Historia wielkich odkryć w fizyce. Wielcy fizycy i ich odkrycia

Podczas swoich eksperymentów Galileusz odkrył, że ciężkie przedmioty spadają szybciej niż lekkie ze względu na mniejszy opór powietrza: powietrze bardziej przeszkadza lekkiemu obiektowi niż ciężkiemu.

Decyzja Galileusza o przetestowaniu praw Arystotelesa była punktem zwrotnym w nauce i zapoczątkowała eksperymentalne sprawdzanie wszystkich ogólnie przyjętych praw. Eksperymenty Galileusza ze spadającymi ciałami doprowadziły do wstępnego zrozumienia przyspieszenia grawitacyjnego.

Uniwersalna grawitacja

Mówią, że pewnego dnia Newton siedział pod jabłonią w ogrodzie i odpoczywał. Nagle zobaczył jabłko spadające z gałęzi. To proste wydarzenie sprawiło, że zaczął się zastanawiać, dlaczego jabłko spadło, podczas gdy księżyc cały czas pozostawał na niebie. W tym momencie w mózgu młodego Newtona dokonało się odkrycie: zdał sobie sprawę, że na jabłko i księżyc działa jedna siła grawitacji.

Newton wyobrażał sobie, że na cały sad działa siła przyciągająca gałęzie i jabłka. Co ważniejsze, rozszerzył tę moc aż na Księżyc. Newton zdał sobie sprawę, że siła grawitacji jest wszędzie, nikt wcześniej o tym nie pomyślał.

Zgodnie z tym prawem grawitacja oddziałuje na wszystkie ciała we wszechświecie, w tym na jabłka, księżyce i planety. Siła grawitacji dużego ciała, takiego jak Księżyc, może powodować zjawiska takie jak przypływy i odpływy oceanów na Ziemi.

Woda w tej części oceanu, która jest bliżej Księżyca, ulega większemu przyciąganiu, dlatego można powiedzieć, że Księżyc przyciąga wodę z jednej części oceanu do drugiej. A ponieważ Ziemia obraca się w przeciwnym kierunku, woda zatrzymana przez Księżyc trafia dalej niż zwykłe brzegi.

Wielkim odkryciem naukowym było zrozumienie przez Newtona, że każdy obiekt ma swoją siłę przyciągania. Jednak jego dzieło nie zostało jeszcze ukończone.

Prawa ruchu

Weźmy na przykład hokej. Uderzasz krążek kijem, a on ślizga się po lodzie. To jest pierwsze prawo: pod wpływem siły obiekt porusza się. Gdyby nie było tarcia z lodem, krążek ślizgałby się w nieskończoność. Kiedy uderzasz krążek kijem, nadajesz mu przyspieszenie.

Drugie prawo głosi, że przyspieszenie jest wprost proporcjonalne do przyłożonej siły i odwrotnie proporcjonalne do masy ciała.

I zgodnie z trzecim prawem, po uderzeniu krążek działa na kij z taką samą siłą, jak kij na krążek, tj. Siła akcji jest równa sile reakcji.

Prawa ruchu Newtona były odważną decyzją wyjaśniającą mechanikę funkcjonowania Wszechświata, stały się podstawą fizyki klasycznej.

Druga zasada termodynamiki

Nauka o termodynamice to nauka o przetwarzaniu ciepła na energię mechaniczną. Cała technologia zależała od niego podczas rewolucji przemysłowej.

Energię cieplną można przekształcić w energię ruchu, na przykład obracając wał korbowy lub turbinę. Najważniejsze jest, aby wykonać jak najwięcej pracy przy jak najmniejszej ilości paliwa. Jest to najbardziej opłacalne, dlatego ludzie zaczęli studiować zasady działania silników parowych.

Wśród tych, którzy badali tę kwestię, był niemiecki naukowiec. W 1865 roku sformułował drugą zasadę termodynamiki. Zgodnie z tym prawem podczas jakiejkolwiek wymiany energii, na przykład podczas podgrzewania wody w kotle parowym, część energii jest tracona. Clausius ukuł słowo entropia, aby wyjaśnić ograniczoną wydajność silników parowych. Część energii cieplnej jest tracona podczas konwersji na energię mechaniczną.

To stwierdzenie zmieniło nasze rozumienie funkcjonowania energii. Nie ma silnika cieplnego o 100% sprawności. Kiedy prowadzisz samochód, tylko 20% energii benzyny jest faktycznie zużywane na ruch. Gdzie idzie reszta? Do ogrzewania powietrza, asfaltu i opon. Cylindry w bloku silnika nagrzewają się i zużywają, a części rdzewieją. Aż przykro pomyśleć, jak marnotrawne są takie mechanizmy.

Chociaż podstawą rewolucji przemysłowej była druga zasada termodynamiki, kolejne wielkie odkrycie wprowadziło świat w nowy, nowoczesny stan.

Elektromagnetyzm

Naukowcy nauczyli się wytwarzać siłę magnetyczną za pomocą energii elektrycznej, przepuszczając prąd przez skręcony drut. W rezultacie powstał elektromagnes. Po przyłożeniu prądu powstaje pole magnetyczne. Brak napięcia - brak pola.

Generator elektryczny w najprostszej postaci to cewka z drutu umieszczona pomiędzy biegunami magnesu. Michael Faraday odkrył, że gdy magnes i drut znajdują się blisko siebie, przez drut płynie prąd. Wszystkie generatory elektryczne działają na tej zasadzie.

Faraday prowadził notatki na temat swoich eksperymentów, ale je szyfrował. Zostały one jednak docenione przez fizyka Jamesa Clerka Maxwella, który wykorzystał je do lepszego zrozumienia zasad elektromagnetyzm. Maxwell pozwolił ludzkości zrozumieć, w jaki sposób prąd jest rozprowadzany na powierzchni przewodnika.

Jeśli chcesz wiedzieć, jak wyglądałby świat bez odkryć Faradaya i Maxwella, wyobraź sobie, że nie byłoby elektryczności: nie byłoby radia, telewizji, telefonów komórkowych, satelitów, komputerów i wszelkich środków komunikacji. Wyobraź sobie, że jesteś w XIX wieku, bo bez elektryczności to właśnie byś był.

Dokonując swoich odkryć, Faraday i Maxwell nie mogli wiedzieć, że ich praca zainspirowała pewnego młodego człowieka do odkrycia tajemnic światła i poszukiwania jego związku z największą mocą Wszechświata. Tym młodym człowiekiem był Albert Einstein.

Teoria względności

Einstein powiedział kiedyś, że wszystkie teorie należy wyjaśniać dzieciom. Jeśli nie rozumieją wyjaśnienia, teoria nie ma sensu. Jako dziecko Einstein przeczytał kiedyś książkę dla dzieci o elektryczności, gdy ta dopiero się pojawiała, i prosty telegraf wydawał mu się cudem. Książka ta została napisana przez niejakiego Bernsteina, w której zachęca czytelnika, aby wyobraził sobie siebie jadącego wewnątrz drutu wraz z sygnałem. Można powiedzieć, że właśnie wtedy w głowie Einsteina zrodziła się jego rewolucyjna teoria.

Jako młodzieniec, zainspirowany wrażeniami z tej książki, Einstein wyobraził sobie, że porusza się ze snopem światła. Rozważał tę myśl przez 10 lat, włączając w swoje myśli pojęcia światła, czasu i przestrzeni.

W świecie opisywanym przez Newtona czas i przestrzeń były od siebie oddzielone: kiedy na Ziemi była godzina 10 rano, wtedy na Wenus, na Jowiszu i w całym Wszechświecie była ta sama godzina. Czas był czymś, co nigdy się nie zmieniało ani nie zatrzymywało. Ale Einstein postrzegał czas inaczej.

Czas to rzeka, która wije się wokół gwiazd, zwalniając i przyspieszając. A jeśli przestrzeń i czas mogą się zmienić, wówczas nasze poglądy na temat atomów, ciał i Wszechświata w ogóle się zmienią!

Einstein zademonstrował swoją teorię za pomocą tak zwanych eksperymentów myślowych. Najbardziej znanym z nich jest „paradoks bliźniaków”. Mamy więc dwóch bliźniaków, z których jeden leci w kosmos na rakiecie. Ponieważ leci niemal z prędkością światła, czas w niej zwalnia. Po powrocie tego bliźniaka na Ziemię okazuje się, że jest młodszy od tego, który pozostał na planecie. Zatem czas płynie inaczej w różnych częściach Wszechświata. To zależy od prędkości: im szybciej się poruszasz, tym wolniej płynie dla Ciebie czas.

Eksperyment ten jest w pewnym stopniu przeprowadzany z astronautami na orbicie. Jeśli dana osoba znajduje się w kosmosie, czas płynie dla niego wolniej. Czas płynie wolniej na stacji kosmicznej. Zjawisko to dotyczy także satelitów. Weźmy na przykład satelity GPS: pokazują Twoją pozycję na planecie z dokładnością do kilku metrów. Satelity poruszają się po Ziemi z prędkością 29 000 km/h, zatem obowiązują ich postulaty teorii względności. Należy to wziąć pod uwagę, ponieważ jeśli zegar w kosmosie będzie chodził wolniej, synchronizacja z czasem ziemskim zostanie utracona, a system GPS nie będzie działał.

E=mc2

To prawdopodobnie najsłynniejsza formuła na świecie. W teorii względności Einstein udowodnił, że po osiągnięciu prędkości światła warunki życia ciała zmieniają się w niewyobrażalny sposób: czas zwalnia, przestrzeń kurczy się, a masa wzrasta. Im większa prędkość, tym większa masa ciała. Pomyśl tylko, energia ruchu powoduje, że jesteś cięższy. Masa zależy od prędkości i energii. Einstein wyobraził sobie latarkę emitującą wiązkę światła. Wiadomo dokładnie, ile energii wydobywa się z latarki. Jednocześnie pokazał, że latarka stała się lżejsza, tj. stało się jaśniejsze, gdy zaczęło emitować światło. Oznacza to E - energia latarki zależy od m - masy w proporcji równej c 2. To proste.

Wzór ten pokazał również, że mały obiekt może zawierać ogromną energię. Wyobraź sobie, że rzucono ci piłkę baseballową, a ty ją łapiesz. Im mocniej zostanie rzucony, tym więcej będzie miał energii.

A teraz o stanie spoczynku. Kiedy Einstein wyprowadzał swoje wzory, odkrył, że nawet w spoczynku ciało ma energię. Obliczając tę wartość za pomocą wzoru, zobaczysz, że energia jest naprawdę ogromna.

Odkrycie Einsteina było ogromnym skokiem naukowym. Było to pierwsze spojrzenie na potęgę atomu. Zanim naukowcy zdążyli w pełni zrozumieć to odkrycie, wydarzyła się następna rzecz, która ponownie wszystkich zszokowała.

Teoria kwantowa

Skok kwantowy jest najmniejszym możliwym skokiem w przyrodzie, a jednak jego odkrycie było największym przełomem w myśli naukowej.

Cząstki subatomowe, takie jak elektrony, mogą przemieszczać się z jednego punktu do drugiego, nie zajmując przestrzeni między nimi. W naszym makrokosmosie jest to niemożliwe, ale na poziomie atomowym takie jest prawo.

Teoria kwantowa pojawiła się na samym początku XX wieku, kiedy nastąpił kryzys fizyki klasycznej. Odkryto wiele zjawisk, które są sprzeczne z prawami Newtona. Madame Curie na przykład odkryła rad, który sam świeci w ciemności; energia została pobrana znikąd, co jest sprzeczne z prawem zachowania energii. W 1900 roku ludzie wierzyli, że energia jest ciągła, a elektryczność i magnetyzm można dzielić na absolutnie dowolne części w nieskończoność. A wielki fizyk Max Planck odważnie stwierdził, że energia istnieje w określonych objętościach – kwantach.

Jeśli wyobrazimy sobie, że światło istnieje tylko w tych objętościach, wówczas wiele zjawisk nawet na poziomie atomowym stanie się jasnych. Energia jest uwalniana sekwencyjnie i w określonej ilości, nazywa się to efekt kwantowy i oznacza, że energia ma charakter falowy.

Wtedy pomyśleli, że Wszechświat został stworzony w zupełnie inny sposób. Atom wyobrażano sobie jako coś przypominającego kulę do kręgli. W jaki sposób piłka może mieć właściwości falowe?

W 1925 roku austriacki fizyk w końcu wymyślił równanie falowe opisujące ruch elektronów. Nagle stało się możliwe zajrzenie do wnętrza atomu. Okazuje się, że atomy są zarówno falami, jak i cząstkami, ale jednocześnie nietrwałymi.

Czy można obliczyć możliwość rozbicia się człowieka na atomy i zmaterializowania się po drugiej stronie muru? Brzmi absurdalnie. Jak możesz obudzić się rano i znaleźć się na Marsie? Jak zasnąć i obudzić się na Jowiszu? Jest to niemożliwe, ale prawdopodobieństwo tego jest całkiem możliwe do obliczenia. Prawdopodobieństwo to jest bardzo niskie. Aby tak się stało, człowiek musiałby przetrwać we Wszechświecie, ale w przypadku elektronów dzieje się to cały czas.

Wszystkie współczesne „cuda”, takie jak promienie laserowe i mikrochipy, działają na zasadzie tego, że elektron może znajdować się w dwóch miejscach jednocześnie. Jak to jest możliwe? Nie wiesz, gdzie dokładnie znajduje się obiekt. Stało się to tak trudną przeszkodą, że nawet Einstein porzucił studiowanie teorii kwantów, stwierdził, że nie wierzy w to, że Bóg gra w kości we Wszechświecie.

Pomimo całej dziwności i niepewności teoria kwantowa pozostaje naszym najlepszym jak dotąd zrozumieniem świata subatomowego.

Natura światła

Starożytni zastanawiali się: z czego składa się Wszechświat? Wierzyli, że składa się z ziemi, wody, ognia i powietrza. Ale jeśli tak jest, to czym jest światło? Nie można go umieścić w naczyniu, nie można go dotknąć, nie można go poczuć, jest bezkształtny, ale jest obecny wszędzie wokół nas. Jest wszędzie i nigdzie jednocześnie. Wszyscy widzieli światło, ale nie wiedzieli, co to było.

Fizycy próbują odpowiedzieć na to pytanie od tysięcy lat. Największe umysły, począwszy od Izaaka Newtona, pracowały nad poszukiwaniem natury światła. Sam Newton użył światła słonecznego podzielonego przez pryzmat, aby pokazać wszystkie kolory tęczy w jednej wiązce. Oznaczało to, że światło białe składa się z promieni wszystkich kolorów tęczy.

Newton pokazał, że kolory czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygo i fioletowy można połączyć w białe światło. To doprowadziło go do pomysłu, że światło dzieli się na cząstki, które nazwał korpuskułami. Tak pojawił się pierwszy teoria światła– korpuskularny.

Wyobraźcie sobie fale morskie: każdy wie, że gdy jedna z fal zderza się z drugą pod pewnym kątem, obie fale mieszają się. Jung zrobił to samo ze światłem. Upewnił się, że światło z dwóch źródeł przecinało się i skrzyżowanie było dobrze widoczne.

Zatem istniały wszystkie dwie teorie światła: korpuskularna teoria Newtona i teoria fal Younga. A potem Einstein przeszedł do rzeczy i stwierdził, że być może obie teorie mają sens. Newton wykazał, że światło ma właściwości cząstek, a Young pokazał, że światło może mieć właściwości falowe. Wszystko to są dwie strony tej samej rzeczy. Weźmy na przykład słonia: jeśli złapiesz go za trąbę, pomyślisz, że to wąż, a jeśli złapiesz za nogę, pomyślisz, że to drzewo, ale w rzeczywistości słoń ma cechy obu. Einstein wprowadził tę koncepcję dualizm światła, tj. światło ma właściwości zarówno cząstek, jak i fal.

Aby zobaczyć świat takim, jaki znamy dzisiaj, potrzeba było pracy trzech geniuszy na przestrzeni trzech stuleci. Bez ich odkryć nadal moglibyśmy żyć we wczesnym średniowieczu.

Neutron

Atom jest tak mały, że trudno go sobie wyobrazić. Jedno ziarnko piasku zawiera 72 tryliony atomów. Odkrycie atomu doprowadziło do kolejnego odkrycia.

O istnieniu atomu ludzie wiedzieli już 100 lat temu. Myśleli, że elektrony i protony są w nim równomiernie rozmieszczone. Nazywano to modelem „budyniu z rodzynkami”, ponieważ sądzono, że elektrony są rozmieszczone w atomie jak rodzynki w budyniu.

Na początku XX wieku przeprowadził eksperyment, aby lepiej poznać budowę atomu. Skierował radioaktywne cząstki alfa na złotą folię. Chciał wiedzieć, co się stanie, gdy cząstki alfa zderzą się ze złotem. Naukowiec nie spodziewał się niczego specjalnego, gdyż sądził, że większość cząstek alfa przejdzie przez złoto bez odbicia i zmiany kierunku.

Jednak wynik był nieoczekiwany. Według niego było to równoznaczne z wystrzeleniem pocisku kal. 380 mm w kawałek materii i pocisk odbiłby się od niego. Niektóre cząstki alfa natychmiast odbiły się od złotej folii. Mogłoby to nastąpić tylko wtedy, gdyby wewnątrz atomu znajdowała się niewielka ilość gęstej materii, a nie rozproszona jak rodzynki w budyniu. Rutherford nazwał tę małą ilość substancji rdzeń.

Chadwick przeprowadził eksperyment, który wykazał, że jądro składa się z protonów i neutronów. W tym celu zastosował bardzo sprytną metodę rozpoznawania. Aby przechwycić cząstki powstałe w procesie radioaktywnym, Chadwick użył stałej parafiny.

Nadprzewodniki

Fermilab posiada jeden z największych na świecie akceleratorów cząstek. To 7-kilometrowy podziemny pierścień, w którym cząstki subatomowe rozpędzane są do prędkości niemal prędkości światła, a następnie zderzają się. Stało się to możliwe dopiero po pojawieniu się nadprzewodników.

Nadprzewodniki odkryto około 1909 roku. Holenderski fizyk jako pierwszy odkrył, jak zamienić hel z gazu w ciecz. Następnie mógł użyć helu jako cieczy zamrażającej, ale chciał zbadać właściwości materiałów w bardzo niskich temperaturach. W tamtym czasie ludzie byli zainteresowani tym, jak opór elektryczny metalu zależy od temperatury – czy rośnie, czy spada.

Do eksperymentów używał rtęci, którą umiał dobrze oczyścić. Umieścił go w specjalnym aparacie, wkraplając do ciekłego helu w zamrażarce, obniżając temperaturę i mierząc rezystancję. Odkrył, że im niższa temperatura, tym niższy opór, a gdy temperatura osiągnęła minus 268°C, opór spadł do zera. W tej temperaturze rtęć przewodziłaby prąd elektryczny bez utraty lub zakłócenia przepływu. Nazywa się to nadprzewodnictwem.

Nadprzewodniki umożliwiają przepływ prądu elektrycznego bez utraty energii. W Fermilabie wykorzystuje się je do wytwarzania silnego pola magnetycznego. Magnesy są potrzebne, aby protony i antyprotony mogły poruszać się w fasotronie i ogromnym pierścieniu. Ich prędkość jest prawie równa prędkości światła.

Akcelerator cząstek w Fermilab wymaga niezwykle potężnej mocy. Co miesiąc potrzeba miliona dolarów na energię elektryczną, aby schłodzić nadprzewodniki do temperatury minus 270°C, kiedy rezystancja spada do zera.

Teraz głównym zadaniem jest znalezienie nadprzewodników, które działałyby w wyższych temperaturach i wymagałyby mniejszych kosztów.

Na początku lat 80. grupa badaczy ze szwajcarskiego oddziału IBM odkryła nowy typ nadprzewodnika, który ma zerową rezystancję w temperaturach o 100°C wyższych niż zwykle. Oczywiście 100 stopni powyżej zera absolutnego nie jest tą samą temperaturą, co temperatura w Twojej zamrażarce. Musimy znaleźć materiał, który w zwykłej temperaturze pokojowej byłby nadprzewodnikiem. Byłby to największy przełom, który stałby się rewolucją w świecie nauki. Wszystko, co obecnie zasilane jest energią elektryczną, stałoby się znacznie wydajniejsze. Wraz z rozwojem akceleratorów, które potrafią rozbijać cząstki subatomowe z prędkością światła, człowiek zdał sobie sprawę z istnienia dziesiątek innych cząstek, na które rozbite zostały atomy. Fizycy zaczęli nazywać to wszystko „zoo cząstek”.

Amerykański fizyk Murray Gell-Man zauważył wzór w wielu nowo odkrytych cząsteczkach „zoo”. Podzielił cząstki na grupy według wspólnych cech. Po drodze wyizolował najmniejsze składniki jądra atomowego, z których składają się same protony i neutrony.

Odkrycie kwarków przez Gell-Manna było dla cząstek subatomowych tym, czym układ okresowy był dla pierwiastków chemicznych. Za swoje odkrycie w 1969 roku Murray Gell-Mann otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Jego klasyfikacja najmniejszych cząstek materialnych uporządkowała całe ich „zoo”.

Choć Gell-Manom był przekonany o istnieniu kwarków, nie sądził, że ktokolwiek faktycznie będzie w stanie je wykryć. Pierwszym potwierdzeniem słuszności jego teorii były udane eksperymenty jego kolegów przeprowadzone na akceleratorze liniowym Stanforda. Oddzielono w nim elektrony od protonów i wykonano makrofotografię protonu. Okazało się, że zawierał trzy kwarki.

Siły nuklearne

Nasze pragnienie znalezienia odpowiedzi na wszystkie pytania dotyczące Wszechświata zaprowadziło człowieka zarówno do wnętrza atomów, jak i kwarków, a także poza galaktykę. Odkrycie to jest efektem pracy wielu ludzi na przestrzeni wieków.

Po odkryciach Izaaka Newtona i Michaela Faradaya naukowcy uwierzyli, że w przyrodzie działają dwie główne siły: grawitacja i elektromagnetyzm. Ale w XX wieku odkryto jeszcze dwie siły, połączone jedną koncepcją - energią atomową. W ten sposób siły natury stały się cztery.

Każda siła działa w określonym spektrum. Grawitacja nie pozwala nam wylecieć w kosmos z prędkością 1500 km/h. Następnie mamy siły elektromagnetyczne – światło, radio, telewizję itp. Poza tym istnieją jeszcze dwie siły, których pole działania jest bardzo ograniczone: jest przyciąganie jądrowe, które nie pozwala na rozpad jądra, i jest energia jądrowa, która emituje radioaktywność i zakaża wszystko, a także, poprzez swoją drogą ogrzewa środek Ziemi, to dzięki niemu centrum naszej planety nie ostygło przez kilka miliardów lat – to efekt promieniowania pasywnego, które zamienia się w ciepło.

Jak wykryć promieniowanie pasywne? Jest to możliwe dzięki licznikom Geigera. Cząstki uwalniane podczas podziału atomu przemieszczają się do innych atomów, tworząc niewielkie wyładowanie elektryczne, które można zmierzyć. Po wykryciu, licznik Geigera klika.

Jak mierzyć przyciąganie jądrowe? Tutaj sytuacja jest trudniejsza, ponieważ to właśnie ta siła zapobiega rozpadowi atomu. Tutaj potrzebujemy rozdzielacza atomów. Trzeba dosłownie rozbić atom na kawałki, ktoś porównał ten proces do zrzucania pianina po schodach, aby zrozumieć zasadę jego działania na podstawie dźwięków, jakie wydaje fortepian uderzając o stopnie.(słaba siła, słaba interakcja) i energia jądrowa (silna siła, silna interakcja). Dwie ostatnie nazywane są siłami kwantowymi, a ich opisy można połączyć w coś, co nazywa się modelem standardowym. Może to być najbrzydsza teoria w historii nauki, ale rzeczywiście jest możliwa na poziomie subatomowym. Teoria modelu standardowego twierdzi, że jest najwyższa, ale to nie przeszkadza jej być brzydką. Z drugiej strony mamy grawitację – wspaniały, cudowny układ, jest piękny aż do łez – fizycy dosłownie płaczą, gdy widzą wzory Einsteina. Dążą do zjednoczenia wszystkich sił natury w jedną teorię i nazywają ją „teorią wszystkiego”. Połączyłaby wszystkie cztery moce w jedną supermoc, która istniała od zarania dziejów.

Nie wiadomo, czy kiedykolwiek uda nam się odkryć supermoc, która obejmowałaby wszystkie cztery podstawowe siły Natury i czy będziemy w stanie stworzyć fizyczną teorię Wszystkiego. Ale jedno jest pewne: każde odkrycie prowadzi do nowych badań, a człowiek – najbardziej ciekawy gatunek na planecie – nigdy nie przestanie dążyć do zrozumienia, poszukiwania i odkrywania.

Natalya Ladchenko, klasa 10, XI Liceum MAOU, Kaliningrad, 2013

Streszczenie o fizyce

Pobierać:

Zapowiedź:

Adnotacja.

Streszczenie „Przypadkowe odkrycie”.
Nominacja „Niesamowite jest w pobliżu”.

10 Liceum MAOU klasy „A” nr 11

W tym eseju szeroko omówiliśmy temat mający wpływ na prawa i odkrycia, w szczególności przypadkowe odkrycia w fizyce i ich związek z przyszłością człowieka. Temat ten wydał nam się bardzo interesujący, gdyż wypadki, które doprowadziły do wielkich odkryć naukowców, zdarzają się nam codziennie.
Pokazaliśmy, że prawa, w tym prawa fizyki, odgrywają niezwykle ważną rolę w przyrodzie. Podkreślili także ważną rzecz, że prawa natury sprawiają, że nasz Wszechświat jest poznawalny, pod warunkiem, że jest on podporządkowany potędze ludzkiego umysłu.

Rozmawiali także o tym, czym jest odkrycie i próbowali dokładniej opisać klasyfikację odkryć fizycznych.

Następnie opisali wszystkie odkrycia przykładami.

Rozważając przypadkowe odkrycia, powiedzieliśmy bardziej szczegółowo o ich znaczeniu w życiu ludzkości, o ich historii i autorach.
Aby dać pełniejszy obraz tego, jak doszło do nieoczekiwanych odkryć i co one teraz oznaczają, sięgnęliśmy do legend, obaleń odkryć, poezji i biografii autorów.

Dziś, studiując fizykę, temat ten jest istotny i interesujący dla badań. W trakcie badania przypadków odkryć stało się jasne, że czasami przełom w nauce zawdzięczamy błędowi, który wkradł się do obliczeń i eksperymentów naukowych, lub niezbyt przyjemnym cechom charakteru naukowców, na przykład zaniedbaniu i nieostrożności . Tak czy nie, możesz ocenić po przeczytaniu pracy.

Miejska autonomiczna placówka oświatowa miasta Kaliningradu, Gimnazjum nr 11.

Streszczenie z fizyki:

„Przypadkowe odkrycia w fizyce”

W kategorii „Niesamowite w pobliżu”.

Uczniowie klasy 10 „A”.
Kierownik: Bibikova I.N.

rok 2012

Wprowadzenie………………………………………………………....3 s.

Klasyfikacja odkryć……………………………………….3 s. 3

Przypadkowe odkrycia………………………………………………………..... 5 s.

Prawo powszechnego ciążenia………………………………… 5 stron.

Prawo wyporu ciał…………………………………………..11 s.

Elektryczność zwierząt…………………………………...15 s.

Ruchy Browna…………………………………………………17 s.

Radioaktywność……………………………………………………….18 s.

Nieprzewidziane odkrycia w życiu codziennym………20 s.

Kuchenka mikrofalowa……………………………………………22 strony.

Dodatek…………………………………………………24 strony.

Spis literatury……………………………25 stron.

Prawa natury - szkielet wszechświata. Stanowią dla niego podporę, nadają mu kształt i spajają. Wszystkie razem ucieleśniają zapierający dech w piersiach i majestatyczny obraz naszego świata. Jednak, co być może najważniejsze, prawa natury sprawiają, że nasz Wszechświat jest poznawalny, podległy potędze ludzkiego umysłu. W czasach, gdy przestajemy wierzyć w naszą zdolność kontrolowania rzeczy wokół nas, przypominają nam, że nawet najbardziej złożone systemy podlegają prostym prawom, które przeciętny człowiek jest w stanie zrozumieć.
Zakres obiektów we wszechświecie jest niezwykle szeroki - od gwiazd o masie trzydziestokrotnie większej od masy Słońca po mikroorganizmy, których nie można zobaczyć gołym okiem. Te obiekty i ich interakcje tworzą to, co nazywamy światem materialnym. W zasadzie każdy obiekt mógłby istnieć według własnego zbioru praw, jednak taki Wszechświat byłby chaotyczny i trudny do zrozumienia, choć logicznie jest to możliwe. A to, że nie żyjemy w tak chaotycznym wszechświecie, było w dużej mierze konsekwencją istnienia praw natury.

Ale jak powstają prawa? Co skłania człowieka do realizacji nowego wzoru, stworzenia nowego wynalazku, odkrycia czegoś zupełnie nieznanego itp.? To na pewno rewelacja. Odkrycia można dokonać w procesie obserwacji natury - pierwszy krok w stronę nauki, podczas eksperymentu, doświadczenia, obliczeń, a nawet... przez przypadek! Zaczniemy od tego, czym jest odkrycie.

Odkrycie i ustalenie nieznanych wcześniej obiektywnie istniejących wzorców, właściwości i zjawisk świata materialnego, wprowadzając zasadnicze zmiany w poziomie poznania. Odkrycie to propozycja naukowa stanowiąca rozwiązanie problemu poznawczego i będąca nowością w skali światowej. Domysły i hipotezy naukowe należy odróżniać od odkryć. Za odkrycie nie uważa się ustalenia pojedynczego faktu (czasami zwanego także odkryciem), obejmującego złoża geograficzne, archeologiczne, paleontologiczne, mineralne, a także sytuację z zakresu nauk społecznych.

Klasyfikacja odkryć naukowych.
Są odkrycia:

Powtarzane (w tym jednoczesne).

Przewidywane.

Nieprzewidziane (losowe).

Przedwczesny.

Opóźnieni.

Niestety, w tej klasyfikacji nie ma jednego bardzo ważnego działu – błędów, które stały się odkryciami.

Istnieje pewna kategoria przewidywany odkrycia. Ich pojawienie się wiąże się z dużą mocą predykcyjną nowego paradygmatu, który posłużył do ich prognoz przez ich twórców. Przewidywane odkrycia obejmują odkrycie satelitów Urana, odkrycie gazów szlachetnych, na podstawie przewidywań układu okresowego pierwiastków opracowanego przez Mendelejewa, przewidział je w oparciu o prawo okresowości. Odkrycie Plutona, odkrycie fal radiowych w oparciu o przewidywania Maxwella dotyczące istnienia innej fali, również należy do tej kategorii.

Z drugiej strony są bardzo ciekawenieprzewidzianylub jak nazywa się je przypadkowymi odkryciami. Ich opis był całkowitym zaskoczeniem dla społeczności naukowej. To odkrycie promieni rentgenowskich, prądu elektrycznego, elektronu... Odkrycia promieniotwórczości przez A. Becquerela w 1896 roku nie można było przewidzieć, ponieważ... dominowała niezmienna prawda o niepodzielności atomu.

Wreszcie istnieją tzw otulina odkryć, nie zostały one wdrożone z przypadkowego powodu, chociaż środowisko naukowe było na to gotowe. Przyczyną może być opóźnienie w uzasadnieniu teoretycznym. Teleskopy używano już w XIII wieku, ale potrzeba było 4 stuleci, aby zamiast jednej pary okularów użyć 4 par okularów i w ten sposób stworzyć teleskop.
Opóźnienie jest związane z charakterem właściwości technicznych. Tym samym pierwszy laser zaczął działać dopiero w 1960 roku, choć teoretycznie lasery mogły powstać zaraz po ukazaniu się pracy Einsteina na temat kwantowej teorii emisji wymuszonej.
Ruchy Browna to bardzo późne odkrycie. Wykonano go przy użyciu szkła powiększającego, choć od wynalezienia mikroskopu w 1608 roku minęło już 200 lat.

Oprócz powyższych odkryć są też odkrycia powtarzający się. W historii nauki większość fundamentalnych odkryć związanych z rozwiązaniem podstawowych problemów zostało dokonanych przez kilku naukowców, którzy pracując w różnych krajach, doszli do tych samych wyników. W nauce bada się powtarzające się odkrycia. R. Mertona i E. Barbera. Przeanalizowali 264 odnotowane historycznie przypadki ponownego otwarcia. Większość ze 179 to binarne, 51 to potrójne, 17 to czwartorzędowe, 6 to chinary, 8 to heksenary.

Szczególnie interesujące są przypadkijednoczesne odkrycia,to znaczy te przypadki, gdy odkrywcy dzieliły dosłownie godziny. Należą do nich teoria doboru naturalnego Karola Darwina i Wallace’a.

Przedwczesne odkrycia.Do takich odkryć dochodzi wówczas, gdy środowisko naukowe nie jest przygotowane na przyjęcie danego odkrycia i zaprzecza mu lub go nie zauważa. Bez zrozumienia odkrycia przez środowisko naukowe nie można go zastosować w badaniach stosowanych, a później w technologii. Należą do nich tlen, teoria Mendla.

Przypadkowe odkrycia.

Z danych historycznych staje się jasne: niektóre odkrycia i wynalazki są wynikiem żmudnej pracy kilku naukowców jednocześnie, innych odkryć naukowych dokonano zupełnie przez przypadek lub wręcz przeciwnie, hipotezy odkryć były utrzymywane przez wiele lat.
Jeśli mówimy o przypadkowych odkryciach, wystarczy przypomnieć dobrze znane jabłko, które spadło na jasną głowę Newtona, po czym odkrył powszechne ciążenie. Kąpiel Archimedesa skłoniła go do odkrycia prawa dotyczącego siły wyporu ciał zanurzonych w cieczy. A Alexander Fleming, który przypadkowo natknął się na pleśń, opracował penicylinę. Zdarza się również, że przełom w nauce zawdzięczamy błędowi, który wkradł się do obliczeń i eksperymentów naukowych, albo niezbyt przyjemnym cechom charakteru naukowców, na przykład zaniedbaniu i nieostrożności.

W życiu ludzi jest wiele zbiegów okoliczności, z których korzystają, czerpią pewną przyjemność i nawet nie wyobrażają sobie, że muszą dziękować Jego Królewskiej Mości za tę radość.

Zastanówmy się nad tematem wpływającym losowy odkrycia w dziedzinie fizyki. Przeprowadziliśmy małe badania na temat odkryć, które w pewnym stopniu zmieniły nasze życie, takich jak zasada Archimedesa, kuchenka mikrofalowa, radioaktywność, promieniowanie rentgenowskie i wiele innych. Nie zapominajmy, że te odkrycia nie były planowane. Takich przypadkowych odkryć jest ogromna liczba. Jak dochodzi do takiego odkrycia? Jakie umiejętności i wiedzę musisz posiadać? A może kluczem do sukcesu jest dbałość o szczegóły i ciekawość? Aby odpowiedzieć na te pytania, postanowiliśmy przyjrzeć się historii przypadkowych odkryć. Okazały się ciekawe i pouczające.

Zacznijmy od najsłynniejszego nieoczekiwanego odkrycia.

Prawo grawitacji.
Kiedy słyszymy wyrażenie „przypadkowe odkrycie”, większość z nas przychodzi na myśl tej samej myśli. Oczywiście pamiętamy o znanychJabłko Newtona.
Dokładniej, słynna historia głosi, że pewnego dnia, spacerując po ogrodzie, Newton zobaczył jabłko spadające z gałęzi (lub jabłko spadło na głowę naukowca) i to skłoniło go do odkrycia prawa powszechnego ciążenia.

Ta historia ma ciekawą historię. Nic dziwnego, że wielu historyków nauki i naukowców próbowało ustalić, czy to prawda. W końcu dla wielu wydaje się to tylko mitem. Nawet dzisiaj, przy wszystkich najnowocześniejszych technologiach i możliwościach w dziedzinie nauki, trudno ocenić stopień autentyczności tej historii. Spróbujmy uzasadnić, że w tym wypadku jest jeszcze miejsce na przygotowanie myśli naukowca.
Nietrudno założyć, że jeszcze przed Newtonem jabłka spadły na głowy ogromnej liczby ludzi i z tego powodu dostały tylko guzki. Przecież nikt z nich nie zastanawiał się, dlaczego jabłka spadają na ziemię i przyciągają je. Albo myślałem o tym, ale nie doprowadziłem moich myśli do logicznego wniosku. Moim zdaniem Newton odkrył ważne prawo, po pierwsze dlatego, że był Newtonem, a po drugie dlatego, że nieustannie zastanawiał się, jakie siły sprawiają, że ciała niebieskie poruszają się i jednocześnie pozostają w równowadze.
Jeden z poprzedników Newtona w dziedzinie fizyki i matematyki, Blaise Pascal, wyraził pogląd, że tylko przygotowani ludzie dokonują przypadkowych odkryć. Można śmiało powiedzieć, że osoba, której głowa nie jest zajęta rozwiązywaniem żadnego zadania lub problemu, raczej nie dokona przypadkowego odkrycia na ten temat. Być może Izaak Newton, gdyby był prostym rolnikiem i człowiekiem rodzinnym, nie zastanawiałby się, dlaczego spadło jabłko, a jedynie był świadkiem tego bardzo nieodkrytego prawa grawitacji, podobnie jak wiele innych wcześniej. Może gdyby był artystą, wziąłby pędzel i namalował obraz. Ale on był fizykiem i szukał odpowiedzi na swoje pytania. Dlatego odkrył prawo. Zastanawiając się nad tym, możemy stwierdzić, że szansa, zwana także szczęściem lub fortuną, trafia tylko do tych, którzy jej szukają i którzy są stale gotowi maksymalnie wykorzystać daną im szansę.

Zwróćmy uwagę na dowód tej sprawy i zwolenników tej idei.

S.I. Wawiłow w swojej doskonałej biografii Newtona pisze, że ta historia jest najwyraźniej wiarygodna i nie jest legendą. W swoim rozumowaniu odwołuje się do zeznań Stuckleya, bliskiego znajomego Newtona.
Tak pisze jego przyjaciel William Steckley, który odwiedził Newtona 15 kwietnia 1725 roku w Londynie w „Memoirs of the Life of Isaac Newton”: „Ponieważ było gorąco, piliśmy popołudniową herbatę w ogrodzie, w cieniu rozłożystego jabłonie. Było nas tylko dwóch. Między innymi on (Newton) powiedział mi, że dokładnie w tej samej sytuacji po raz pierwszy przyszedł mu do głowy pomysł grawitacji. Było to spowodowane upadkiem jabłka. kiedy siedział zamyślony. Dlaczego jabłko zawsze spada pionowo, pomyślał sobie, czemu nie w bok, ale zawsze w stronę środka Ziemi. W materii musi znajdować się siła przyciągania centrum Ziemi. Jeśli materia przyciąga w ten sposób inną materię, to musi istnieć.

proporcjonalność do jego ilości. Dlatego jabłko przyciąga Ziemię, tak jak Ziemia przyciąga jabłko. Musi zatem istnieć siła podobna do tej, którą nazywamy grawitacją, rozciągająca się po całym wszechświecie.

Oczywiście te rozważania na temat grawitacji sięgają roku 1665 lub 1666, kiedy w wyniku wybuchu zarazy w Londynie Newton był zmuszony zamieszkać na wsi. W artykułach Newtona na temat „lat zarazy” znaleziono następujący wpis: „...w tym czasie byłem u szczytu moich zdolności wynalazczych i od tamtej pory częściej niż kiedykolwiek myślałem o matematyce i filozofii”.

Zeznania Stucklaya były mało znane (wspomnienia Stackleya ukazały się dopiero w 1936 r.), ale podobną historię podaje słynny francuski pisarz Voltaire w książce wydanej w 1738 r. i poświęconej pierwszemu popularnemu przedstawieniu idei Newtona. Jednocześnie nawiązuje do zeznań Kathariny Barton, siostrzenicy i towarzyszki Newtona, która mieszkała obok niego przez 30 lat. Jej mąż, John Conduit, który pracował jako asystent Newtona, napisał w swoich wspomnieniach opartych na historii samego naukowca: „W 1666 roku Newton został zmuszony do powrotu z Cambridge na jakiś czas do swojej posiadłości Woolsthorpe, gdyż tam epidemia dżumy w Londynie. Kiedy pewnego razu odpoczywał w ogrodzie i na widok spadającego jabłka, przyszło mu do głowy, że siła grawitacji nie ogranicza się do powierzchni Ziemi, ale rozciąga się znacznie dalej. Dlaczego nie na Księżyc? Dopiero 20 lat później (w 1687 r.) opublikowano „Matematyczne zasady filozofii przyrody”, w którym Newton udowodnił, że Księżyc utrzymywany jest na swojej orbicie przez tę samą siłę grawitacji, pod wpływem której ciała spadają na powierzchnię. na Ziemi.

Historia ta szybko zyskała popularność, ale wśród wielu wzbudziła wątpliwości.

Przeciwnie, wielki rosyjski nauczyciel K.D. Ushinsky dostrzegł głębokie znaczenie w historii jabłka. Porównując Newtona z tak zwanymi ludźmi świeckimi, napisał:

„Trzeba było geniuszu Newtona, żeby nagle zdziwić się, że jabłko spadło na ziemię. Wszechwiedzący ludzie na świecie nie są zaskoczeni takimi „wulgaryzmami”. Uważają nawet zdziwienie takimi zwyczajnymi wydarzeniami za oznakę małostkowego, dziecinnego, jeszcze nie ukształtowanego praktycznego umysłu, choć jednocześnie sami często dziwią się faktycznymi wulgaryzmami.
W czasopiśmie „Modern Physics” (ang. „Contemporary Physics”) za rok 1998 Anglik Keesing, nauczyciel Uniwersytetu w Yorku, interesujący się historią i filozofią nauki, opublikował artykuł „The History of Newton’s Apple Tree .” Keesing jest zdania, że legendarna jabłoń była jedyną w ogrodzie Newtona i swoimi wizerunkami dostarcza opowieści i rysunków. Legendarne drzewo przeżyło Newtona o prawie sto lat i zginęło w 1820 roku podczas silnej burzy. Wykonane z niego krzesło przechowywane jest w Anglii, w prywatnej kolekcji. To odkrycie, być może rzeczywiście przypadek, stało się muzą dla niektórych poetów.

Radziecki poeta Kaisyn Kuliew przekazał swoje myśli w formie poetyckiej. Napisał mały, mądry wiersz „Living in Wonder”:
„Rodzą się wielkie dzieła

Czy dlatego, że czasami gdzieś

Zwykłe zjawiska zaskakują

Naukowcy, artyści, poeci.”

Podam jeszcze kilka przykładów tego, jak historia jabłka znalazła odzwierciedlenie w fikcji.

Rodak Newtona, wielki angielski poeta Byron, w swoim wierszu Don Juan rozpoczyna pieśń dziesiątą dwoma następującymi zwrotkami:
„Zdarzyło się, że jabłko upadło i pękło

Głębokie myśli Newtona

I mówią (nie odpowiem

Za domysły i nauki mędrców),

Znalazł w tym sposób na dowód

Siła ciężkości jest bardzo wyraźna.

Zatem wraz z upadkiem tylko on jest jabłkiem

Potrafił sprostać czasom Adama.

* * *

Spadliśmy od jabłek, ale ten owoc

Ponownie wskrzesił nieszczęsny rodzaj ludzki

(Jeśli podany odcinek jest prawdziwy).

Droga Newtona

Cierpienie zostało złagodzone przez ciężki ucisk;

Od tego czasu dokonano wielu odkryć,

I z całą pewnością pewnego dnia polecimy na Księżyc,

(Dzięki parom *), wskażmy drogę.”

Tłumaczenie: I. Kozlov. W oryginalnym „maszynie parowej”.

Władimir Aleksiejewicz Soloukhin, wybitny przedstawiciel prozy wiejskiej, nieco nieoczekiwanie napisał na ten sam temat w wierszu „Jabłko”:

„Jestem przekonany, że Izaak Newton

Jabłko, które się otworzyło

Dla niego prawo grawitacji,

Że jest jego

W końcu to zjadł.”

Na koniec Mark Twain nadał całemu epizodowi humorystyczny akcent. W opowiadaniu „Kiedy służyłem jako sekretarz” pisze:

„Co to jest chwała? Stworzenie szansy! Sir Izaak Newton odkrył, że jabłka spadają na ziemię – szczerze mówiąc, takich błahych odkryć dokonywały przed nim miliony ludzi. Ale Newton miał wpływowych rodziców, którzy nadęli ten błahy incydent w wydarzenie niezwykłe, a prostacy podjęli swój krzyk. I wtedy w jednej chwili Newton stał się sławny.”
Jak napisano powyżej, sprawa ta miała i ma nadal wielu przeciwników, którzy nie wierzą, że jabłko doprowadziło naukowca do odkrycia prawa. Wiele osób ma wątpliwości co do tej hipotezy. Po opublikowaniu w 1738 roku książki Woltera, poświęconej pierwszemu popularnemu przedstawieniu idei Newtona, pojawiły się kontrowersje, czy rzeczywiście tak było? Uważano, że jest to kolejny wynalazek Woltera, uważanego za jednego z najzabawniejszych ludzi swoich czasów. Byli nawet ludzie, którzy byli oburzeni tą historią. Wśród tych ostatnich był wielki matematyk Gauss. Powiedział:

„Historia jabłka jest zbyt prosta; to, czy jabłko spadło, czy nie, jest takie samo; ale nie rozumiem, jak można przypuszczać, że ten incydent mógł przyspieszyć lub opóźnić takie odkrycie. Prawdopodobnie wyglądało to tak: pewnego dnia do Newtona przyszedł głupi i bezczelny człowiek i zapytał go, jak mógł dokonać tak wielkiego odkrycia. Newton widząc, jakie stworzenie stoi przed nim i chcąc się go pozbyć, odpowiedział, że jabłko spadło mu na nos, co całkowicie zaspokoiło ciekawość tego pana.

Oto kolejne obalenie tej tezy przez historyków, dla których różnica między datą upadku jabłka a odkryciem samego prawa podejrzanie się wydłużyła.
Jabłko spadło na Newtona.

Historyk jest pewien, że jest to raczej fikcja. - Choć po wspomnieniach przyjaciela Newtona, Stekeleya, który rzekomo z własnych słów Newtona powiedział, że zainspirowało go prawo powszechnego ciążenia przez jabłko spadające z jabłoni, to drzewo w ogrodzie naukowca przez prawie rok było eksponatem muzealnym wiek. Ale inny przyjaciel Newtona, Pemberton, wątpił w możliwość takiego zdarzenia. Według legendy wydarzenie spadającego jabłka miało miejsce w 1666 roku. Jednak Newton odkrył swoje prawo znacznie później.

Biografowie wielkiego fizyka twierdzą: jeśli owoc spadł na geniusza, to dopiero w 1726 roku, gdy miał już 84 lata, czyli na rok przed śmiercią. Jeden z jego biografów, Richard Westfall, zauważa: „Sama data nie podważa prawdziwości tego epizodu. Jednak biorąc pod uwagę wiek Newtona, wydaje się wątpliwe, czy dobrze pamiętał wyciągnięte wówczas wnioski, zwłaszcza że w swoich pismach przedstawił zupełnie inną historię”.

Bajkę o spadającym jabłku skomponował dla swojej ukochanej siostrzenicy Katherine Conduit, aby popularnie wyjaśnić dziewczynie istotę prawa, które uczyniło go sławnym. Dla aroganckiego fizyka Katerina była jedyną osobą w rodzinie, do której traktował ciepło i jedyną kobietą, do której kiedykolwiek się zbliżył (według biografów naukowiec nigdy nie zaznał fizycznej intymności z kobietą). Nawet Voltaire napisał: „W młodości myślałem, że Newton swoje sukcesy zawdzięcza własnym zasługom... Nic podobnego: fluksje (używane do rozwiązywania równań) i powszechne ciążenie byłyby bezużyteczne bez tej uroczej siostrzenicy”.

Czy więc jabłko spadło mu na głowę? Być może Newton opowiedział swoją legendę siostrzenicy Voltaire'a jako bajkę, ona przekazała ją wujowi i nikt nie miał zamiaru wątpić w słowa samego Voltaire'a, jego autorytet był dość wysoki.

Inne domysły w tej sprawie są następujące: Na rok przed śmiercią Izaak Newton zaczął opowiadać swoim przyjaciołom i krewnym anegdotyczną historię o jabłku. Nikt nie traktował jej poważnie, z wyjątkiem siostrzenicy Newtona, Kateriny Conduit, która szerzyła ten mit.
Trudno powiedzieć, czy był to mit, czy anegdotyczna historia siostrzenicy Newtona, czy też prawdopodobny ciąg wydarzeń, który doprowadził fizyka do odkrycia prawa powszechnego ciążenia. Życie Newtona i historia jego odkryć stały się przedmiotem szczególnej uwagi naukowców i historyków. Jednak w biografiach Newtona jest wiele sprzeczności; Wynika to prawdopodobnie z faktu, że sam Newton był osobą bardzo skrytą, a nawet podejrzliwą. I nie było tak częstych momentów w jego życiu, kiedy odsłaniał swoje prawdziwe oblicze, strukturę myśli, swoje pasje. Naukowcy wciąż próbują odtworzyć jego życie i, co najważniejsze, jego twórczość na podstawie zachowanych dokumentów, listów i wspomnień, ale – jak zauważył jeden z angielskich badaczy twórczości Newtona – „jest to w dużej mierze dzieło detektywa”.

Być może tajemnica Newtona i jego niechęć do wpuszczania obcych do swojego twórczego laboratorium dały początek legendzie o spadającym jabłku. Jednak na podstawie zaproponowanych materiałów można nadal wyciągnąć następujące wnioski:

Co było pewne w historii jabłek?
Że po ukończeniu college'u i uzyskaniu tytułu licencjata Newton opuścił Cambridge jesienią 1665 roku i udał się do swojego domu w Woolsthorpe. Przyczyna? Epidemia dżumy, która ogarnęła Anglię – we wsi wciąż istnieje mniejsze ryzyko zarażenia. Trudno obecnie ocenić, jak konieczny był ten środek z medycznego punktu widzenia; w każdym razie nie była zbędna. Chociaż Newton najwyraźniej cieszył się doskonałym zdrowiem, na starość

zachował gęste włosy, nie nosił okularów i stracił tylko jeden ząb – ale kto wie, jak potoczyłaby się historia fizyki, gdyby Newton pozostał w mieście.

Co jeszcze się wydarzyło? Przy domu niewątpliwie był też ogród, a w ogrodzie rosła jabłoń, była jesień i o tej porze roku jabłka, jak wiadomo, często samoistnie spadają na ziemię. Newton miał też zwyczaj spacerować po ogrodzie i rozmyślać o problemach, które go w tej chwili niepokoiły; on sam tego nie ukrywał: „Ciągle mam w głowie przedmiot swoich badań i cierpliwie czekam, aż pierwsze spojrzenie stopniowo się rozwinie. w pełne i jasne światło.” To prawda, jeśli założymy, że właśnie wtedy olśnił go przebłysk nowego prawa (a teraz możemy tak przyjąć: w 1965 roku ukazały się listy Newtona, w jednym z których bezpośrednio o tym mówi), to oczekiwanie „pełne, jasne światło” Zajęło to dość dużo czasu – dwadzieścia lat. Ponieważ prawo powszechnego ciążenia zostało opublikowane dopiero w 1687 roku. Co więcej, ciekawe, że publikacja ta nie powstała z inicjatywy Newtona; został on dosłownie zmuszony do wyrażenia swoich poglądów przez swojego kolegę z Royal Society, Edmonda Halleya, jednego z najmłodszych i najzdolniejszych „wirtuozów” – takimi właśnie byli ludzie. Nazywano wówczas „wyrafinowanymi w naukach”. Pod jego naciskiem Newton zaczął pisać swoje słynne „Matematyczne zasady filozofii naturalnej”. Najpierw wysłał Halleyowi stosunkowo niewielki traktat „O ruchu”. Być może więc, gdyby Halley nie nakłonił Newtona do przedstawienia swoich wniosków, świat nie usłyszałby tego prawa 20 lat później, ale znacznie później, albo usłyszałby je od innego naukowca. .

Newton za życia zyskał światową sławę; zrozumiał, że wszystko, co stworzył, nie było ostatecznym zwycięstwem rozumu nad siłami natury, gdyż wiedza o świecie jest nieskończona. Newton zmarł 20 marca 1727 roku w wieku 84 lat. Krótko przed śmiercią Newton powiedział: „Nie wiem, kim mogę się wydawać światu, ale sobie wydaję się tylko chłopcem bawiącym się na brzegu, bawiącym się, znajdując od czasu do czasu kamyk bardziej kolorowy niż zwykle lub piękną muszlę, podczas gdy przede mną rozciąga się niezbadany ocean prawdy.” ,,.

Prawo wyporu ciał.

Innym przykładem przypadkowego odkrycia jest odkrycie Prawo Archimedesa . Do jego odkrycia należy dobrze znane „Eureka!”. Ale o tym później. Na początek zastanówmy się, kim jest Archimedes i dlaczego jest sławny.

Archimedes był starożytnym greckim matematykiem, fizykiem i inżynierem pochodzącym z Syrakuz. Dokonał wielu odkryć w dziedzinie geometrii. Położył podwaliny pod mechanikę i hydrostatykę, był autorem szeregu ważnych wynalazków. Już za życia Archimedesa wokół jego imienia powstały legendy, których powodem był jego

niesamowite wynalazki, które wywarły oszałamiający wpływ na ich współczesnych.

Wystarczy rzucić okiem na „know-how” Archimedesa, aby zrozumieć, jak bardzo ten człowiek wyprzedził swoją epokę i czym mógłby stać się nasz świat, gdyby zaawansowana technologia została przyjęta w starożytności tak szybko, jak ma to miejsce dzisiaj. Archimedes specjalizował się w matematyce i geometrii – dwóch najważniejszych naukach leżących u podstaw postępu technologicznego. O rewolucyjnym charakterze jego badań świadczy fakt, że historycy uważają Archimedesa za jednego z trzech największych matematyków ludzkości. (Pozostałe dwa to Newton i Gauss)

Jeśli zostaniemy zapytani, które odkrycie Archimedesa jest najważniejsze, zaczniemy porządkować – na przykład jego słynne: „Daj mi punkt podparcia, a obrócę Ziemię”. Albo spalenie rzymskiej floty za pomocą luster. Albo definicję pi. Albo podstawy rachunku całkowego. Albo śruba. Ale nadal nie będziemy mieli całkowitej racji. Wszystkie odkrycia i wynalazki Archimedesa są niezwykle ważne dla ludzkości. Dali bowiem potężny impuls do rozwoju matematyki i fizyki, zwłaszcza szeregu działów mechaniki. Ale tutaj warto zauważyć coś innego. Sam Archimedes uważał, że jego najwyższym osiągnięciem jest określenie stosunku objętości walca, kuli i stożka. Dlaczego? Wyjaśnił prosto. Ponieważ są to liczby idealne. I ważne jest, abyśmy znali relacje między idealnymi figurami i ich właściwościami, aby zawarte w nich zasady można było przenieść do naszego dalekiego od idealnego świata.
„Eureka!” Kto z nas nie słyszał tego słynnego okrzyku? „Eureka!”, czyli odnaleziona, wykrzyknął Archimedes, gdy wymyślił, jak sprawdzić autentyczność złota korony królewskiej. I to prawo zostało odkryte ponownie przez przypadek:
Znana jest historia o tym, jak Archimedesowi udało się ustalić, czy korona króla Hiero była wykonana z czystego złota, czy też jubiler domieszał do niej znaczną ilość srebra. Znany był ciężar właściwy złota, jednak trudność polegała na dokładnym określeniu objętości korony: miała ona przecież nieregularny kształt.

Archimedes cały czas zastanawiał się nad tym problemem. Pewnego dnia kąpał się i wtedy przyszedł mu do głowy genialny pomysł: zanurzając koronę w wodzie, można określić jej objętość, mierząc objętość wypartej przez nią wody. Według legendy Archimedes wskoczył nago na ulicę, krzycząc „Eureka!”, czyli „Znalazłem!” I rzeczywiście w tym momencie odkryto podstawowe prawo hydrostatyki.

Ale jak określił jakość korony? Aby to zrobić, Archimedes wykonał dwie sztabki: jedną ze złota, drugą ze srebra, każda o tej samej wadze co korona. Następnie włożył je jedno po drugim do naczynia z wodą i zaobserwował, jak bardzo podniósł się jej poziom. Po opuszczeniu korony do naczynia Archimedes ustalił, że jej objętość przekracza objętość wlewka. W ten sposób udowodniono nieuczciwość mistrza.

Teraz prawo Archimedesa brzmi tak:

Na ciało zanurzone w cieczy (lub gazie) działa siła wyporu równa ciężarowi cieczy (lub gazu) wypartej przez to ciało. Siła ta nazywa się siłą Archimedesa.
Ale co było przyczyną tego wypadku: sam Archimedes, korona, której trzeba było określić wagę złota, czy łazienka, w której znajdował się Archimedes? Chociaż mogłoby to być wszystko razem. Czy to możliwe, że Archimedes do swojego odkrycia doprowadził jedynie przypadek? A może samo przygotowanie zaangażowanego w to naukowca, aby w każdej chwili znaleźć rozwiązanie tego problemu? Można odwołać się do stwierdzenia Pascala, że przypadkowych odkryć dokonują jedynie przygotowani ludzie. Gdyby więc po prostu wziął kąpiel, nie myśląc o koronie królewskiej, raczej nie zwróciłby uwagi na fakt, że ciężar jego ciała wypiera wodę z wanny. Ale był Archimedesem, żeby to zauważyć. Prawdopodobnie to jemu nakazano odkryć podstawowe prawa hydrostatyki. Jeśli się nad tym zastanowić, można dojść do wniosku, że jakiś ciąg obowiązkowych zdarzeń prowadzi do przypadkowego odkrycia praw. Okazuje się, że te same przypadkowe odkrycia nie są aż tak przypadkowe. Archimedes musiał się wykąpać, aby przypadkowo odkryć prawo. I zanim to przyjął, jego myśli powinny być zajęte problemem wagi złota. Jednocześnie jedno musi być obowiązkowe dla drugiego. Nie można jednak powiedzieć, że nie byłby w stanie rozwiązać problemu, gdyby się nie wykąpał. Ale gdyby nie było potrzeby obliczania masy złota w koronie, Archimedes nie spieszyłby się z odkryciem tego prawa. Po prostu wziąłby kąpiel.
Oto złożony mechanizm naszego, że tak powiem, przypadkowego odkrycia. Na ten wypadek złożyło się wiele przyczyn. I wreszcie, w idealnych warunkach do odkrycia tego prawa (łatwo zauważyć, jak woda podnosi się po zanurzeniu ciała, wszyscy widzieliśmy ten proces) przygotowana osoba, w naszym przykładzie Archimedes, po prostu pojęła tę myśl w porę.

Jednak wielu wątpi, czy odkrycie prawa odbyło się właśnie w ten sposób. Jest na to zaprzeczenie. Brzmi to tak: w rzeczywistości woda wyparta przez Archimedesa nie mówi nic o słynnej sile wyporu, gdyż metoda opisana w micie pozwala jedynie zmierzyć objętość. Mit ten był propagowany przez Witruwiusza i nikt inny nie opisał tej historii.

Tak czy inaczej, wiemy, że był Archimedes, była łaźnia Archimedesa i była korona króla. Niestety nikt nie jest w stanie wyciągnąć jednoznacznych wniosków, dlatego przypadkowe odkrycie Archimedesa nazwiemy legendą. Czy to prawda, czy nie, każdy może ocenić sam.

Naukowiec, wybitny nauczyciel i poeta Marek Lwowski napisał wiersz poświęcony słynnemu przypadkowi nauki z naukowcem.

Prawo Archimedesa

Archimedes odkrył prawo

Kiedyś mył się w wannie,

Woda wylała się na podłogę,

Wtedy się domyślił.

Na ciało działa siła

Tak chciała natura,

Piłka leci jak samolot

Co nie tonie, pływa!

A w wodzie ładunek stanie się lżejszy,

I przestanie tonąć,

Oceany wzdłuż Ziemi,

Statki podbijają!

Wszyscy historycy Rzymu szczegółowo opisują obronę miasta Syrakuzy podczas drugiej wojny punickiej. Mówią, że przewodził temu Archimedes i zainspirował Syrakuzan. I było go widać na wszystkich ścianach. Opowiadają o jego niesamowitych maszynach, za pomocą których Grecy pokonali Rzymian i przez długi czas nie odważyli się zaatakować miasta. Poniższy werset adekwatnie opisuje moment śmierci Archimedesa podczas tej właśnie wojny punickiej:

K.Ankundinov. Śmierć Archimedesa.

Był zamyślony i spokojny,

Fascynuje mnie tajemnica koła...

Nad nim stoi nieświadomy wojownik

Machnął swoim zbójczym mieczem.

Myśliciel czerpał z natchnienia,

Tylko wielki ciężar ściskał moje serce.

„Czy moje dzieła spłoną?

Wśród ruin Syrakuz?

Archimedes pomyślał: „Czy zatonę?

Czy naśmiewam się z wroga?”

Pewną ręką wziął kompas -

Przeprowadził ostatni łuk.

Kurz już unosił się nad drogą,

To jest droga do niewoli, do jarzma łańcuchów.

„Zabij mnie, ale nie dotykaj mnie,

O barbarzyńco, te rysunki!

Stulecia minęły w sznurkach.

Wyczyn naukowy nie został zapomniany.

Nikt nie wie, kim jest zabójca.

Ale wszyscy wiedzą, kto zginął!

Nie, nie zawsze zabawne i wąskie

Mędrzec głuchy na sprawy ziemskie:

Już na drogach w Syrakuzach

Były tam rzymskie statki.

Nad kędzierzawym matematykiem

Żołnierz podniósł krótki nóż,

I jest na mieliźnie

Wpisałem okrąg na rysunek.

Och, gdyby tylko śmierć była przystojnym gościem -

Ja też miałem szczęście spotkać

Jak Archimedes rysujący laską

W chwili śmierci - liczba!

Elektryczność zwierząt.

Kolejnym odkryciem jest odkrycie elektryczności wewnątrz żywych organizmów. W naszej tabeli jest to odkrycie nieoczekiwanego rodzaju, jednak sam proces również nie był zaplanowany i wszystko wydarzyło się według znanego nam „przypadku”.
Odkrycie elektrofizjologii należy do naukowca Luigiego Galvaniego.
L. Galvani był włoskim lekarzem, anatomem, fizjologiem i fizykiem. Jest jednym z twórców elektrofizjologii i nauki o elektryczności, twórcą elektrofizjologii eksperymentalnej.

W ten sposób doszło do czegoś, co nazywamy przypadkowym odkryciem...

Pod koniec 1780 roku profesor anatomii w Bolonii Luigi Galvani badał w swoim laboratorium układ nerwowy wypreparowanych żab, które jeszcze wczoraj rechotały w pobliskim stawie.

Tak się złożyło, że w pomieszczeniu, w którym w listopadzie 1780 roku Galvani badał za pomocą preparatów układ nerwowy żab, pracował także jego przyjaciel, fizyk, przeprowadzając eksperymenty z elektrycznością. Galvani w roztargnieniu położył jedną z wypreparowanych żab na stole maszyny elektrycznej.

W tym czasie do pokoju weszła żona Galvaniego. Przed jej oczami pojawił się straszny obraz: kiedy w maszynie elektrycznej pojawiły się iskry, nogi martwej żaby, dotykając żelaznego przedmiotu (skalpela), drgnęły. Żona Galvaniego z przerażeniem zwróciła na to uwagę mężowi.

Pójdźmy za Galvanim w jego słynnych eksperymentach: „Pociąłem żabę i bez żadnego zamiaru położyłem ją na stole, gdzie w pewnej odległości stała maszyna elektryczna. Przypadkiem jeden z moich asystentów dotknął nerwu żaby końcem skalpela i w tej samej chwili mięśnie żaby zadrżały jak w konwulsjach.

Inny asystent, który zwykle pomagał mi w eksperymentach z elektrycznością, zauważył, że zjawisko to zachodzi dopiero wtedy, gdy z przewodnika maszyny zostanie pobrana iskra.

Uderzony nowym zjawiskiem, od razu zwróciłem na nie uwagę, chociaż w tym momencie planowałem coś zupełnie innego i byłem całkowicie pochłonięty swoimi myślami. Przepełniło mnie niesamowite pragnienie i zapał, aby to zbadać i rzucić światło na to, co się pod tym kryje”.

Galvani zdecydował, że chodzi o iskry elektryczne. Aby uzyskać silniejszy efekt, podczas burzy zawiesił kilka przygotowanych żabich udek na miedzianych drutach na żelaznej kratce ogrodowej. Jednak pioruny – gigantyczne wyładowania elektryczne – w żaden sposób nie wpłynęły na zachowanie przygotowanych żab. Czego nie mógł dokonać piorun, tego dokonał wiatr. Kiedy wiał wiatr, żaby kołysały się na drutach, a czasem dotykały żelaznych prętów. Gdy tylko to się stało, łapy drgnęły. Galvani jednak przypisał to zjawisko wyładowaniom elektrycznym.

W 1786 roku L. Galvani oświadczył, że odkrył „zwierzęcą” elektryczność. Znany był już słoik lejdeński – pierwszy kondensator (1745). A. Volta wynalazł wspomnianą maszynę elektroforyczną (1775), B. Franklin wyjaśnił elektryczną naturę błyskawicy. Pomysł elektryczności biologicznej wisiał w powietrzu. Przesłanie L. Galvaniego zostało przyjęte z nadmiernym entuzjazmem, który on w pełni podzielał. W 1791 roku opublikowano jego główne dzieło „Traktat o siłach elektrycznych podczas skurczu mięśni”.

Oto kolejna historia o tym, jak zauważył biologiczną elektryczność. Ale oczywiście różni się od poprzedniego. Ta historia to swego rodzaju ciekawostka.

Żona profesora anatomii na Uniwersytecie w Bolonii, Luigiego Galvaniego, która, jak wszyscy pacjenci, była przeziębiona, wymagała opieki i uwagi. Lekarze przepisali jej „wzmacniający bulion” zawierający te same żabie udka. I tak podczas przygotowywania żab na rosół Galvani zauważył, jak poruszały się ich nogi, gdy zetknęły się z maszyną elektryczną. W ten sposób odkrył słynną „żywą energię elektryczną” – prąd elektryczny.
Tak czy inaczej, Galvani kontynuował studia nieco inaczej

cele. Badał budowę żab i odkrył elektrofizjologię. Albo, co jeszcze ciekawsze, chciał przygotować rosół dla swojej żony, zrobić dla niej coś pożytecznego, ale dokonał odkrycia przydatnego dla całej ludzkości. I dlaczego? W obu przypadkach żabie udka przypadkowo dotknęły maszyny elektrycznej lub innego obiektu elektrycznego. Ale czy wszystko potoczyło się tak przypadkowo i nieoczekiwanie, czy też był to obowiązkowy splot wydarzeń?...

Ruch Browna.

Z naszej tabeli widzimy, że ruchy Browna są późnym odkryciem w fizyce. Ale zatrzymamy się na tym odkryciu, ponieważ w pewnym stopniu dokonano go również przez przypadek.

Co to są ruchy Browna?
Ruchy Browna są konsekwencją chaotycznego ruchu cząsteczek. Przyczyną ruchu Browna jest ruch termiczny cząsteczek ośrodka i ich zderzenie z cząstką Browna.

Zjawisko to odkrył R. Brown (odkrycie nazwano jego imieniem) w 1827 r., prowadząc badania nad pyłkami roślin. Za swojego życia szkocki botanik Robert Brown, jako najlepszy znawca roślin, otrzymał tytuł „Księcia Botaników”. Dokonał wielu wspaniałych odkryć. W 1805 roku, po czteroletniej wyprawie do Australii, przywiózł do Anglii około 4000 nieznanych naukowcom gatunków australijskich roślin i poświęcił wiele lat na ich badanie. Opisane rośliny sprowadzone z Indonezji i Afryki Środkowej. Studiował fizjologię roślin i po raz pierwszy szczegółowo opisał jądro komórki roślinnej. Akademia Nauk w Petersburgu nadała mu tytuł członka honorowego. Ale nazwisko naukowca jest obecnie powszechnie znane nie z powodu tych prac.

W ten sposób Brown zauważył ruch właściwy cząsteczkom. Okazuje się, że próbując pracować nad jedną rzeczą, Brown zauważył coś nieco innego:

W 1827 roku Brown przeprowadził badania nad pyłkami roślin. Szczególnie interesował go udział pyłku w procesie zapłodnienia. Pewnego razu przyjrzał się pod mikroskopem wydłużonym ziarnom cytoplazmatycznym wyizolowanym z komórek pyłku północnoamerykańskiej rośliny Clarkia pulchella, zawieszonym w wodzie. I tak nieoczekiwanie Brown zauważył, że najmniejsze stałe ziarenka, ledwie widoczne w kropli wody, nieustannie drżą i nieustannie przemieszczają się z miejsca na miejsce. Odkrył, że te ruchy, jego słowami, „nie są związane ani z przepływem cieczy, ani z jej stopniowym parowaniem, ale są nieodłącznie związane z samymi cząsteczkami”. Początkowo Brown myślał nawet, że w polu mikroskopu rzeczywiście znalazły się istoty żywe, zwłaszcza że pyłek to męskie komórki rozrodcze roślin, jednak cząstki martwych roślin zachowywały się tak samo, nawet te suszone sto lat wcześniej w zielnikach.

Następnie Brown zastanawiał się, czy nie są to „elementarne cząsteczki istot żywych”, o których mówił słynny francuski przyrodnik Georges Buffon (1707–1788), autor 36-tomowej Historii naturalnej. To założenie upadło, gdy Brown zaczął badać pozornie nieożywione przedmioty; bardzo małe cząstki węgla, sadzy i pyłu z londyńskiego powietrza, drobno zmielone substancje nieorganiczne: szkło, wiele różnych minerałów.

Obserwację Browna potwierdzili inni naukowcy.

Co więcej, trzeba powiedzieć, że Brown nie miał żadnego z najnowszych mikroskopów. W swoim artykule szczególnie podkreśla, że miał zwykłe soczewki dwuwypukłe, których używał przez kilka lat. I dalej mówi: „Przez całe badanie używałem tych samych soczewek, z których rozpoczynałem pracę, aby zwiększyć wiarygodność moich wypowiedzi i uczynić je jak najbardziej dostępnymi dla zwykłych obserwacji”.
Ruchy Browna uważa się za bardzo późne odkrycie. Wykonano go przy użyciu szkła powiększającego, choć od wynalezienia mikroskopu minęło 200 lat (1608)

Jak to często bywa w nauce, wiele lat później historycy odkryli, że już w 1670 roku wynalazca mikroskopu, Holender Antonie Leeuwenhoek, najwyraźniej zaobserwował podobne zjawisko, jednak rzadkość i niedoskonałość mikroskopów stanowiła wówczas embrionalny stan nauk molekularnych nie zwróciło uwagi na obserwację Leeuwenhoeka, dlatego odkrycie słusznie przypisuje się Brownowi, który jako pierwszy go zbadał i szczegółowo opisał.

Radioaktywność.

Antoine Henri Becquerel urodził się 15 grudnia 1852 r., zmarł 25 sierpnia 1908 r. Był francuskim fizykiem, laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki i jednym z odkrywców promieniotwórczości.

Kolejnym odkryciem dokonanym przez przypadek było zjawisko promieniotwórczości. W 1896 roku francuski fizyk A. Becquerel pracując nad badaniami soli uranu, wraz z kliszami fotograficznymi owinął materiał fluorescencyjny w nieprzezroczysty materiał.

Odkrył, że klisze fotograficzne zostały całkowicie odsłonięte. Naukowiec kontynuował badania i odkrył, że wszystkie związki uranu emitują promieniowanie. Kontynuacją prac Becquerela było odkrycie radu w 1898 roku przez Pierre'a i Marię Curie. Masa atomowa radu nie różni się tak bardzo od masy uranu, ale jego radioaktywność jest milion razy większa. Zjawisko promieniowania nazwano radioaktywnością. W 1903 roku Becquerel wraz z rodziną Curie otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki „W uznaniu wybitnych zasług wyrażonych w odkryciu spontanicznej radioaktywności”. To był początek ery atomowej.

Kolejnym ważnym odkryciem w fizyce, które należy do nieprzewidzianej kategorii, jest odkrycie promieni rentgenowskich. Teraz, po wielu latach tego odkrycia, promienie rentgenowskie mają ogromne znaczenie dla ludzkości.
Pierwszym i najbardziej znanym obszarem zastosowania promieni rentgenowskich jest medycyna. Zdjęcia rentgenowskie stały się powszechnym narzędziem dla traumatologów, dentystów i specjalistów medycznych innych dziedzin.

Kolejną branżą, w której szeroko stosowane są urządzenia rentgenowskie, jest ochrona. Tak więc na lotniskach, w odprawach celnych i innych punktach kontrolnych zasada stosowania promieni rentgenowskich jest prawie taka sama jak we współczesnej medycynie. Belki służą do wykrywania zabronionych przedmiotów w bagażu i innym ładunku. W ostatnich latach pojawiły się małe autonomiczne urządzenia, które pozwalają wykryć podejrzane obiekty w zatłoczonych miejscach.
Porozmawiajmy o historii odkrycia promieni rentgenowskich.

Promienie rentgenowskie odkryto w 1895 roku. Sposób ich wytwarzania szczególnie wyraźnie ujawnia ich elektromagnetyczną naturę. Niemiecki fizyk Roentgen (1845-1923) odkrył ten rodzaj promieniowania przez przypadek, badając promienie katodowe.

Obserwacja Roentgena była następująca. Pracował w zaciemnionym pomieszczeniu, próbując dowiedzieć się, czy nowo odkryte promienie katodowe (są używane do dziś - w telewizorach, lampach fluorescencyjnych itp.) mogą przejść przez rurę próżniową, czy nie. Przez przypadek zauważył, że kilka stóp dalej na chemicznie oczyszczonym ekranie pojawiła się rozmazana zielonkawa chmura. To było tak, jakby słaby błysk cewki telefonicznej odbijał się w lustrze. Przez siedem tygodni prowadził badania, praktycznie nie wychodząc z laboratorium. Okazało się, że blask był powodowany przez bezpośrednie promienie wychodzące z lampy elektronopromieniowej, które wytwarzały cień i nie mogły zostać odbite przez magnes – i wiele więcej. Stało się również jasne, że ludzkie kości rzucają gęstszy cień niż otaczająca je tkanka miękka, co nadal jest wykorzystywane w fluoroskopii. A pierwsze zdjęcie rentgenowskie pojawiło się w 1895 roku - było to zdjęcie dłoni Madame Roentgen z wyraźnie widocznym złotym pierścieniem. Zatem po raz pierwszy to mężczyźni przejrzeli kobiety, a nie odwrotnie.

Oto przydatne przypadkowe odkrycia, które Wszechświat dał ludzkości!

A to tylko niewielka część przydatnych przypadkowych odkryć i wynalazków. Nie sposób od razu określić, ile ich było. A ile jeszcze będzie... Ale byłoby też poznanie odkryć, które miały miejsce w życiu codziennym

Zdrowy.

Nieprzewidziane odkrycia w naszym codziennym życiu.

Ciasteczka z kawałkami czekolady.
Jednym z najpopularniejszych rodzajów ciasteczek w Stanach Zjednoczonych są ciasteczka czekoladowe. Zostało wynalezione w latach trzydziestych XX wieku, kiedy właścicielka małego hotelu Ruth Wakefield zdecydowała się upiec ciasteczka maślane. Kobieta złamała tabliczkę czekolady i wmieszała kawałki czekolady do ciasta, mając nadzieję, że czekolada się rozpuści i nada ciastu brązowy kolor i czekoladowy smak. Jednak Wakefield zawiodła się nieznajomością praw fizyki i wyjęła z piekarnika ciasteczka z kawałkami czekolady.

Karteczki samoprzylepne do notatek.
Papiery samoprzylepne pojawiły się w wyniku nieudanego eksperymentu mającego na celu zwiększenie trwałości kleju. W 1968 roku pracownik laboratorium badawczego 3M podjął próbę poprawy jakości taśmy klejącej. Otrzymał gęsty klej, który nie wchłaniał się w sklejane powierzchnie i był całkowicie bezużyteczny do produkcji taśmy klejącej. Badacz nie wiedział, jak zastosować nowy rodzaj kleju. Cztery lata później jego kolega, który w wolnym czasie śpiewał w chórze kościelnym, złościł się, że zakładki w księdze hymnów ciągle wypadają. Wtedy przypomniał sobie o kleju, który mógłby zabezpieczyć papierowe zakładki, nie uszkadzając jednocześnie stron książki. Karteczki samoprzylepne zostały po raz pierwszy wydane w 1980 roku.

Coca cola.
1886 Farmaceuta John Pemberton szuka sposobu na przygotowanie eliksiru tonizującego z orzechów coli i rośliny koki. Mieszanka smakowała bardzo przyjemnie. Zabrał ten syrop do apteki, gdzie został sprzedany. A sama Coca-Cola pojawiła się przez przypadek. Sprzedawca w aptece pomylił krany ze zwykłą wodą i wodą gazowaną i nalał drugi. Tak narodziła się Coca-Cola. To prawda, że na początku nie było to zbyt popularne. Wydatki Pembertona przekroczyły jego dochody. Ale teraz jest pijany w ponad dwustu krajach na całym świecie.

Worek na śmieci.
W 1950 roku wynalazca Harry Vasilyuk stworzył taką torbę. Oto jak to było. Władze miasta zwróciły się do niego z zadaniem: wymyślić sposób, w jaki śmieci nie będą wypadać podczas załadunku do śmieciarki. Wpadł na pomysł stworzenia specjalnego odkurzacza. Ale ktoś powiedział: potrzebuję worka na śmieci. I nagle zdał sobie sprawę, że musi zrobić jednorazowe na śmieci.

torby i aby zaoszczędzić pieniądze, wykonaj je z polietylenu. A 10 lat później w sprzedaży pojawiły się torby dla osób indywidualnych.

Wózek supermarketowy.
Podobnie jak inne odkrycia w tym poście, odkryto go przypadkowo w 1936 roku. Wynalazca wózka, kupiec Sylvan Goldman, zaczął zauważać, że klienci rzadko kupują duże towary, powołując się na fakt, że trudno było je zanieść do kasy. Ale pewnego dnia w sklepie zobaczył, jak syn klienta zwija na sznurku torbę z zakupami na maszynie do pisania. I wtedy doznał oświecenia. Początkowo po prostu mocował do koszy małe kółka. Ale potem przyciągnął grupę projektantów, aby stworzyli nowoczesny wózek. Po 11 latach rozpoczęto masową produkcję takich wózków. A tak przy okazji, dzięki tej innowacji pojawił się nowy typ sklepu zwany supermarketem.

Bułeczki rodzynkowe.
W Rosji przysmak powstał również przez pomyłkę. Stało się to w kuchni królewskiej. Kucharz przygotowywał bułki, wyrabiał ciasto i przez przypadek dotknął wanny z rodzynkami, które wpadły do ciasta. Był bardzo przestraszony; nie mógł wyciągnąć rodzynek. Ale strach nie był usprawiedliwiony. Cesarzowi bardzo smakowały bułeczki z rodzynkami, za co szefowie kuchni zostali nagrodzeni.
Warto w tym miejscu przywołać legendę opisaną przez moskiewskiego dziennikarza-eksperta i pisarza Władimira Gilyarovsky'ego, że bułkę z rodzynkami wynalazł słynny piekarz Iwan Filippow. Generał gubernator Arseny Zakrevsky, który kiedyś kupił świeżego dorsza, nagle odkrył w nim karalucha. Wezwany na dywan Filippow złapał owada i zjadł go, oświadczając, że generał się mylił - to było najważniejsze. Wracając do piekarni, Filippow nakazał pilnie rozpocząć pieczenie bułek rodzynkowych, aby usprawiedliwić się przed gubernatorem.

Sztuczne słodziki

Trzy najpopularniejsze substytuty cukru odkryto tylko dlatego, że naukowcy zapomnieli umyć ręce. Cyklaminian (1937) i aspartam (1965) były produktami ubocznymi badań medycznych, a sacharynę (1879) odkryto przypadkowo podczas badań nad pochodnymi smoły węglowej.

Coca cola

W 1886 roku lekarz i farmaceuta John Pemberton podjął próbę przygotowania mieszanki na bazie ekstraktu z liści południowoamerykańskiej rośliny koki i afrykańskich orzechów coli, które mają właściwości tonizujące. Pemberton spróbował dokończyć

mieszaninę i stwierdziłem, że smakuje dobrze. Pemberton wierzył, że syrop ten może pomóc osobom cierpiącym na zmęczenie, stres i ból zęba. Farmaceuta zawiózł syrop do największej apteki w mieście Atlanta. Pierwsze partie syropu sprzedano tego samego dnia po pięciu centach za szklankę. Jednak napój Coca-Cola powstał w wyniku zaniedbań. Przez przypadek sprzedawca rozcieńczając syrop, pomieszał krany i zamiast zwykłej wody nalał wodę gazowaną. Powstała mieszanina stała się Coca-Colą. Początkowo napój ten nie był zbyt udany. W pierwszym roku produkcji napojów gazowanych Pemberton wydał 79,96 dolarów na reklamę nowego napoju, ale był w stanie sprzedać tylko Coca-Colę o wartości 50 dolarów. Obecnie Coca-Cola jest produkowana i pita w 200 krajach na całym świecie.

13.Teflon

Jak powstał wynalazek kuchenki mikrofalowej?

Percy LeBaron Spencer to naukowiec, wynalazca, który wynalazł pierwszą kuchenkę mikrofalową. Urodził się 9 lipca 1984 w Howland w stanie Maine w USA.

Jak wynaleziono kuchenkę mikrofalową.

Spencer wynalazł urządzenie do gotowania w kuchence mikrofalowej zupełnie przez przypadek. W laboratorium Raytheona w 1946 roku, kiedy stał w pobliżu

magnetronu, nagle poczuł mrowienie i że cukierek, który miał w kieszeni, topił się. Nie on pierwszy zauważył ten efekt, ale inni bali się przeprowadzać eksperymenty, a Spencer był ciekawy i zainteresowany prowadzeniem takich badań.

Położył kukurydzę obok magnetronu i po pewnym czasie zaczęła ona pękać. Obserwując ten efekt, wykonał metalowe pudełko z magnetronem do podgrzewania jedzenia. W ten sposób Percy Laberon Spencer wynalazł kuchenkę mikrofalową.

Po napisaniu raportu na temat swoich wyników Raytheon opatentował to odkrycie w 1946 roku i rozpoczął sprzedaż kuchenek mikrofalowych do celów przemysłowych.

W 1967 roku firma Raytheon Amana rozpoczęła sprzedaż domowych kuchenek mikrofalowych RadarRange. Spencer nie otrzymał żadnych tantiem za swój wynalazek, ale otrzymał jednorazową dwudolarową premię od firmy Raytheon, co było symboliczną zapłatą, jaką firma przekazała wszystkim wynalazcom firmy.

Bibliografia.

Http://shkolyaram.narod.ru/interesno3.html

Aplikacja.

Wstęp

Ogólna charakterystyka odkryć naukowych XX wieku

Najsłynniejsze odkrycia naukowe XX wieku w fizyce

Znaczenie fizyki we współczesnym świecie

Wniosek

Wykaz używanej literatury

Osobowości

Wstęp

Trafność tematu badawczego wynika z faktu, że na początku XX wieku ludzie nie byli jeszcze gotowi na przyjęcie niektórych wynalazków, które mogły już wejść do świata nauki, ale niestety przeznaczone było im wejść na świat dopiero kilka dekady później. W XX wieku dokonano wielu odkryć naukowych, być może nawet więcej niż we wszystkich poprzednich czasach. Wiedza ludzkości z roku na rok stale rośnie i jeśli trend rozwojowy się utrzyma, to nawet nie sposób sobie wyobrazić, a jednak wciąż na nas czeka.

W XX wieku najważniejszych odkryć dokonano głównie w dwóch obszarach: biologii i fizyce.

Celem niniejszej pracy jest zbadanie głównych odkryć naukowych w fizyce XX wieku.

Aby szczegółowo przestudiować ten cel, identyfikujemy następujące zadania obejmujące ten temat:

-podać ogólny opis odkryć naukowych XX wieku;

rozważyć najważniejsze odkrycia naukowe XX wieku w fizyce;

identyfikować znaczenie fizyki we współczesnym świecie;

wyciągać wnioski.

Struktura pracy. Praca składa się ze wstępu, trzech rozdziałów, zakończenia, spisu literatury, spisu terminów i osób.

1. Ogólna charakterystyka odkryć naukowych XX wieku

Jednym z najważniejszych odkryć w tej dziedzinie było odkrycie słynnego fizyka Maxa Plancka. Odkrył nierównomierne promieniowanie energii. Na podstawie tego odkrycia Einstein zaczął w 1905 roku opracowywać najważniejszą teorię efektu fotoelektrycznego. Następnie zaproponowano model budowy atomu, zgodnie z którym założono, że atom zbudowany jest na wzór układu słonecznego, w którym małe obiekty (atomy) krążą wokół dużego i ciężkiego obiektu (jądra). Ale na tym nie skończyły się rewolucyjne odkrycia; Albert Einstein w 1916 roku odkrył teorię względności, która praktycznie otworzyła oczy wszystkim naukowcom tamtych czasów. W rezultacie praktycznie udowodniono, że grawitacja nie jest wpływem pól i ciał, ale krzywizną tymczasowej przestrzeni. Wyjaśnia istnienie czarnych dziur, a także ich pochodzenie. W 1932 roku James Chadwick udowodnił istnienie neutronów. I chociaż to odkrycie doprowadziło do eksplozji bomb w Nagasaki i Hiroszimie w Japonii, pomogło także w opracowaniu pokojowego atomu, który jest obecnie aktywnie wykorzystywany w elektrowniach jądrowych. Na przykład w Niemczech ponad 70% energii elektrycznej wytwarzane jest w elektrowniach jądrowych, na świecie odsetek ten wynosi około 20%. 1947, 16 grudnia, naukowcy Brattain, Bardeen, Shockley odkryli materiał - półprzewodnik, a także jego właściwości, które są obecnie stosowane we wszystkich urządzeniach elektronicznych. W ten sposób odkryto tranzystor, jego wynalazek pomógł opracować mikroukłady, które w rzeczywistości pozwalają programować systemy elektroniczne.

Jednocześnie DNA - i choć odkrył je już w 1869 roku biolog Miescher, nawet nie przypuszczał, że przechowuje w nim wszystkie dane o stworzeniu. Ponadto DNA występuje we wszystkich żywych istotach (od roślin po dowolne zwierzę). Rosalyn Franklin odkryła strukturę cząsteczki DNA, która wyglądała jak spiralne schody. Odkryto także geny wyznaczające przyszły gatunek oraz cechy każdej osoby i stworzenia jako całości.

Mimo poprawy naszego życia, z roku na rok staje się ono coraz bardziej niebezpieczne, w związku z tym, że ludzkość przestała myśleć o bezpieczeństwie, a liczy jedynie na korzyści materialne, dochodzi do różnych kataklizmów, nawet nuklearnych: Czarnobyl, Fukushima. Wydarzenia te zmusiły Japonię do podjęcia w ciągu 7-8 lat decyzji o rezygnacji z energetyki jądrowej.

2. Najsłynniejsze odkrycia naukowe XX wieku w fizyce

Teoria względności. W roku 1905 w świecie nauki nastąpiła rewolucja, dokonano wielkiego odkrycia. Młody nieznany naukowiec pracujący w urzędzie patentowym w szwajcarskim Bernie sformułował rewolucyjną teorię. Nazywał się Albert Einstein.

Zdał sobie sprawę, że teoria Newtona, że czas i przestrzeń są stałe, jest błędna w zastosowaniu do prędkości światła. To zapoczątkowało formułowanie tego, co nazwał teorią względności.

Kilka miesięcy po opublikowaniu swojej teorii względności Einstein dokonał kolejnego wielkiego odkrycia: najsłynniejszego równania wszechczasów =mc2. Jest to prawdopodobnie najsłynniejsza formuła na świecie. W teorii względności Einstein udowodnił, że po osiągnięciu prędkości światła warunki życia ciała zmieniają się w niewyobrażalny sposób: czas zwalnia, przestrzeń kurczy się, a masa wzrasta. Im większa prędkość, tym większa masa ciała. Pomyśl tylko, energia ruchu powoduje, że jesteś cięższy. Masa zależy od prędkości i energii. Einstein wyobraził sobie latarkę emitującą wiązkę światła. Wiadomo dokładnie, ile energii wydobywa się z latarki. Jednocześnie pokazał, że latarka stała się lżejsza, tj. stało się jaśniejsze, gdy zaczęło emitować światło. Oznacza to E – energia latarki zależy od m – masy w proporcji równej c2. To proste.

Teoria kwantowa. Skok kwantowy jest najmniejszym możliwym skokiem w przyrodzie, a jednak jego odkrycie było największym przełomem w myśli naukowej.

W świecie subatomowym atomy i ich składniki istnieją według zupełnie innych praw niż duże ciała materialne. Niemiecki naukowiec Max Planck opisał te prawa w swojej teorii kwantowej.

Teoria kwantowa pojawiła się na samym początku XX wieku, kiedy nastąpił kryzys fizyki klasycznej. Odkryto wiele zjawisk, które są sprzeczne z prawami Newtona. Madame Curie na przykład odkryła rad, który sam świeci w ciemności; energia wzięła się znikąd, co jest sprzeczne z prawem zachowania energii. W 1900 roku ludzie wierzyli, że energia jest ciągła, a elektryczność i magnetyzm można dzielić na absolutnie dowolne części w nieskończoność. A wielki fizyk Max Planck odważnie stwierdził, że energia istnieje w określonych objętościach – kwantach.

Jeśli wyobrazimy sobie, że światło istnieje tylko w tych objętościach, wówczas wiele zjawisk nawet na poziomie atomowym stanie się jasnych. Energia jest uwalniana sekwencyjnie i w określonej ilości. Nazywa się to efektem kwantowym i oznacza, że energia ma charakter falowy.

W 1925 roku austriacki fizyk Erwin Schrödinger ostatecznie wymyślił równanie falowe opisujące ruch elektronów. Nagle stało się możliwe zajrzenie do wnętrza atomu. Okazuje się, że atomy są zarówno falami, jak i cząstkami, ale jednocześnie nietrwałymi.

Wkrótce Max Born, kolega Einsteina, zrobił rewolucyjny krok: zadał pytanie – jeśli materia jest falą, to co się w niej zmienia? Born zasugerował, że zmienia się prawdopodobieństwo określenia położenia ciała w danym punkcie.

Pomimo całej dziwności i niepewności teoria kwantowa pozostaje naszym najlepszym jak dotąd zrozumieniem świata subatomowego.

Neutron. Atom jest tak mały, że trudno go sobie wyobrazić. Jedno ziarnko piasku zawiera 72 tryliony atomów. Odkrycie atomu doprowadziło do kolejnego odkrycia.

Na początku XX wieku Ernest Rutherford przeprowadził eksperyment mający na celu dalsze zbadanie struktury atomu. Skierował radioaktywne cząstki alfa na złotą folię. Chciał wiedzieć, co się stanie, gdy cząstki alfa zderzą się ze złotem. Naukowiec nie spodziewał się niczego specjalnego, gdyż sądził, że większość cząstek alfa przejdzie przez złoto bez odbicia i zmiany kierunku.

Dzięki odkryciu Rutherforda naukowcy dowiedzieli się, że atom składa się z jądra, protonów i elektronów. To zdjęcie zostało dokończone przez Jamesa Chadwicka, ucznia Rutherforda. Odkrył neutron.

Odkrycie neutronu było największym osiągnięciem naukowym. W 1939 roku grupa naukowców pod przewodnictwem Enrico Fermiego wykorzystała neutron do rozszczepienia atomu, otwierając drzwi do ery technologii nuklearnej.

Nadprzewodniki. Fermilab posiada jeden z największych na świecie akceleratorów cząstek. To 7-kilometrowy podziemny pierścień, w którym cząstki subatomowe rozpędzane są do prędkości niemal prędkości światła, a następnie zderzają się. Stało się to możliwe dopiero po pojawieniu się nadprzewodników.

Nadprzewodniki odkryto około 1909 roku. Holenderski fizyk Heike Kamerlingh Onnes jako pierwszy odkrył, jak zamienić hel z gazu w ciecz. Następnie mógł użyć helu jako cieczy zamrażającej, ale chciał zbadać właściwości materiałów w bardzo niskich temperaturach. W tamtym czasie ludzie byli zainteresowani tym, jak opór elektryczny metalu zależy od temperatury – czy rośnie, czy spada.

Teraz głównym zadaniem jest znalezienie nadprzewodników, które działałyby w wyższych temperaturach i wymagałyby mniejszych kosztów.

Twaróg. Odkrycie to jest poszukiwaniem najmniejszych cząstek materii we Wszechświecie.

Najpierw odkryto elektron, potem proton, a na końcu neutron. Teraz nauka stworzyła nowy model atomu, z którego składa się każde ciało.

Wraz z rozwojem akceleratorów, które potrafią rozbijać cząstki subatomowe z prędkością światła, człowiek zdał sobie sprawę z istnienia dziesiątek innych cząstek, na które rozbite zostały atomy. Fizycy zaczęli nazywać to wszystko „zoo cząstek”.

Założył, że neutron czy proton nie są cząstkami elementarnymi, jak wielu sądziło, ale składają się z jeszcze mniejszych cząstek – kwarków – o niezwykłych właściwościach.

Mamy więc cztery siły oddziaływania fundamentalnego: grawitację, elektromagnetyzm, przyciąganie jądrowe (siła słaba) i energia jądrowa (siła silna). Dwie ostatnie nazywane są siłami kwantowymi, a ich opisy można połączyć w coś, co nazywa się modelem standardowym. Może to być najbrzydsza teoria w historii nauki, ale rzeczywiście jest możliwa na poziomie subatomowym. Teoria modelu standardowego twierdzi, że jest najwyższa, ale to nie przeszkadza jej być brzydką. Z drugiej strony mamy grawitację – wspaniały, cudowny układ, jest piękny aż do łez – fizycy dosłownie płaczą, gdy widzą wzory Einsteina. Dążą do zjednoczenia wszystkich sił natury w jedną teorię i nazywają ją „teorią wszystkiego”. Połączyłaby wszystkie cztery moce w jedną supermoc, która istniała od zarania dziejów.

Właściwości falowe elektronów. Kiedy w 1911 roku Bohr i Rutherford zaproponowali model atomu bardzo podobny do Układu Słonecznego, wydawało się, że poznaliśmy wszystkie tajemnice materii. Rzeczywiście, na jego podstawie, biorąc pod uwagę dodatki Einsteina i Plancka dotyczące natury światła, naukowcom udało się obliczyć widmo atomu wodoru. Jednak trudności pojawiły się już z atomem helu. Obliczenia teoretyczne różniły się istotnie od danych eksperymentalnych.

Niemiecki fizyk Heisenberg odkrył, że nie da się jednocześnie określić położenia i prędkości elektronów. Im dokładniej określimy prędkość elektronu, tym bardziej niepewne staje się jego położenie. Zależność tę nazwano zasadą nieoznaczoności Heisenberga. Na tym jednak nie skończyła się dziwność elektronów. Już w latach dwudziestych fizycy wiedzieli, że światło ma właściwości zarówno fal, jak i cząstek. Dlatego francuski naukowiec de Broglie zasugerował w 1923 roku, że inne cząstki elementarne, w szczególności elektrony, mogą mieć podobne właściwości. Udało mu się przeprowadzić szereg eksperymentów, które potwierdziły właściwości falowe elektronu.

Podział atomowy. Lata trzydzieste ubiegłego wieku można nazwać radioaktywnymi. Wszystko zaczęło się w 1920 roku, kiedy Ernest Rutherford postawił hipotezę, że dodatnio naładowane protony są utrzymywane w jądrze atomu przez pewne cząstki o ładunku obojętnym. Rutherford zaproponował nazwanie tych cząstek neutronami.

Założenie to zostało zapomniane przez fizyków na wiele lat. Przypomniano sobie o tym dopiero w 1930 roku, kiedy niemieccy fizycy Bothe i Becker zauważyli, że podczas napromieniania boru lub berylu cząsteczkami alfa pojawiało się niezwykłe promieniowanie.

Styczeń 1932 Frederic i Irène Joliot-Curie skierowali promieniowanie Bothe-Beckera na ciężkie atomy. Jak się okazało, pod wpływem tego promieniowania atomy stały się radioaktywne. W ten sposób odkryto sztuczną radioaktywność. James Chadwick powtórzył eksperymenty małżonków Joliot-Curie i odkrył, że winne są pewne neutralnie naładowane cząstki o masie zbliżonej do protonu. Neutralność elektryczna pozwala tym cząstkom swobodnie przenikać do jądra atomu i destabilizować je. Odkrycie to umożliwiło stworzenie zarówno pokojowych elektrowni jądrowych, jak i najbardziej niszczycielskiej broni - bomby atomowej.

Półprzewodniki i tranzystory. 16 grudnia 1947 roku inżynierowie z amerykańskiej firmy AT&T Bell Laboratories William Shockley, John Bardeen i Walter Brattain byli w stanie kontrolować duży prąd za pomocą małego prądu. Tego dnia wynaleziono tranzystor – małe urządzenie składające się z dwóch złączy p-n skierowanych ku sobie.

Umożliwiło to stworzenie urządzenia mogącego kontrolować prąd. Tranzystor zastąpił lampy próżniowe, co pozwoliło znacznie zmniejszyć zarówno wagę sprzętu, jak i energię elektryczną pobieraną przez urządzenia. Utorował drogę chipom logicznym, co doprowadziło do powstania pierwszego mikroprocesora w 1971 roku. Dalszy rozwój mikroelektroniki umożliwił stworzenie nowoczesnych procesorów do komputerów.

Eksploracja kosmosu. 4 października 1957 roku Związek Radziecki wystrzelił pierwszego na świecie sztucznego satelitę. I choć był bardzo mały i nie miał na pokładzie praktycznie żadnego sprzętu naukowego, to właśnie od tego momentu ludzkość wkroczyła w erę kosmiczną. Niecałe cztery lata minęły od chwili, gdy 12 kwietnia 1961 roku człowiek poleciał w kosmos. I znowu Związkowi Radzieckiemu udało się wyprzedzić Stany Zjednoczone i wysłać pierwszego kosmonautę, Jurija Gagarina, na orbitę wokół naszej planety, zanim ktokolwiek inny. Wydarzenie to pobudziło postęp naukowy i technologiczny. Dwie wielkie potęgi rozpoczęły wyścig w eksploracji kosmosu. Kolejnym celem było wylądowanie człowieka na Księżycu. Aby zrealizować ten projekt, potrzeba było wielu wynalazków. Amerykańscy projektanci świętowali już tutaj swoje zwycięstwo.

Początkowo kosmos był po prostu kosztownym projektem, z którego zwrot był niezwykle mały. Jednak stopniowa eksploracja kosmosu pozwoliła ludzkości stworzyć systemy, bez których nasze życie nie jest już możliwe. Szczególny postęp nastąpił w obszarach przewidywania pogody, badań geologicznych, komunikacji i pozycjonowania na powierzchni planety. Dzięki temu wystrzeliwanie satelitów kosmicznych stało się opłacalne komercyjnie.

Nanorurki węglowe. W 1985 roku badacze Robert Curl, Heath O Brian, Harold Croteau i Richard Smalley badali widma masowe par grafitu wytwarzanych przez ekspozycję laserową. W ten sposób odkryto nowe odmiany węgla, zwane „fullerenem” (na cześć inżyniera Buckminstera Fullera) i „rugbenem” (ponieważ jego cząsteczka przypomina piłkę do rugby).

Te unikalne formacje mają wiele przydatnych właściwości fizycznych, dlatego są szeroko stosowane w różnych urządzeniach. Jednak nie to jest najważniejsze. Naukowcy opracowali technologię wytwarzania nanorurek z odmian węgla – skręconych i usieciowanych warstw grafitu. Uzyskano już nanorurki o długości 1 centymetra i średnicy 5-7 nanometrów! Co więcej, takie nanorurki mają różnorodne właściwości fizyczne – od półprzewodnikowych po metaliczne.

Na ich podstawie uzyskano nowe materiały do wyświetlaczy i komunikacji światłowodowej. Ponadto w medycynie nanorurki wykorzystuje się do dostarczania substancji biologicznie czynnych w wybrane miejsce w organizmie. Na ich podstawie opracowano ogniwa paliwowe i ultraczułe czujniki chemiczne, a także wiele innych przydatnych urządzeń.

Zatem mówiąc o roli fizyki, podkreślamy trzy główne punkty. Po pierwsze, fizyka jest najważniejszym źródłem wiedzy o otaczającym nas świecie. Po drugie, fizyka, stale poszerzając i pomnażając możliwości człowieka, zapewnia mu pewny postęp na ścieżce postępu technicznego. Po trzecie, fizyka wnosi znaczący wkład w rozwój duchowego obrazu człowieka, kształtuje jego światopogląd i uczy poruszania się po skali wartości kulturowych. Dlatego będziemy mówić odpowiednio o potencjale naukowym, technicznym i humanitarnym fizyki.

Te trzy potencjały zawsze były zawarte w fizyce. Ale szczególnie wyraźnie i silnie objawiły się one w fizyce XX wieku, która z góry przesądziła o niezwykle ważnej roli, jaką fizyka zaczęła odgrywać we współczesnym świecie.

Fizyka jako najważniejsze źródło wiedzy o otaczającym nas świecie. Jak wiadomo, fizyka bada najbardziej ogólne właściwości i formy ruchu materii. Szuka odpowiedzi na pytania: jak działa otaczający nas świat; Jakim prawom podlegają zjawiska i procesy w nim zachodzące? Próbując zrozumieć „pierwsze zasady rzeczy” i „podstawowe przyczyny zjawisk”, fizyka w procesie swojego rozwoju stworzyła najpierw mechaniczny obraz świata (XVIII - XIX wiek), a następnie obraz elektromagnetyczny ( druga połowa XIX – początek XX w.) i wreszcie współczesny obraz świata fizycznego (połowa XX w.).

3. Znaczenie fizyki we współczesnym świecie

Ostatnie dziesięciolecia były uboższe w odkrycia niż kiedykolwiek wcześniej w historii ludzkości. Praktycznie w żadnej dziedzinie wiedzy nie pojawiło się nic zasadniczo nowego, a jedynie kontynuacja tego, co już zostało zrobione, logiczne konsekwencje starych odkryć. I oczywiście nowe technologie, oparte ponownie na tych samych, już znanych faktach. Fizyka wysoka wzięła urlop i większość naukowców pracuje nad problemami stosowanymi.

U zarania nauk fizyka była częścią filozofii i była nie tyle nauką „ścisłą”, jak się ją obecnie powszechnie nazywa, ale nauką opisową. Nie było „dokładnego” języka, który mógłby sprowadzić fizykę do wspólnego mianownika i uczynić ją mniej spekulatywną. Oznacza to, że nie było matematyki odpowiadającej teoriom fizycznym.

Brak matematyki nie przeszkodził jednak w stworzeniu teorii atomowej Leucyppusa-Demokryta, ani też nie był przeszkodą dla Lukrecjusza, który potrafił szczegółowo i w bardzo przystępny sposób przedstawić tę teorię. Ale według informacji, które do nas dotarły, Demokryt w żadnym wypadku nie był uczniem słynnych filozofów i materialistów tamtych czasów. Wręcz przeciwnie, w jego szkolenie zajmowali się magowie i Chaldejczycy. I studiował nie tylko dwa razy dwa, ale także teorię lewitacji, czytanie myśli na odległość, teleportację i inne absolutnie niesamowite rzeczy, które współczesna tradycyjna nauka niemal całkowicie odrzuca jako nieistniejące, baśniowe fantazje. A jednak to właśnie te „fantazje” umożliwiły stworzenie jednej z najbardziej materialistycznych teorii. Wydawałoby się to niewiarygodne! Ale jak widać, jest to nie tylko możliwe, ale fakt osiągnięty. Fizyka współczesna, jako nauka podstawowa, znajduje się w stanie głębokiego kryzysu. Dziś nie stało się to wiadome. Niemal od początku XX wieku wielu naukowców próbowało zwrócić uwagę na prosty fakt: fizyka znalazła się w ślepym zaułku; aparat matematyczny, który pierwotnie był językiem fizyki, stał się tak uciążliwy, że już nie tak bardzo opisywać zjawiska fizyczne maskując ich istotę. Co więcej, ten aparat matematyczny jest beznadziejnie przestarzały i zacofany; przy jego pomocy nie da się opisać, a tym bardziej wyjaśnić wielu zaobserwowanych zjawisk, wyników i istoty przeprowadzanych eksperymentów i tak dalej.

Jak język pojawia się i ewoluuje? Jeśli spojrzymy na to w sposób uproszczony, to pojawienie się języka jest konsekwencją złożoności życia codziennego i wzrostu ilości wiedzy. U zarania cywilizacji komunikacja słuchowa była jedynie uzupełnieniem; całkiem możliwe było porozumiewanie się za pomocą języka gestów i ruchów ciała. Jednak ilość informacji stale rosła i trzeba było poświęcać zbyt dużo czasu na jej opisanie i przekazanie za pomocą języka migowego, a dokładność przekazu pozostawiała wiele do życzenia (wyobraźcie sobie przez chwilę, jak np. osoba niepełnosprawna, ugryziona podczas polowania przez tygrysa szablozębnego, mogłaby wyjaśnić nowe zasady działania urządzenia-pułapki – bardzo trudno będzie go zrozumieć, ponieważ ma ograniczone możliwości gestykulacji). Ale słuchowa transmisja informacji nie miała takich wad i zaczęła się szeroko rozprzestrzeniać. Każdy przedmiot zaczął odpowiadać konkretnemu symbolowi-słowu.

Gdyby ludzkość poprzestała na języku migowym, najprawdopodobniej dałoby się ustalić jakieś w miarę cywilizowane życie, ale musielibyśmy zapomnieć o rozwoju nauki. Zastanów się, jak za pomocą gestów wyrazić pojęcie cybernetyki, jak wytłumaczyć, czym jest komputer? Ponownie, rozwój nauki i technologii wymaga odpowiedniej ewolucji języka. Wyobraź sobie, że nie pojawiło się słowo „komputer” ani żaden inny jego substytut. Jak musiałbyś wyjaśnić, o czym mówimy? „Urządzenie elektroniczne potrafiące liczyć i rozwiązywać problemy logiczne, wyposażone w prostokątny ekran i komplet klawiszy”? Zgadzam się, to nie tylko brzmi szalenie, ale jest również wyjątkowo niewygodne dla użytkownika. Gdybyśmy za każdym razem, gdy mówimy o komputerze, musieli go opisywać za pomocą tak kłopotliwego zestawu symboli, musielibyśmy zapomnieć o jakimkolwiek rozwoju cybernetyki.

Ale właśnie taka sytuacja rozwinęła się w fizyce, której język – matematyka – pozostał w tyle i nie jest już w stanie opisać obserwowanych zjawisk. Uciążliwe i niestrawne formuły przypominają powyższy opis komputera: są tak samo „wygodne” w pracy i tak samo „całkowicie” opisują przedmiot, którego są symbolem.

W rezultacie pozostaje albo odłożyć na bok próby dalszego zrozumienia świata – do czasu, aż matematyka zacznie radzić sobie ze swoją… nie, nie zadaniem, misją; lub użyj metody Demokryta i opisz zjawiska za pomocą minimalnej matematyki.

Wniosek

Możemy zatem stwierdzić, że na początku XX wieku ludzie nie mogli sobie nawet wyobrazić, czym jest samochód, telewizor czy komputer. Odkrycia naukowe XX wieku wywarły znaczący wpływ na całą ludzkość. W XX wieku dokonano więcej odkryć naukowych niż we wszystkich poprzednich stuleciach. Wiedza człowieka rośnie w szybkim tempie, dlatego można śmiało powiedzieć, że jeśli ten trend się utrzyma, to w XXI wieku dokonanych zostanie jeszcze więcej odkryć naukowych, które mogą radykalnie zmienić życie człowieka.

Jednocześnie nie trzeba udowadniać, że współczesny światopogląd jest ważnym składnikiem kultury ludzkiej. Każdy kulturalny człowiek powinien mieć przynajmniej ogólne pojęcie o tym, jak działa świat, w którym żyje. Jest to konieczne nie tylko dla ogólnego rozwoju. Miłość do natury zakłada szacunek dla procesów w niej zachodzących, a do tego trzeba zrozumieć prawa, według których one zachodzą. Mamy wiele pouczających przykładów, kiedy natura ukarała nas za naszą niewiedzę; Najwyższy czas nauczyć się z tego wyciągać wnioski. Nie należy także zapominać, że znajomość praw natury jest skuteczną bronią w walce z ideami mistycznymi i stanowi podstawę wychowania ateistycznego.

Współczesna fizyka wnosi znaczący wkład w rozwój nowego stylu myślenia, który można nazwać myśleniem planetarnym. Porusza kwestie o wielkim znaczeniu dla wszystkich krajów i narodów. Należą do nich np. problemy powiązań słońce-ziemi związane z wpływem promieniowania słonecznego na magnetosferę, atmosferę i biosferę Ziemi; prognozy fizycznego obrazu świata po katastrofie nuklearnej, jeżeli do niej dojdzie; globalne problemy środowiskowe związane z zanieczyszczeniem Oceanu Światowego i atmosfery ziemskiej.

Podsumowując, zauważamy, że fizyka wpływając na samą naturę myślenia, pomagając poruszać się po skali wartości życiowych, ostatecznie przyczynia się do kształtowania adekwatnej postawy wobec otaczającego nas świata, a w szczególności aktywnej pozycji życiowej. Ważne jest, aby każdy wiedział, że świat jest w zasadzie poznawalny, że przypadek nie zawsze jest szkodliwy, że w świecie nasyconym przypadkiem nawigacja i praca są konieczne i możliwe, że w tym zmieniającym się świecie istnieją jednak „punkty odniesienia”, niezmienniki (niezależnie od tego, jakie zmiany i energia zostaną zachowane), że w miarę pogłębiania się wiedzy obraz nieuchronnie staje się bardziej złożony, staje się bardziej dialektyczny, tak że wczorajsze „podziały” nie są już odpowiednie.

Jesteśmy zatem przekonani, że współczesna fizyka rzeczywiście kryje w sobie potężny potencjał humanitarny. Nie można uznać za zbytnią przesadę słów amerykańskiego fizyka I. Rabiego: „Fizyka stanowi rdzeń wychowania humanitarnego naszych czasów”.

odkrycie naukowe fizyki

Wykaz używanej literatury

1.Ankin D.V. Aktualne problemy teorii poznania. Jekaterynburg: Uniwersytet Uralski, 2013 - 69 s.

2.Baturin VK. Podstawy teorii poznania i współczesnej filozofii nauki: monografia. Odintsovo: Instytut Humanitarny Odintsovo, 2010 - 244 s.

.Illarionov S.V. Teoria wiedzy i filozofia nauki / S. V. Illarionov. Moskwa: ROSSPEN, 2007 – 535 s.

.Kulikova O.B. Filozofia wiedzy: analiza głównych problemów. Ogólna charakterystyka metod wiedzy naukowej: Iwanowo: Uniwersytet Państwowy w Iwanowie. Uniwersytet Energetyczny im. W I. Lenin, 2009 - 91 s.

.Kuraszow V.I. Filozofia teoretyczna i praktyczna w możliwie najkrótszym skrócie. Moskwa: Uniwersytet. Dom Książki, 2007 - 131 s.

.Motroshilova N.V. Filozofia rosyjska lat 50. i 80. XX wieku oraz myśl zachodnia. Moskwa: Acad. projekt, 2012 - 375 s.

.Orłow V.V. Historia ludzkiej inteligencji. Perm: stan Perm. uniw., 2007 - 187 s.

.Starostin A.M. Wiedza społeczna i humanitarna w kontekście innowacji filozoficznych. Rostów nad Donem: Donizdat, 2013-512 s.

.Tetyuev L.I. Filozofia teoretyczna: problem wiedzy: Współczesne dyskusje wokół teorii poznania. Saratów: Nauka, 2010 - 109 s.

10.Szczedrina T.G. Filozofia wiedzy. Moskwa: ROSSPEN, 2010 – 663 s.

Warunki

1.CIAŁO ABSOLUTNE CZARNE to model ciała całkowicie pochłaniającego wszelkie promieniowanie elektromagnetyczne padające na jego powierzchnię. Najbliższym przybliżeniem ciała doskonale czarnego jest urządzenie składające się z zamkniętej wnęki z otworem, którego wymiary są małe w porównaniu z wymiarami samej wnęki.

2.ADATOM - atom na powierzchni kryształu.

.PRZYBLIŻENIE ADIABATYCZNE - przybliżenie w teorii ciał stałych, w którym ruch rdzeni jonów sieci krystalicznej uważany jest za zaburzenie.

.AKCEPTOR – zanieczyszczenie materiału półprzewodnikowego wychwytujące wolny elektron.

.CZĄSTECZKA ALFA (α- cząstka) - jądro atomu helu. Zawiera dwa protony i dwa neutrony. Przez emisję α- cząstkom towarzyszy jedna z przemian radioaktywnych (rozpad alfa jąder) niektórych pierwiastków chemicznych.

.ANNIHILACJA to jeden z rodzajów wzajemnej konwersji cząstek elementarnych, podczas którego cząstka i odpowiadająca jej antycząstka zamieniają się w promieniowanie elektromagnetyczne.

.ANTYCZĄSTECZKI to cząstki elementarne, które różnią się od odpowiadających im cząstek znakiem ładunku elektrycznego, barionowego i leptonowego, a także innymi cechami.

.ŁADUNEK BARYONOWY (liczba barionowa) (b) - charakterystyczny dla cząstek elementarnych, równy +1 dla barionów, -1 dla antybarionów i 0 dla wszystkich pozostałych cząstek.

.CZĄSTECZKA BETA - elektron emitowany podczas rozpadu beta. Strumień cząstek beta to rodzaj promieniowania radioaktywnego o sile przenikania większej niż cząstki alfa, ale mniejszej niż promieniowanie gamma.

10.PASMO WALENCYJNE – pasmo elektronów walencyjnych, w temperaturze zerowej, w półprzewodniku wewnętrznym jest całkowicie wypełnione.

11.ATOMY WODORODOBNE - jony składające się podobnie jak atom wodoru z jądra i jednego elektronu. Należą do nich jony pierwiastków o liczbie atomowej Z większej lub równej 2, które utraciły wszystkie elektrony z wyjątkiem jednego: He+, Li2+ itp.

.STAN WZBUDZENIA układu kwantowego (atom, cząsteczka, jądro atomowe itp.) to stan niestabilny o energii przekraczającej energię stanu podstawowego (zerowego).

.CHARAKTERYSTYKA WOLTO-AMP - zależność prądu od napięcia. Główna cecha każdego urządzenia półprzewodnikowego.

.PROMIENIOWANIE STYMULOWANE (promieniowanie indukowane) to promieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez wzbudzone atomy lub cząsteczki pod wpływem promieniowania zewnętrznego o tej samej częstotliwości. Emitowane promieniowanie stymulowane pokrywa się z promieniowaniem napędowym nie tylko pod względem częstotliwości, ale także kierunku propagacji, polaryzacji i fazy, nie różniąc się od niego w żaden sposób.

.Gal jest pierwiastkiem piątej grupy układu okresowego pierwiastków.

.EFEKTY GALWANOMAGNETYCZNE - efekty związane z działaniem pola magnetycznego na właściwości elektryczne (galwaniczne) przewodników stałych.

.PROMIENIOWANIE GAMMA (kwanty gamma) – krótkofalowe promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali mniejszej niż 2 × 10-10 m.

.HYPERONY to cząstki elementarne należące do klasy barionów wraz z nukleonami (proton, neutron). Hiperony są masywniejsze niż nukleony i mają niezerową charakterystykę cząstek elementarnych zwaną obcością.

.GŁÓWNA LICZBA KWANTOWA (n) jest liczbą całkowitą określającą możliwe wartości energii stanów stacjonarnych atomów wodoru i atomów wodoropodobnych.

.DWWYMIAROWY GAZ ELEKTRONOWY - gaz elektronowy znajdujący się w studni potencjału ograniczającej ruch wzdłuż jednej ze współrzędnych.

.DEUTERIUM jest ciężkim, stabilnym izotopem wodoru o liczbie masowej 2. Zawartość naturalnego wodoru wynosi 0,156% (m/m).

.DEUTRON to jądro atomu deuteru. Składa się z jednego protonu i jednego neutronu.

.WAD MASY to różnica pomiędzy sumą mas cząstek (ciał) tworzących połączony układ a masą całego tego układu.

.WADY KRYSZTAŁU - każde naruszenie okresowości kryształu.

.DIVACANCE - konglomerat defektów krystalicznych, składający się z dwóch wakatów.

.DIODA jest urządzeniem półprzewodnikowym z dwiema elektrodami.

.DYSLOKACJA - wada liniowa kryształu.

.NIEZGODNOŚĆ DYSLOKACJA to jeden z rodzajów defektów liniowych w krysztale, gdy do sieci krystalicznej wstawiona jest dodatkowa półpłaszczyzna.

.DAWKA PROMIENIOWANIA to wielkość fizyczna będąca miarą narażenia organizmów żywych na promieniowanie radioaktywne lub cząstki wysokoenergetyczne. Wyróżnia się dawkę promieniowania pochłoniętą, dawkę równoważną i dawkę ekspozycyjną.

.DONOR – rodzaj domieszki dostarczającej wolne elektrony.

.DZIURA – kwazicząstka w ciele stałym o ładunku dodatnim równym w wartości bezwzględnej ładunkowi elektronu.

.PRZEWODNICTWO DZIUROWE - w półprzewodniku o przewodności typu p, największy udział w przewodnictwie mają nośniki ładunku.

.SEMICONDUCTOR HOLE - półprzewodnik o przewodności typu p, głównymi nośnikami prądu są dziury.

.PRAWO ROZPADU RADIOAKTYWNEGO - Liczba nierozłożonych jąder radioaktywnych w dowolnej próbce zmniejsza się o połowę po każdym przedziale czasu, zwanym okresem półtrwania.

.PRAWO PRZESUNIĘCIA WINA – wraz ze wzrostem temperatury maksymalna energia w widmie promieniowania ciała absolutnie czarnego przesuwa się w stronę fal krótszych, a ponadto w taki sposób, że iloczyn długości fali, przy której spada maksymalna energia promieniowania i bezwzględnej temperatura ciała jest stała.

.PRAWO STEPHANA-BOLZMANNA - energia emitowana w ciągu sekundy na jednostkę powierzchni ciała absolutnie czarnego jest wprost proporcjonalna do czwartej potęgi jego temperatury bezwzględnej.

.GATE - elektroda sterująca w tranzystorze polowym.

.STREFA to termin z teorii pasm, który oznacza zakres dozwolonych wartości energii, jakie mogą przyjąć elektrony lub dziury.

.TEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH to jednoelektronowa teoria potencjału okresowego, która wyjaśnia wiele właściwości elektrofizycznych półprzewodników. Stosuje przybliżenie adiabatyczne.

.REKOMBINACJA PROMIENIOWA - rekombinacja z emisją jednego lub większej liczby fotonów po śmierci pary elektron-dziura; źródło promieniowania w diodach LED i diodach laserowych.

.IZOTOPY to odmiany danego pierwiastka chemicznego, różniące się liczbą masową jąder. Jądra izotopów tego samego pierwiastka zawierają tę samą liczbę protonów, ale inną liczbę neutronów. Mając tę samą strukturę powłok elektronowych, izotopy mają prawie identyczne właściwości chemiczne. Jednak izotopy mogą znacznie różnić się właściwościami fizycznymi.

.WTRYSK jest zjawiskiem prowadzącym do pojawienia się w półprzewodniku nośników nierównowagowych podczas przepływu prądu elektrycznego przez złącze p-n lub heterozłącze.

.PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE to promieniowanie, którego oddziaływanie z ośrodkiem prowadzi do jonizacji jego atomów i cząsteczek. Jest to promieniowanie rentgenowskie i γ- promieniowanie, przepływy β- cząstki, elektrony, pozytony, protony, neutrony itp. Promieniowanie widzialne i ultrafioletowe nie jest klasyfikowane jako promieniowanie jonizujące.

.ŹRÓDŁO to termin odnoszący się do jednego ze styków tranzystora polowego.

.KWANT ŚWIATŁA (foton) – część energii promieniowania elektromagnetycznego, cząstka elementarna będąca częścią promieniowania elektromagnetycznego, nośnik oddziaływania elektromagnetycznego.

.KWARKI to punktowe, pozbawione struktury formacje spokrewnione z cząstkami prawdziwie elementarnymi, które zostały wprowadzone w celu usystematyzowania licznych (ponad stu) cząstek elementarnych odkrytych w XX wieku (elektron, proton, neutron itp.). Cechą charakterystyczną kwarków, niespotykaną w innych cząstkach, jest ułamkowy ładunek elektryczny, stanowiący wielokrotność 1/3 ładunku elementarnego. Próby wykrycia kwarków w stanie swobodnym nie zakończyły się sukcesem.

.DUALIZM SZCZEGÓŁOWY-FALOWY jest uniwersalną właściwością przyrody, która polega na tym, że w zachowaniu mikroobiektów pojawiają się zarówno cechy korpuskularne, jak i falowe.

.WSPÓŁCZYNNIK MNOŻENIA NEUTRONÓW jest charakterystyką łańcuchowego procesu rozpadu jąder promieniotwórczych, równą stosunkowi liczby neutronów w dowolnej generacji reakcji łańcuchowej do liczby neutronów, które je wygenerowały w poprzedniej generacji.

.CZERWONA GRANICA EFEKTU FOTOGRAFICZNEGO to minimalna częstotliwość światła ν0 lub maksymalna długość fali λ0, w którym efekt fotoelektryczny jest nadal możliwy.

.KRZEM jest półprzewodnikiem, głównym materiałem współczesnego przemysłu półprzewodników.

.CRYSTAL to wyidealizowany model bryły o symetrii translacyjnej.

.MASA KRYTYCZNA to minimalna masa paliwa jądrowego, przy której możliwa jest reakcja łańcuchowa rozszczepienia jądrowego.

.LASER (optyczny generator kwantowy) to źródło światła działające na zasadzie emisji wymuszonej.

.SPECTRA LINII to widma optyczne składające się z pojedynczych linii widmowych. Widma liniowe są charakterystyczne dla promieniowania ogrzanych substancji znajdujących się w gazowym stanie atomowym (ale nie molekularnym).

.LUMINESCENCJA to promieniowanie elektromagnetyczne ciała o nadmiernej wartości powyżej temperatury (zimny blask), spowodowane albo bombardowaniem substancji elektronami (katodoluminescencja), albo przepuszczaniem prądu elektrycznego przez substancję (elektroluminescencja), albo działaniem pewnego rodzaju napromieniowania (fotoluminescencja).

.LUMINOFORY to substancje stałe i ciekłe, zdolne do emitowania światła pod wpływem przepływów elektronów (katodoluminofory), promieniowania ultrafioletowego (fotoluminofory) itp.

.LICZBA MASY to liczba nukleonów (protonów i neutronów) w jądrze atomowym. Liczba masowa jest równa względnej masie atomowej pierwiastka, zaokrąglonej do najbliższej liczby całkowitej. Dla liczby masowej istnieje prawo zachowania, które jest szczególnym przypadkiem prawa zachowania ładunku barionowego.

.NEUTRINO to lekka (prawdopodobnie bezmasowa) cząstka elektrycznie obojętna, która uczestniczy jedynie w oddziaływaniach słabych i grawitacyjnych. Charakterystyczną właściwością neutrin jest ich ogromna zdolność penetracji. Uważa się, że cząstki te wypełniają całą przestrzeń kosmiczną ze średnią gęstością około 300 neutrin na 1 cm3.

.NEUTRON jest elektrycznie obojętną cząstką o masie 1839 razy większej od elektronu. Wolny neutron to niestabilna cząstka, która rozpada się na proton i elektron. Neutron jest jednym z nukleonów (wraz z protonem) i wchodzi w skład jądra atomowego.

.WIDMO CIĄGŁE (widmo ciągłe) to widmo zawierające ciągłą sekwencję wszystkich częstotliwości (lub długości fal) promieniowania elektromagnetycznego, płynnie przechodzących w siebie.

.NUKLEOSYNTEZA to ciąg reakcji jądrowych prowadzących do powstania coraz cięższych jąder atomowych z innych, lżejszych.

.NUKLEONY to ogólna nazwa protonów i neutronów – cząstek, z których zbudowane są jądra atomowe.

.PRZEJŚCIA OPTYCZNE - przejścia elektronu w ciele stałym pomiędzy stanami o różnych energiach z emisją lub absorpcją światła.

.STAN PODSTAWOWY to stan atomu, cząsteczki lub innego układu kwantowego o najniższej możliwej energii wewnętrznej. W przeciwieństwie do stanów wzbudzonych stan podstawowy jest stabilny.

.GŁÓWNE NOŚNE - rodzaj nośników ładunku dominujących w półprzewodniku.

.PÓŁ-ŻYCIE to okres, podczas którego pierwotna liczba jąder radioaktywnych zmniejsza się średnio o połowę. Dla różnych pierwiastków może przyjmować wartości od wielu miliardów lat do ułamków sekundy.

.POSITRON jest cząstką elementarną o ładunku dodatnim równym ładunkowi elektronu i masie równej masie elektronu. Jest antycząstką elektronu.

.WIDMA BRIPPED to widma optyczne cząsteczek i kryształów składające się z szerokich pasm widmowych, których położenie jest różne dla różnych substancji.

.POSTULATY BOHRA stanowią podstawowe założenia „starej” teorii kwantowej – teorii atomu, opracowanej w 1913 roku przez duńskiego fizyka Bohra.

.PROTON jest dodatnio naładowaną cząstką elementarną o masie 1836 razy większej niż masa elektronu; jądro atomu wodoru. Proton (wraz z neutronem) jest jednym z nukleonów i wchodzi w skład jąder atomowych wszystkich pierwiastków chemicznych.

.PRACA PRACA – minimalna praca, jaką należy wykonać, aby przenieść elektron z substancji stałej lub ciekłej do próżni. Funkcja pracy zależy od rodzaju substancji i stanu jej powierzchni.

.RADIOAKTYWNOŚĆ to zdolność niektórych jąder atomowych do samorzutnego przekształcania się w inne jądra, emitując różne cząstki: Każdy spontaniczny rozpad radioaktywny jest egzotermiczny, to znaczy zachodzi z wydzieleniem ciepła.

.SILNE INTERAKCJE to jedno z czterech podstawowych oddziaływań cząstek elementarnych, którego szczególnym przejawem są oddziaływania jądrowe.

.SŁABY INTERAKCJA to jedno z czterech podstawowych oddziaływań cząstek elementarnych, którego szczególnym przejawem jest rozpad beta jąder atomowych.

.ZALEŻNOŚĆ NIEPEWNOŚCI jest podstawową zależnością mechaniki kwantowej, zgodnie z którą iloczyn niepewności („niedokładności”) współrzędnej i odpowiadającego jej rzutu pędu cząstki, przy dowolnej dokładności ich jednoczesnego pomiaru, nie może być mniejszy niż połowa stałej Plancka .

.WIDMO PROMIENIOWANIA to zbiór częstotliwości lub długości fal zawartych w promieniowaniu danej substancji.

.WIDMO ABSORPCJI to zbiór częstotliwości (lub długości fal) promieniowania elektromagnetycznego pochłanianego przez daną substancję.

.ANALIZA Widmowa to metoda określania składu chemicznego substancji na podstawie jej widma.

.SPIN jest wewnętrznym momentem pędu cząstki elementarnej. Ma on charakter kwantowy i (w przeciwieństwie do momentu pędu zwykłych ciał) nie jest powiązany z ruchem cząstki jako całości.

.PROMIENIOWANIE CIEPLNE to promieniowanie elektromagnetyczne powstające w wyniku energii wewnętrznej emitującej je substancji.

.REAKCJE TERMONUKLEARNE to reakcje jądrowe pomiędzy lekkimi jądrami atomowymi, które zachodzą w bardzo wysokich temperaturach (~108 K i więcej).

.TRACK to ślad pozostawiony przez naładowaną cząstkę w detektorze.

.TRYT jest superciężkim radioaktywnym izotopem wodoru o liczbie masowej 3. Średnia zawartość trytu w wodach naturalnych wynosi 1 atom na 1018 atomów wodoru.

.RÓWNANIE EINSTEINA dla efektu fotoelektrycznego to równanie wyrażające zależność pomiędzy energią fotonu uczestniczącego w efekcie fotoelektrycznym, maksymalną energią kinetyczną elektronu emitowanego z substancji oraz charakterystyką metalu, na którym obserwuje się efekt fotoelektryczny - funkcja pracy metalu.

.FOTON to cząstka elementarna będąca kwantem promieniowania elektromagnetycznego (w wąskim znaczeniu – światła).

.FOTOEFEKT (efekt fotozewnętrzny) to emisja elektronów przez ciała pod wpływem światła.

.DZIAŁANIE CHEMICZNE ŚWIATŁA to działanie światła, w wyniku którego w substancjach pochłaniających światło zachodzą przemiany chemiczne - reakcje fotochemiczne.

.REAKCJA ŁAŃCUCHOWA to samopodtrzymująca się reakcja rozszczepienia ciężkich jąder, podczas której w sposób ciągły powstają neutrony, dzieląc coraz więcej nowych jąder.

.CZARNA DZIURA to obszar przestrzeni, w którym panuje tak silne pole grawitacyjne, że nawet światło nie może opuścić tego obszaru i udać się w nieskończoność.

.CZĄSTECZKI ELEMENTARNE to umowna nazwa dużej grupy mikroobiektów niebędących atomami ani jądrami atomowymi (z wyjątkiem protonu - jądra atomu wodoru).

.ENERGIA WIĄZANIA JĄDRA ATOMOWEGO to minimalna energia niezbędna do całkowitego rozszczepienia jądra na poszczególne nukleony.

.EFEKT COMPTONA polega na spadku częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego, gdy jest ono rozpraszane przez wolne elektrony.

.MODEL ATOMU JĄDROWEGO (PLANETARNEGO) - model budowy atomu zaproponowany przez angielskiego fizyka Rutherforda, według którego atom jest tak samo pusty jak Układ Słoneczny.

.REAKCJE JĄDROWE to przemiany jąder atomowych w wyniku interakcji między sobą lub z dowolnymi cząstkami elementarnymi.

.SIŁY JĄDROWE są miarą oddziaływania nukleonów w jądrze atomowym. To właśnie te siły utrzymują podobnie naładowane protony w jądrze, zapobiegając ich rozproszeniu pod wpływem elektrycznych sił odpychania.

.FOTOEMULSJE JĄDROWE to fotoemulsje służące do rejestrowania śladów naładowanych cząstek. Podczas badania cząstek wysokoenergetycznych te emulsje fotograficzne są ułożone w stosy po kilkaset warstw.

.REAKTOR JĄDROWY to urządzenie, w którym zachodzi kontrolowana reakcja łańcuchowa rozszczepienia jądrowego. Główną częścią reaktora jądrowego jest strefa aktywna, w której zachodzi reakcja łańcuchowa i uwalniana jest energia jądrowa.

100.JĄDRO (atomowe) to dodatnio naładowana centralna część atomu, w której koncentruje się 99,96% jego masy. Promień jądra wynosi ~10-15 m, czyli około sto tysięcy razy mniej niż promień całego atomu, określony przez wielkość jego powłoki elektronowej.

Osobowości

1.ABDUS SALAM. Wkład w ujednoliconą teorię oddziaływań słabych i elektromagnetycznych między cząstkami elementarnymi, w tym przewidywanie słabych prądów neutralnych.

2.IVOR JAYEVER. Eksperymentalne odkrycia zjawisk tunelowych odpowiednio w półprzewodnikach i nadprzewodnikach.

.ALEKSANDER GRIGORIEWICZ STOLETOW (1839-1896). Aleksander Grigoriewicz Stoletow urodził się 10 sierpnia 1839 r. w rodzinie biednego kupca Włodzimierza. Jego ojciec, Grigorij Michajłowicz, był właścicielem małego sklepu spożywczego i warsztatu skórzanego.

.ALBERTA EINSTEINA (1879-1955). Jego imię często słychać w najpopularniejszym języku narodowym. „Nie ma tu zapachu Einsteina”; „Wow, Einsteinie”; „Tak, to na pewno nie jest Einstein!” W swojej epoce, kiedy nauka dominowała bardziej niż kiedykolwiek wcześniej, wyróżnia się, niczym symbol władzy intelektualnej. Czasem nawet pojawia się myśl, że ludzkość jest podzielona na dwie części – Alberta Einsteina i resztę świata.

.Alfred Caster. Odkrycie i rozwój optycznych metod badania rezonansów Hertza w atomach.

.AMEDEO AVOGADRO (1776-1856). Avogadro wszedł do historii fizyki jako autor jednego z najważniejszych praw fizyki molekularnej. Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregna e di Cerreto urodził się 9 sierpnia 1776 roku w Turynie, stolicy włoskiej prowincji Piemont, w rodzinie urzędnika sądowego Filippo Avogadro. Amedeo był trzecim z ośmiorga dzieci.

.ANDRE MARIE AMPERE (1775-1836). Francuski naukowiec Ampere znany jest w historii nauki głównie jako twórca elektrodynamiki. Tymczasem był naukowcem uniwersalnym, mającym zasługi z zakresu matematyki, chemii, biologii, a nawet lingwistyki i filozofii. Był genialnym umysłem, zadziwiającym swoją encyklopedyczną wiedzą wszystkich ludzi, którzy go znali z bliska.

„Mamy ogromne szczęście, że żyjemy w czasach, w których wciąż można dokonywać odkryć. To jak odkrycie Ameryki, które odkrywa się raz na zawsze. Wiek, w którym żyjemy, jest wiekiem odkrycia podstawowych praw natury i ten czas nigdy się nie powtórzy. To niesamowity czas, czas ekscytacji i zachwytu, ale to kiedyś się skończy. Oczywiście w przyszłości zainteresowania będą zupełnie inne. Wtedy będą zainteresowani związkami między zjawiskami na różnych poziomach - biologicznym itp. lub, jeśli mówimy o odkryciach, badaniem innych planet, ale to nadal nie będzie to samo, co robimy teraz. ”

Richard Feynman, Natura praw fizycznych, M., „Science”, 1987, s. 25. 158.

„Teraz chcę opowiedzieć Ci o sztuce odgadywania praw natury. To jest naprawdę sztuka. Jak to się robi? Aby spróbować odpowiedzieć na to pytanie, można na przykład sięgnąć do historii nauki i zobaczyć, jak robili to inni. Dlatego zajmiemy się historią.

Chociaż historia fizyki jako samodzielnej nauki rozpoczęła się dopiero w XVII wieku, jej początki sięgają czasów starożytnych, kiedy ludzie zaczęli systematyzować swoją pierwszą wiedzę o otaczającym ich świecie. Przed czasach nowożytnych należały do filozofii przyrody i zawierały informacje z zakresu mechaniki, astronomii i fizjologii. Prawdziwa historia fizyki rozpoczęła się dzięki eksperymentom Galileusza i jego uczniów. Podstawy tej dyscypliny położył także Newton.

W XVIII i XIX wieku pojawiły się kluczowe pojęcia: energia, masa, atomy, pęd itp. W XX wieku uwidoczniły się ograniczenia fizyki klasycznej (oprócz niej fizyka kwantowa, teoria względności, teoria urodziły się mikrocząstki itp.). Przyrodnicza wiedza naukowa jest dziś uzupełniana, gdyż badacze wciąż mają wiele nierozwiązanych problemów i pytań dotyczących natury naszego świata i całego wszechświata.

Antyk

Wiele religii pogańskich starożytnego świata opierało się na astrologii i wiedzy astrologów. Dzięki ich badaniom nocnego nieba ugruntowała się optyka. Nagromadzenie wiedzy astronomicznej nie mogło nie wpłynąć na rozwój matematyki. Starożytni nie potrafili jednak teoretycznie wyjaśnić przyczyn zjawisk naturalnych. Kapłani przypisywali błyskawice i zaćmienia słońca gniewowi Bożemu, który nie miał nic wspólnego z nauką.

W tym samym czasie starożytny Egipt nauczył się mierzyć długość, wagę i kąt. Wiedza ta była niezbędna architektom przy budowie monumentalnych piramid i świątyń. Opracowano mechanikę stosowaną. Babilończycy również byli w tym silni. Opierając się na swojej wiedzy astronomicznej, zaczęli używać dnia do odmierzania czasu.

Starożytna chińska historia fizyki rozpoczęła się w VII wieku p.n.e. mi. Zgromadzone doświadczenia w rzemiośle i budownictwie poddano analizie naukowej, której wyniki przedstawiono w pracach filozoficznych. Za ich najsłynniejszego autora uważa się Mo Tzu, który żył w IV wieku p.n.e. mi. Podjął pierwszą próbę sformułowania podstawowego prawa bezwładności. Już wtedy Chińczycy jako pierwsi wynaleźli kompas. Odkryli prawa optyki geometrycznej i dowiedzieli się o istnieniu kamery obscura. Początki teorii muzyki i akustyki pojawiły się w Cesarstwie Niebieskim, czego na Zachodzie przez długi czas nie podejrzewano.

Antyk

Starożytna historia fizyki jest najlepiej znana dzięki greckim filozofom. Ich badania opierały się na wiedzy geometrycznej i algebraicznej. Na przykład pitagorejczycy jako pierwsi ogłosili, że przyroda przestrzega uniwersalnych praw matematyki. Grecy widzieli ten wzór w optyce, astronomii, muzyce, mechanice i innych dyscyplinach.

Trudno wyobrazić sobie historię rozwoju fizyki bez dzieł Arystotelesa, Platona, Archimedesa, Lukrecjusza Cary i Czapli. Ich dzieła przetrwały do dziś w dość kompletnej formie. Filozofowie greccy różnili się od swoich współczesnych z innych krajów tym, że wyjaśniali prawa fizyczne nie za pomocą pojęć mitycznych, ale ściśle z naukowego punktu widzenia. Jednocześnie Hellenowie również popełnili poważne błędy. Należą do nich mechanika Arystotelesa. Historia rozwoju fizyki jako nauki wiele zawdzięcza myślicielom Hellady, choćby dlatego, że ich filozofia przyrody pozostała podstawą międzynarodowej nauki aż do XVII wieku.

Wkład Greków aleksandryjskich

Demokryt sformułował teorię atomów, zgodnie z którą wszystkie ciała składają się z niepodzielnych i drobnych cząstek. Empedokles zaproponował prawo zachowania materii. Archimedes położył podwaliny pod hydrostatykę i mechanikę, ustanawiając teorię dźwigni i obliczając wielkość siły wyporu płynu. Stał się także autorem terminu „środek ciężkości”.

Czapla aleksandryjska uważana jest za jednego z największych inżynierów w historii ludzkości. Stworzył turbinę parową, uogólnił wiedzę na temat sprężystości powietrza i ściśliwości gazów. Historia rozwoju fizyki i optyki była kontynuowana dzięki Euklidesowi, który studiował teorię zwierciadeł i prawa perspektywy.

Średniowiecze

Po upadku Cesarstwa Rzymskiego upadła starożytna cywilizacja. Wiele wiedzy poszło w zapomnienie. Europa zatrzymała swój rozwój naukowy na prawie tysiąc lat. Klasztory chrześcijańskie stały się świątyniami wiedzy, w których udało się zachować część dzieł przeszłości. Jednak postęp był hamowany przez sam kościół. Podporządkowała filozofię doktrynie teologicznej. Myśliciele, którzy próbowali przekroczyć jego granice, zostali uznani za heretyków i surowo ukarani przez Inkwizycję.

Na tym tle prymat w naukach przyrodniczych przypadł muzułmanom. Historia pojawienia się fizyki wśród Arabów związana jest z tłumaczeniem na ich język dzieł starożytnych greckich naukowców. Na ich podstawie myśliciele Wschodu dokonali kilku własnych ważnych odkryć. Na przykład wynalazca Al-Jaziri opisał pierwszy wał korbowy.

Stagnacja europejska trwała aż do renesansu. W średniowieczu w Starym Świecie wynaleziono okulary i wyjaśniono pochodzenie tęczy. XV-wieczny niemiecki filozof Mikołaj z Kuzy jako pierwszy zasugerował, że Wszechświat jest nieskończony, a zatem znacznie wyprzedził swoje czasy. Kilkadziesiąt lat później Leonardo da Vinci został odkrywcą zjawiska kapilarności i prawa tarcia. Próbował także stworzyć maszynę perpetuum mobile, ale nie podołając temu zadaniu, zaczął teoretycznie udowadniać niewykonalność takiego projektu.

renesans

W 1543 roku polski astronom Mikołaj Kopernik opublikował główne dzieło swojego życia „O obrocie ciał niebieskich”. W książce tej po raz pierwszy w chrześcijańskim Starym Świecie podjęto próbę obrony heliocentrycznego modelu świata, według którego Ziemia krąży wokół Słońca, a nie odwrotnie, jak zakłada geocentryczny model Ptolemeusza akceptowane przez Kościół. Wielu fizyków i ich odkrycia uważa się za wspaniałe, jednak to pojawienie się książki „O rotacji ciał niebieskich” uważa się za początek rewolucji naukowej, po której pojawiła się nie tylko współczesna fizyka, ale także w ogóle współczesna nauka.

Inny znany współczesny naukowiec, Galileo Galilei, był najbardziej znany ze swojego wynalazku teleskopu (wynalazł także termometr). Ponadto sformułował prawo bezwładności i zasadę względności. Dzięki odkryciom Galileusza narodziła się zupełnie nowa mechanika. Bez niego historia studiowania fizyki długo by tkwiła w stagnacji. Galileusz, podobnie jak wielu jego współczesnych o szerokich horyzontach, musiał stawić czoła naciskom Kościoła, który ze wszystkich sił starał się bronić starego porządku.

XVII wiek

Rosnące zainteresowanie nauką trwało do XVII wieku. Niemiecki mechanik i matematyk został odkrywcą Układu Słonecznego, swoje poglądy przedstawił w wydanej w 1609 roku książce „Nowa astronomia”. Kepler sprzeciwił się Ptolemeuszowi, stwierdzając, że planety poruszają się po elipsach, a nie po okręgach, jak sądzono w starożytności. Ten sam naukowiec wniósł znaczący wkład w rozwój optyki. Badał dalekowzroczność i krótkowzroczność, poznając fizjologiczne funkcje soczewki oka. Kepler wprowadził pojęcia osi optycznej i ogniska oraz sformułował teorię soczewek.

Francuz Rene Descartes stworzył nową dyscyplinę naukową - geometrię analityczną. Zasugerował także, że głównym dziełem Kartezjusza była wydana w 1644 roku książka „Zasady filozofii”.

Niewielu fizyków i ich odkrycia są tak sławni jak Anglik Izaak Newton. W 1687 roku napisał rewolucyjną książkę Matematyczne zasady filozofii naturalnej. Badacz nakreślił w nim prawo powszechnego ciążenia i trzy prawa mechaniki (znane również jako Ten naukowiec pracował nad teorią koloru, optyką, rachunkiem całkowym i różniczkowym. Historia fizyki, historia praw mechaniki - wszystko to jest ściśle związane z odkryciami Newtona.

Nowe granice

Wiek XVIII dał nauce wiele wybitnych nazwisk. Wśród nich szczególnie wyróżnia się Leonard Euler. Ten szwajcarski mechanik i matematyk napisał ponad 800 prac z zakresu fizyki i takich dziedzin jak analiza matematyczna, mechanika nieba, optyka, teoria muzyki, balistyka itp. Akademia Nauk w Petersburgu uznała go za swojego akademika, dlatego Euler spędził znaczącą część jego życia w Rosji. To właśnie ten badacz położył podwaliny pod mechanikę analityczną.

Co ciekawe, historia przedmiotu fizyki rozwinęła się w takiej formie, w jakiej ją znamy, nie tylko dzięki naukowcom zawodowym, ale także badaczom amatorom, znacznie lepiej znanym w zupełnie innym charakterze. Najbardziej uderzającym przykładem takiego samouka był amerykański polityk Benjamin Franklin. Wynalazł piorunochron, wniósł wielki wkład w badania elektryczności i przyjął założenie o jej związku ze zjawiskiem magnetyzmu.

Pod koniec XVIII wieku Włoch Alessandro Volta stworzył „filar woltaiczny”. Jego wynalazek stał się pierwszą baterią elektryczną w historii ludzkości. W tym stuleciu wprowadzono także termometr rtęciowy, stworzony przez Gabriela Fahrenheita. Kolejnym ważnym wydarzeniem wynalazczym było wynalezienie maszyny parowej, które miało miejsce w roku 1784. Dało to początek nowym środkom produkcji i restrukturyzacji przemysłu.

Odkrycia stosowane

Jeśli historia początków fizyki rozwijała się w oparciu o to, że nauka musi wyjaśniać przyczyny zjawisk naturalnych, to w XIX wieku sytuacja uległa istotnej zmianie. Teraz ma nowe powołanie. Fizyka zaczęła być wymagana do kontrolowania sił naturalnych. Pod tym względem nie tylko fizyka eksperymentalna, ale także stosowana zaczęła się szybko rozwijać. „Newton elektryczności” André-Marie Ampère przedstawił nową koncepcję prądu elektrycznego. Michael Faraday pracował w tym samym obszarze. Odkrył zjawisko indukcji elektromagnetycznej, prawa elektrolizy, diamagnetyzm i stał się autorem takich terminów jak anoda, katoda, dielektryk, elektrolit, paramagnetyzm, diamagnetyzm itp.

Pojawiły się nowe gałęzie nauki. Termodynamika, teoria sprężystości, mechanika statystyczna, fizyka statystyczna, radiofizyka, teoria sprężystości, sejsmologia, meteorologia - wszystko to złożyło się na jeden nowoczesny obraz świata.

W XIX wieku pojawiły się nowe modele i koncepcje naukowe. uzasadnił prawo zachowania energii, James Clerk Maxwell zaproponował własną teorię elektromagnetyczną. Dmitrij Mendelejew został autorem okresowego układu pierwiastków, który znacząco wpłynął na całą fizykę. W drugiej połowie stulecia pojawiła się elektrotechnika i silnik spalinowy. Stały się owocem fizyki stosowanej, skupionej na rozwiązywaniu określonych problemów technologicznych.

Nowe przemyślenie nauki

W XX wieku historia fizyki, mówiąc najkrócej, doszła do etapu, w którym nastąpił kryzys w utrwalonych już klasycznych modelach teoretycznych. Stare formuły naukowe zaczęły zaprzeczać nowym danym. Naukowcy odkryli na przykład, że prędkość światła nie zależy od pozornie niewzruszonego układu odniesienia. Na przełomie wieków odkryto zjawiska wymagające szczegółowego wyjaśnienia: elektrony, radioaktywność, promieniowanie rentgenowskie.

W wyniku nagromadzonych tajemnic nastąpiła rewizja starej fizyki klasycznej. Kluczowym wydarzeniem w tej kolejnej rewolucji naukowej było uzasadnienie teorii względności. Jej autorem był Albert Einstein, który po raz pierwszy opowiedział światu o głębokim związku przestrzeni i czasu. Powstała nowa gałąź fizyki teoretycznej – fizyka kwantowa. W jego powstaniu wzięło udział kilku światowej sławy naukowców: Max Planck, Max Bohn, Paul Ehrenfest i inni.

Współczesne wyzwania

W drugiej połowie XX wieku historia rozwoju fizyki, której chronologia trwa do dziś, przeszła na zasadniczo nowy etap. Okres ten był okresem rozkwitu eksploracji kosmosu. Astrofizyka dokonała bezprecedensowego skoku. Pojawiły się teleskopy kosmiczne, sondy międzyplanetarne i detektory promieniowania pozaziemskiego. Rozpoczęły się szczegółowe badania danych fizycznych różnych ciał planety słonecznej. Korzystając z nowoczesnej technologii, naukowcy odkryli egzoplanety i nowe gwiazdy, w tym galaktyki radiowe, pulsary i kwazary.

Kosmos nadal kryje wiele nierozwiązanych tajemnic. Badane są fale grawitacyjne, ciemna energia, ciemna materia, przyspieszenie ekspansji Wszechświata i jego struktura. Teoria Wielkiego Wybuchu jest rozwijana. Dane, które można uzyskać w warunkach naziemnych, są nieproporcjonalnie małe w porównaniu z ilością pracy, jaką naukowcy wykonują w kosmosie.

Do kluczowych zagadnień stojących dziś przed fizykami należy kilka fundamentalnych wyzwań: opracowanie kwantowej wersji teorii grawitacji, uogólnienie mechaniki kwantowej, ujednolicenie wszystkich znanych sił w jedną teorię, poszukiwanie „dostrojenia Wszechświata” oraz dokładne zdefiniowanie zjawiska ciemności energia i ciemna energia.