissthet fløt bort til fullstendig stillhet... Da jeg gradvis «kom til fornuft», sto gutta rundt meg med store øyne av skrekk, og alle sammen lignet på en eller annen måte identiske skremte ugler... Det var tydelig at hele denne tiden var de nesten i skikkelig panikksjokk, og tilsynelatende hadde de allerede mentalt "begravet" meg. Jeg prøvde å forfalske et smil, og fortsatt kvalt av det varme elvevannet, presset jeg så vidt ut at alt var bra med meg, selv om jeg naturligvis ikke var i noen form for øyeblikket.