Fizikteki büyük keşiflerin tarihi. Büyük fizikçiler ve keşifleri

Galileo deneyleri sırasında, hava direncinin daha az olması nedeniyle ağır nesnelerin hafif olanlardan daha hızlı düştüğünü keşfetti: Hava, hafif bir nesneye ağır olandan daha fazla müdahale ediyor.

Galileo'nun Aristoteles yasasını test etme kararı bilimde bir dönüm noktasıydı; bu, genel kabul görmüş tüm yasaların deneysel olarak test edilmesinin başlangıcını işaret ediyordu. Galileo'nun düşen cisimlerle yaptığı deneyler, yerçekimine bağlı ivmeyi ilk kez anlamamıza yol açtı.

Evrensel yerçekimi

Bir gün Newton'un bahçedeki bir elma ağacının altında oturup dinlendiğini söylüyorlar. Aniden bir elmanın daldan düştüğünü gördü. Bu basit olay, ay sürekli gökyüzünde kalırken elmanın neden yere düştüğünü merak etmesine neden oldu. İşte o anda genç Newton'un beyninde bir keşif gerçekleşti: Elmaya ve aya tek bir yerçekimi kuvvetinin etki ettiğini fark etti.

Newton, tüm meyve bahçesinin dalları ve elmaları çeken bir kuvvete maruz kaldığını hayal etti. Daha da önemlisi bu gücü aya kadar genişletti. Newton, yerçekimi kuvvetinin her yerde olduğunu fark etti, bunu daha önce kimse düşünmemişti.

Bu yasaya göre yerçekimi, elmalar, aylar ve gezegenler dahil evrendeki tüm cisimleri etkiler. Ay gibi büyük bir cismin çekim kuvveti, Dünya'daki okyanusların gel-git gibi olaylara neden olabilir.

Okyanusun Ay'a daha yakın olan kısmındaki su daha büyük bir çekime maruz kalır, dolayısıyla Ay'ın suyu okyanusun bir kısmından diğerine çektiği söylenebilir. Ve Dünya ters yönde döndüğünden, Ay'ın tuttuğu bu su, normal kıyılarından daha uzakta biter.

Newton'un her nesnenin kendine ait bir çekim kuvveti olduğunu anlaması büyük bir bilimsel keşifti. Ancak çalışmaları henüz tamamlanmadı.

Hareket kanunları

Örneğin hokeyi ele alalım. Sopanızla diske vuruyorsunuz ve disk buz üzerinde kayıyor. Bu birinci yasadır: Bir kuvvetin etkisi altında bir nesne hareket eder. Buzla sürtünme olmasaydı disk süresiz olarak kayardı. Sopanızla diske vurduğunuzda ona hız kazandırırsınız.

İkinci yasa, ivmenin uygulanan kuvvetle doğru orantılı, cismin kütlesiyle ters orantılı olduğunu belirtir.

Ve üçüncü yasaya göre, pak, vurulduğunda sopanın üzerine, sopanın pak üzerindeki kuvvetiyle aynı kuvvetle etki eder; Etki kuvveti tepki kuvvetine eşittir.

Newton'un hareket yasaları, Evrenin işleyişinin mekaniğini açıklamak için cesur bir karardı ve klasik fiziğin temeli haline geldi.

Termodinamiğin ikinci yasası

Termodinamik bilimi, ısının mekanik enerjiye dönüştürülmesi bilimidir. Sanayi Devrimi sırasında tüm teknoloji buna bağlıydı.

Termal enerji, örneğin bir krank milinin veya türbinin döndürülmesiyle hareket enerjisine dönüştürülebilir. En önemli şey mümkün olduğu kadar az yakıt kullanarak mümkün olduğu kadar çok iş yapmaktır. Bu en uygun maliyetli olanıdır, bu nedenle insanlar buhar motorlarının çalışma prensiplerini incelemeye başladı.

Bu konuyu araştıranlar arasında bir Alman bilim adamı da vardı. 1865 yılında Termodinamiğin İkinci Yasasını formüle etti. Bu yasaya göre herhangi bir enerji değişimi sırasında, örneğin bir buhar kazanında suyun ısıtılması sırasında enerjinin bir kısmı kaybolur. Clausius, buhar motorlarının sınırlı verimliliğini açıklamak için entropi kelimesini icat etti. Mekanik enerjiye dönüşüm sırasında termal enerjinin bir kısmı kaybolur.

Bu açıklama enerjinin nasıl işlediğine dair anlayışımızı değiştirdi. %100 verimli bir ısı motoru yoktur. Araba kullandığınızda aslında benzinin enerjisinin yalnızca %20'si hareket halinde harcanır. Gerisi nereye gidiyor? Havayı, asfaltı ve lastikleri ısıtmak için. Motor bloğundaki silindirler ısınır, aşınır ve parçalar paslanır. Bu tür mekanizmaların ne kadar israfa yol açtığını düşünmek üzücü.

Her ne kadar Termodinamiğin İkinci Yasası Sanayi Devrimi'nin temeli olsa da, bir sonraki büyük keşif dünyayı yeni, modern durumuna getirdi.

Elektromanyetizma

Bilim insanları, kıvrılmış bir telden akım geçirerek elektrik kullanarak manyetik bir kuvvet yaratmayı öğrendiler. Sonuç bir elektromıknatıstı. Akım uygulandığı anda manyetik bir alan yaratılır. Gerilim yok - alan yok.

En basit haliyle bir elektrik jeneratörü, bir mıknatısın kutupları arasında bir tel bobinidir. Michael Faraday, bir mıknatıs ve bir tel birbirine yakın olduğunda telden bir akımın aktığını keşfetti. Tüm elektrik jeneratörleri bu prensiple çalışır.

Faraday deneyleriyle ilgili notlar tuttu ancak bunları şifreledi. Ancak ilkeleri daha iyi anlamak için onları kullanan fizikçi James Clerk Maxwell tarafından takdir edildiler. elektromanyetizma. Maxwell, insanlığın elektriğin bir iletkenin yüzeyine nasıl dağıldığını anlamasını sağladı.

Faraday ve Maxwell'in keşifleri olmasaydı dünyanın nasıl bir yer olacağını bilmek istiyorsanız elektriğin var olmadığını hayal edin: radyo, televizyon, cep telefonları, uydular, bilgisayarlar ve tüm iletişim araçları olmazdı. 19. yüzyılda olduğunuzu hayal edin, çünkü elektrik olmasaydı orada olurdunuz.

Faraday ve Maxwell, keşiflerini yaparken, çalışmalarının genç bir adama ışığın sırlarını ortaya çıkarma ve onun Evrenin en büyük gücüyle bağlantısını araştırma konusunda ilham verdiğini bilmiyorlardı. Bu genç adam Albert Einstein'dı.

Görelilik teorisi

Einstein bir zamanlar tüm teorilerin çocuklara açıklanması gerektiğini söylemişti. Açıklamayı anlamazlarsa teori anlamsızdır. Einstein çocukluğunda elektrikle ilgili bir çocuk kitabını okuduğunda, elektrik henüz yeni ortaya çıkıyordu ve basit bir telgraf bir mucize gibi görünüyordu. Bu kitap, okuyucuyu bir sinyalle birlikte bir telin içinde uçtuğunu hayal etmeye davet eden Bernstein adında biri tarafından yazılmıştır. Devrimci teorisinin Einstein'ın kafasında o zaman doğduğunu söyleyebiliriz.

Einstein, bu kitaptan edindiği izlenimlerden ilham alan bir genç olarak kendisinin bir ışık huzmesiyle hareket ettiğini hayal etti. Işık, zaman ve uzay kavramlarını da düşüncelerine dahil ederek 10 yıl boyunca bu fikir üzerinde düşündü.

Newton'un tanımladığı dünyada zaman ve uzay birbirinden ayrılmıştı: Dünya'da saat sabah 10 iken, Venüs'te, Jüpiter'de ve Evren'in her yerinde aynı saat vardı. Zaman asla sapmayan ve durmayan bir şeydi. Ancak Einstein zamanı farklı algılıyordu.

Zaman, yıldızların etrafında kıvrılarak yavaşlayan ve hızlanan bir nehirdir. Ve eğer uzay ve zaman değişebilirse, o zaman atomlar, cisimler ve genel olarak Evren hakkındaki fikirlerimiz de değişir!

Einstein teorisini düşünce deneyleri olarak adlandırılan yöntemi kullanarak kanıtladı. Bunlardan en ünlüsü “ikiz paradoksu”dur. Yani iki ikizimiz var ve bunlardan biri roketle uzaya uçuyor. Neredeyse ışık hızında uçtuğu için içinde zaman yavaşlar. Bu ikiz Dünya'ya döndükten sonra, onun gezegende kalandan daha genç olduğu ortaya çıkar. Yani zaman Evrenin farklı yerlerinde farklı şekilde akıyor. Bu hıza bağlıdır: Ne kadar hızlı hareket ederseniz, zaman sizin için o kadar yavaş akar.

Bu deney bir dereceye kadar yörüngedeki astronotlarla gerçekleştiriliyor. Bir kişi uzaydaysa, onun için zaman daha yavaş akar. Uzay istasyonunda zaman daha yavaş akıyor. Bu olay uyduları da etkiliyor. Örneğin GPS uydularını ele alalım: gezegendeki konumunuzu birkaç metrelik bir doğrulukla gösterirler. Uydular Dünya çevresinde 29.000 km/saat hızla hareket ederler, dolayısıyla görelilik teorisinin varsayımları onlar için de geçerlidir. Bu dikkate alınmalıdır, çünkü uzayda saat daha yavaş çalışırsa, dünya saatiyle senkronizasyon kaybolacak ve GPS sistemi çalışmayacaktır.

E=mc2

Bu muhtemelen dünyadaki en ünlü formüldür. Görelilik teorisinde Einstein, ışık hızına ulaşıldığında bir cismin koşullarının hayal edilemeyecek şekilde değiştiğini kanıtladı: Zaman yavaşlıyor, uzay daralıyor ve kütle artıyor. Hız ne kadar yüksek olursa vücut kütlesi de o kadar büyük olur. Bir düşünün, hareket enerjisi sizi ağırlaştırır. Kütle hıza ve enerjiye bağlıdır. Einstein ışık huzmesi yayan bir el feneri hayal etti. El fenerinden ne kadar enerji çıktığı tam olarak biliniyor. Aynı zamanda el fenerinin daha da hafiflediğini gösterdi. ışık yaymaya başladıkça hafifledi. Bu, E - el fenerinin enerjisinin m'ye - c2'ye eşit orandaki kütleye - bağlı olduğu anlamına gelir. Çok basit.

Bu formül aynı zamanda küçük bir nesnenin çok büyük enerji içerebileceğini de gösterdi. Size bir beyzbol topu atıldığını ve onu yakaladığınızı hayal edin. Ne kadar sert fırlatılırsa o kadar fazla enerjiye sahip olur.

Şimdi dinlenme durumuna gelince. Einstein formüllerini çıkardığında, hareketsiz durumdaki bir cismin bile enerjisi olduğunu keşfetti. Bu değeri formülü kullanarak hesapladığınızda enerjinin gerçekten muazzam olduğunu göreceksiniz.

Einstein'ın keşfi büyük bir bilimsel sıçramaydı. Bu atomun gücüne ilk bakıştı. Bilim adamlarının bu keşfi tam olarak kavramalarına zaman kalmadan, herkesi şok eden bir sonraki olay gerçekleşti.

Kuantum teorisi

Kuantum sıçraması doğadaki mümkün olan en küçük sıçramadır, ancak keşfi bilimsel düşüncedeki en büyük atılımdır.

Elektronlar gibi atom altı parçacıklar, aralarındaki boşluğu doldurmadan bir noktadan diğerine hareket edebilirler. Makrokozmosumuzda bu imkansızdır, ancak atom düzeyinde yasa budur.

Kuantum teorisi, klasik fizikte bir krizin yaşandığı 20. yüzyılın başında ortaya çıktı. Newton yasalarıyla çelişen birçok olay keşfedildi. Örneğin Madam Curie karanlıkta parlayan radyumu keşfetti; enerji hiçbir yerden alınmıyordu, bu da enerjinin korunumu yasasına aykırıydı. 1900 yılında insanlar enerjinin sürekli olduğuna, elektrik ve manyetizmanın kesinlikle herhangi bir parçaya sonsuza kadar bölünebileceğine inanıyordu. Ve büyük fizikçi Max Planck, enerjinin belirli hacimlerde - kuantumda - var olduğunu cesurca ilan etti.

Işığın yalnızca bu hacimlerde var olduğunu hayal edersek, atom düzeyinde bile birçok olay netleşir. Enerjinin ardı ardına ve belirli bir miktarda salınmasına denir. kuantum etkisi ve enerjinin dalga benzeri olduğu anlamına gelir.

Daha sonra Evrenin bambaşka bir şekilde yaratıldığını düşündüler. Atomun bowling topuna benzeyen bir şey olduğu düşünülüyordu. Bir top nasıl dalga özelliklerine sahip olabilir?

1925'te Avusturyalı bir fizikçi nihayet elektronların hareketini tanımlayan bir dalga denklemi buldu. Aniden atomun içine bakmak mümkün hale geldi. Atomların hem dalga hem de parçacık olduğu ancak aynı zamanda geçici olduğu ortaya çıktı.

Bir insanın atomlara ayrılarak duvarın diğer tarafında maddeleşmesi ihtimalini hesaplamak mümkün mü? Kulağa saçma geliyor. Sabah uyandığınızda kendinizi nasıl Mars'ta bulabilirsiniz? Jüpiter'de nasıl uyuyup uyanabilirsiniz? Bu imkansızdır, ancak bunun olasılığını hesaplamak oldukça mümkündür. Bu olasılık çok düşüktür. Bunun gerçekleşmesi için kişinin Evrende hayatta kalması gerekir, ancak elektronlar için bu her zaman olur.

Lazer ışınları ve mikroçipler gibi tüm modern “mucizeler”, bir elektronun aynı anda iki yerde olabilmesi esasına göre çalışır. Bu nasıl mümkün olabilir? Nesnenin tam olarak nerede olduğunu bilmiyorsunuz. Bu o kadar zor bir engel haline geldi ki, Einstein bile kuantum teorisini çalışmayı bırakmış, Tanrı'nın Evrende zar attığına inanmadığını söylemişti.

Tüm tuhaflığa ve belirsizliğe rağmen kuantum teorisi, atom altı dünyaya dair şu ana kadarki en iyi anlayışımız olmaya devam ediyor.

Işığın doğası

Kadim insanlar merak ediyordu: Evren neyden oluşuyor? Toprak, su, ateş ve havadan oluştuğuna inanıyorlardı. Ama eğer öyleyse, o zaman ışık nedir? Bir kaba konamaz, dokunulamaz, hissedilemez, biçimsizdir ama çevremizde her yerde mevcuttur. O aynı anda hem her yerde hem de hiçbir yerdedir. Herkes ışığı gördü ama ne olduğunu bilmiyordu.

Fizikçiler binlerce yıldır bu soruyu cevaplamaya çalışıyorlar. Isaac Newton'dan başlayarak en büyük beyinler ışığın doğasını araştırmak için çalıştılar. Newton, gökkuşağının tüm renklerini tek bir ışında göstermek için güneş ışığını prizmayla böldü. Bu, beyaz ışığın gökkuşağının tüm renklerinden oluşan ışınlardan oluştuğu anlamına geliyordu.

Newton kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit mavisi ve mor renklerin beyaz ışıkta birleştirilebileceğini gösterdi. Bu onu ışığın tanecikler adını verdiği parçacıklara bölündüğü fikrine götürdü. İlki böyle ortaya çıktı ışık teorisi– tanecikli.

Deniz dalgalarını hayal edin: Dalgalardan biri diğeriyle belirli bir açıda çarpıştığında her iki dalganın karıştığını herkes bilir. Jung da aynısını ışıkla yaptı. İki kaynaktan gelen ışığın kesiştiğinden ve kesişmenin açıkça görülebildiğinden emin oldu.

Yani, iki ışık teorisi de vardı: Newton'un parçacık teorisi ve Young'ın dalga teorisi. Ve sonra Einstein işe koyuldu ve belki de her iki teorinin de mantıklı olduğunu söyledi. Newton ışığın parçacık özelliklerine sahip olduğunu gösterdi ve Young ışığın dalga özelliklerine sahip olabileceğini gösterdi. Bütün bunlar aynı şeyin iki yüzüdür. Mesela bir fili ele alalım: Eğer onu gövdesinden tutarsanız onun bir yılan olduğunu düşünürsünüz, bacağından tutarsanız onun bir ağaç olduğunu düşünürsünüz ama aslında fil her ikisinin de niteliklerine sahiptir. Einstein kavramı tanıttı ışığın dualizmi yani ışık hem parçacık hem de dalga özelliklerine sahiptir.

Dünyayı bugün bildiğimiz haliyle görebilmek için üç dahinin üç yüzyıldan fazla çalışması gerekti. Onların keşifleri olmasaydı hâlâ Orta Çağ'ın başlarında yaşıyor olabilirdik.

Nötron

Atom o kadar küçüktür ki hayal edilmesi zordur. Bir kum tanesinde 72 kentilyon atom bulunur. Atomun keşfi başka bir keşfe yol açtı.

İnsanlar atomun varlığından 100 yıl önce haberdardı. Elektronların ve protonların içinde eşit olarak dağıldığını düşünüyorlardı. Buna "kuru üzümlü tatlı" modeli adı verildi çünkü elektronların, pudingin içindeki kuru üzümler gibi atomun içinde dağıldığı düşünülüyordu.

20. yüzyılın başında atomun yapısını daha iyi incelemek amacıyla bir deney yaptı. Radyoaktif alfa parçacıklarını altın folyoya yönlendirdi. Alfa parçacıkları altına çarptığında ne olacağını bilmek istiyordu. Bilim adamı, alfa parçacıklarının çoğunun yansımadan veya yön değiştirmeden altının içinden geçeceğini düşündüğü için özel bir şey beklemiyordu.

Ancak sonuç beklenmedikti. Ona göre bu, 380 mm'lik bir merminin bir madde parçasına ateşlenmesiyle aynıydı ve mermi ondan sekiyordu. Bazı alfa parçacıkları anında altın folyodan sekti. Bu ancak atomun içinde, muhallebideki kuru üzüm gibi dağılmamış, az miktarda yoğun madde olsaydı gerçekleşebilirdi. Rutherford bu az miktardaki maddeye " çekirdek.

Chadwick, çekirdeğin proton ve nötronlardan oluştuğunu gösteren bir deney yaptı. Bunu yapmak için çok akıllıca bir tanıma yöntemi kullandı. Radyoaktif süreçten çıkan parçacıkları engellemek için Chadwick katı parafin kullandı.

Süperiletkenler

Fermilab dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcılarından birine sahiptir. Bu, atom altı parçacıkların neredeyse ışık hızına kadar hızlandırıldığı ve sonra çarpıştığı 7 km'lik bir yeraltı halkasıdır. Bu ancak süperiletkenlerin ortaya çıkışından sonra mümkün oldu.

Süper iletkenler 1909 civarında keşfedildi. Helyumun gazdan sıvıya nasıl dönüştürüleceğini ilk keşfeden Hollandalı fizikçi oldu. Bundan sonra helyumu dondurucu bir sıvı olarak kullanabildi ancak çok düşük sıcaklıklardaki malzemelerin özelliklerini incelemek istedi. O zamanlar insanlar bir metalin elektrik direncinin sıcaklığa (yükselip düşmesine) nasıl bağlı olduğuyla ilgileniyorlardı.

Nasıl arıtılacağını iyi bildiği cıvayı deneylerde kullandı. Özel bir aparata yerleştirip dondurucudaki sıvı helyuma damlattı, sıcaklığını düşürdü ve direncini ölçtü. Sıcaklık ne kadar düşük olursa direncin de o kadar düşük olduğunu ve sıcaklık eksi 268°C'ye ulaştığında direncin sıfıra düştüğünü buldu. Bu sıcaklıkta cıva, herhangi bir kayıp veya akış kesintisi olmadan elektriği iletebilir. Buna süperiletkenlik denir.

Süperiletkenler elektrik akımının herhangi bir enerji kaybı olmadan hareket etmesini sağlar. Fermilab'da güçlü bir manyetik alan oluşturmak için kullanılıyorlar. Protonların ve antiprotonların fazotron ve devasa halka içinde hareket edebilmesi için mıknatıslara ihtiyaç vardır. Hızları neredeyse ışık hızına eşittir.

Fermilab'daki parçacık hızlandırıcı inanılmaz derecede güçlü bir güç gerektiriyor. Direnç sıfıra ulaştığında süperiletkenleri eksi 270°C'ye soğutmak her ay bir milyon dolarlık elektriğe mal oluyor.

Artık asıl görev, daha yüksek sıcaklıklarda çalışacak ve daha az maliyet gerektirecek süper iletkenleri bulmaktır.

1980'lerin başında, IBM'in İsviçre şubesindeki bir grup araştırmacı, normalden 100 °C daha yüksek sıcaklıklarda sıfır dirence sahip yeni bir süperiletken türü keşfetti. Elbette mutlak sıfırın 100 derece üstü, dondurucunuzla aynı sıcaklık değildir. Normal oda sıcaklığında süperiletken olabilecek bir malzeme bulmamız gerekiyor. Bu, bilim dünyasında devrim yaratacak en büyük buluş olacaktır. Artık elektrik akımıyla çalışan her şey çok daha verimli hale gelecekti. Atom altı parçacıkları ışık hızında parçalayabilen hızlandırıcıların gelişmesiyle birlikte insan, atomların parçalandığı onlarca başka parçacığın varlığının farkına vardı. Fizikçiler tüm bunları “parçacıklardan oluşan bir hayvanat bahçesi” olarak adlandırmaya başladılar.

Amerikalı fizikçi Murray Gell-Man, yeni keşfedilen bazı "hayvanat bahçesi" parçacıklarında bir model fark etti. Parçacıkları ortak özelliklerine göre gruplara ayırdı. Yol boyunca, protonları ve nötronları oluşturan atom çekirdeğinin en küçük bileşenlerini izole etti.

Gell-Mann'ın kuarkları keşfetmesi, periyodik tablonun kimyasal elementler açısından ne anlama geldiğini, atom altı parçacıklar açısından da aynı anlama geliyordu. Murray Gell-Mann, 1969'daki keşfinden dolayı Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. En küçük maddi parçacıkları sınıflandırması onların tüm “hayvanat bahçesini” düzene soktu.

Gell-Manom ​​kuarkların varlığından emin olsa da aslında kimsenin onları tespit edebileceğini düşünmüyordu. Teorilerinin doğruluğunun ilk onayı, meslektaşlarının Stanford doğrusal hızlandırıcısında gerçekleştirdiği başarılı deneylerdi. İçinde elektronlar protonlardan ayrıldı ve protonun makro fotoğrafı çekildi. İçerdiği ortaya çıktı üç kuark.

Nükleer kuvvetler

Evrenle ilgili tüm soruların cevabını bulma arzumuz, insanı hem atomların hem de kuarkların içine, hem de galaksinin ötesine götürdü. Bu keşif, birçok insanın yüzyıllar boyunca yaptığı çalışmaların sonucudur.

Isaac Newton ve Michael Faraday'ın keşiflerinden sonra bilim adamları doğanın iki ana kuvveti olduğuna inandılar: yerçekimi ve elektromanyetizma. Ancak 20. yüzyılda, tek bir kavramla birleştirilen iki güç daha keşfedildi: atom enerjisi. Böylece doğal kuvvetler dört oldu.

Her kuvvet belirli bir spektrum içerisinde çalışır. Yer çekimi, uzaya 1500 km/saat hızla uçmamızı engeller. Sonra elektromanyetik kuvvetler var - ışık, radyo, televizyon vb. Ayrıca etki alanı çok sınırlı olan iki kuvvet daha vardır: Çekirdeğin parçalanmasına izin vermeyen nükleer çekim vardır ve radyoaktivite yayan ve her şeye bulaşan nükleer enerji vardır. Bu yol, Dünyanın merkezini ısıtır, onun sayesinde gezegenimizin merkezi birkaç milyar yıldır soğumadı - bu, ısıya dönüşen pasif radyasyonun etkisidir.

Pasif radyasyon nasıl tespit edilir? Bu Geiger sayaçları sayesinde mümkündür. Bir atom bölündüğünde açığa çıkan parçacıklar diğer atomlara geçerek ölçülebilen küçük bir elektrik deşarjı yaratır. Tespit edildiğinde Geiger sayacı tık sesi çıkarır.

Nükleer çekim nasıl ölçülür? Burada durum daha da zordur çünkü atomun parçalanmasını engelleyen de bu kuvvettir. Burada bir atom ayırıcıya ihtiyacımız var. Kelimenin tam anlamıyla bir atomu parçalara ayırmanız gerekiyor, birisi bu süreci piyanonun basamaklara çarptığında çıkardığı sesleri dinleyerek çalışma prensiplerini anlamak için piyanoyu merdivenlerden aşağıya atmaya benzetmişti.(zayıf kuvvet, zayıf etkileşim) ve nükleer enerji (güçlü kuvvet, güçlü etkileşim). Son ikisine kuantum kuvvetleri denir ve bunların açıklamaları standart model adı verilen bir şeyde birleştirilebilir. Bu, bilim tarihinin en çirkin teorisi olabilir ama atomaltı düzeyde gerçekten de mümkündür. Standart modelin teorisi en yüksek olduğunu iddia ediyor ama bu onun çirkin olmasını engellemiyor. Öte yandan yerçekimi var - muhteşem, harika bir sistem, gözyaşlarına boğulacak kadar güzel - fizikçiler Einstein'ın formüllerini gördüklerinde kelimenin tam anlamıyla ağlıyorlar. Doğanın tüm güçlerini tek bir teoride birleştirmeye çalışıyorlar ve buna "her şeyin teorisi" adını veriyorlar. Dört gücün hepsini zamanın başlangıcından beri var olan tek bir süper güçte birleştirecekti.

Doğanın dört temel kuvvetini de kapsayan bir süper gücü keşfedip keşfedemeyeceğimiz ve Herşeyin fiziksel teorisini yaratıp yaratamayacağımız bilinmiyor. Ancak kesin olan bir şey var ki, her keşif yeni araştırmalara yol açar ve gezegendeki en meraklı tür olan insan, anlama, arama ve keşfetme çabasından asla vazgeçmeyecektir.

Natalya Ladchenko, 10. sınıf, MAOU Ortaokulu No. 11, Kaliningrad, 2013

Fizik üzerine özet

İndirmek:

Önizleme:

Dipnot.

Özet "Kazara keşif."
“Muhteşem Yakınlarda” Adaylığı.

10 “A” sınıfı MAOU Ortaokulu No. 11

Bu makalede, kanunları ve keşifleri etkileyen konuyu, özellikle de fizikteki tesadüfi keşifleri ve bunların insanın geleceği ile olan bağlantısını geniş bir şekilde ele aldık. Bu konu bize çok ilginç geldi çünkü bilim adamlarının büyük keşiflerine yol açan kazalar her gün başımıza geliyor.
Fizik yasaları da dahil olmak üzere yasaların doğada son derece önemli bir rol oynadığını gösterdik. Ve doğa yasalarının, insan aklının gücüne bağlı olarak Evrenimizi bilinir kılmasının önemli olduğunu vurguladılar.

Ayrıca keşfin ne olduğundan bahsettiler ve fizik keşiflerinin sınıflandırılmasını daha spesifik olarak açıklamaya çalıştılar.

Daha sonra tüm keşifleri örneklerle anlattılar.

Rastgele keşifler üzerinde durarak, bunların insanlığın yaşamındaki önemi, tarihleri ​​ve yazarları hakkında daha spesifik olarak konuştuk.
Beklenmedik keşiflerin nasıl gerçekleştiğine ve bunların şimdi ne anlama geldiğine dair daha eksiksiz bir resim vermek için efsanelere, keşiflerin yalanlanmasına, şiirlere ve yazarların biyografilerine yöneldik.

Bugün fizik okurken bu konu araştırma için alakalı ve ilginçtir. Keşif kazalarını incelerken, bazen bilimde bir atılımı hesaplamalara ve bilimsel deneylere sızan bir hataya veya ihmal ve dikkatsizlik gibi bilim adamlarının en hoş karakter özelliklerine borçlu olmadığımız ortaya çıktı. Öyle olsun ya da olmasın, eseri okuduktan sonra karar verebilirsiniz.

Kaliningrad şehrinin belediye özerk eğitim kurumu, 11 numaralı ortaokul.

Fizikle ilgili özet:

"Fizikte tesadüfi keşifler"

“Yakındaki Harikalar” kategorisinde

10 "A" sınıfı öğrencileri.
Başkan: Bibikova I.N.

2012

Giriş…………………………………………………………….3 s.

Keşiflerin sınıflandırılması……………………………………..3 s.

Kaza eseri keşifler…………………………………………………………….. 5 s.

Evrensel çekim yasası………………………………… 5 sayfa.

Cisimlerin kaldırma kuvveti kanunu…………………………………………..11 s.

Hayvan elektriği……………………………………...15 s.

Brown hareketi……………………………………………………17 s.

Radyoaktivite…………………………………………………………….18 s.

Günlük yaşamda öngörülemeyen keşifler………20 s.

Mikrodalga fırın………………………………………………22 sayfa.

Ek………………………………………………………24 sayfa.

Referans listesi……………………………25 sayfa.

Doğa kanunları - evrenin iskeleti. Onu destekliyorlar, şekillendiriyorlar ve birbirine bağlıyorlar. Hepsi bir arada dünyamızın nefes kesici ve görkemli bir resmini temsil ediyor. Ancak belki de en önemlisi doğa kanunlarının, insan aklının gücüne tabi olarak Evrenimizi bilinebilir kılmasıdır. Çevremizdeki şeyleri kontrol etme yeteneğimize inanmayı bıraktığımız bir çağda, bize en karmaşık sistemlerin bile ortalama bir insanın anlayabileceği basit yasalara uyduğunu hatırlatıyorlar.
Evrendeki nesnelerin yelpazesi inanılmaz derecede geniştir - güneş kütlesinin otuz katı yıldızlardan çıplak gözle görülemeyen mikroorganizmalara kadar. Bu nesneler ve onların etkileşimleri maddi dünya dediğimiz şeyi oluşturur. Prensip olarak, her nesne kendi yasalarına göre var olabilir, ancak mantıksal olarak mümkün olmasına rağmen böyle bir Evren kaotik ve anlaşılması zor olacaktır. Ve bu kadar kaotik bir evrende yaşamamamız büyük ölçüde doğa kanunlarının varlığının bir sonucuydu.

Peki yasalar nasıl ortaya çıkıyor? Bir kişiyi yeni bir modeli fark etmeye, yeni bir icat yaratmaya, tamamen alışılmadık bir şeyi keşfetmeye vb. yönlendiren nedir? Bu kesinlikle bir vahiy. Doğayı gözlemleme sürecinde bir keşif yapılabilir - bilime doğru ilk adım, bir deney, deneyim, hesaplamalar sırasında, hatta... kazara! Keşfin ne olduğuyla başlayacağız.

Maddi dünyanın önceden bilinmeyen nesnel olarak var olan kalıplarının, özelliklerinin ve olgularının keşfi ve oluşturulması, biliş düzeyinde temel değişiklikler getirilmesi. Keşif, bilişsel bir soruna çözüm sunan ve küresel ölçekte yeni olan bilimsel bir öneridir. Bilimsel tahminler ve hipotezler keşiflerden ayrılmalıdır. Coğrafi, arkeolojik, paleontolojik, maden yataklarını içeren tek bir olgunun (bazen keşif olarak da adlandırılır) yanı sıra sosyal bilimler alanındaki bir durumun tespit edilmesi keşif olarak kabul edilmez.

Bilimsel keşiflerin sınıflandırılması.
Keşifler var:

Tekrarlanan (eş zamanlı dahil).

Tahmin edildi.

Beklenmedik (rastgele).

Erken.

Gecikme.

Ne yazık ki, bu sınıflandırma çok önemli bir bölümü içermiyor - keşif haline gelen hatalar.

Belli bir kategori varöngörülen keşifler. Bunların ortaya çıkışı, tahminleri yapanlar tarafından tahminler için kullanılan yeni paradigmanın yüksek tahmin gücü ile ilişkilidir. Öngörülen keşifler arasında Mendeleev tarafından geliştirilen periyodik element tablosunun tahminlerine dayanarak Uranüs uydularının keşfi, soy gazların keşfi yer alıyor ve bunları periyodik yasaya göre tahmin ediyordu. Maxwell'in başka bir dalganın varlığına ilişkin tahminine dayanan radyo dalgalarının keşfi olan Plüton'un keşfi de bu kategoriye girer.

Öte yandan çok ilginç şeyler de var.öngörülemeyenveya bunlara rastgele keşifler de denildiği gibi. Açıklamaları bilim camiası için tam bir sürpriz oldu. Bu, X ışınlarının, elektrik akımının, elektronun keşfidir... Radyoaktivitenin 1896 yılında A. Becquerel tarafından keşfi öngörülemezdi çünkü... atomun bölünmezliğine dair değişmez gerçek hakim oldu.

Son olarak, sözde gecikme keşifler rastgele bir nedenden ötürü uygulanmadı, ancak bilim camiası bunu yapmaya hazırdı. Bunun nedeni teorik gerekçelendirmede bir gecikme olabilir. Teleskoplar 13. yüzyılda da kullanılıyordu ancak bir gözlük yerine 4 çift gözlük kullanılarak bir teleskopun yaratılması 4 yüzyıl sürdü.
Gecikme teknik özelliğin niteliği ile ilişkilidir. Böylece, ilk lazer yalnızca 1960 yılında çalışmaya başladı, ancak teorik olarak lazerler, Einstein'ın uyarılmış emisyonun kuantum teorisi üzerine çalışmasının ortaya çıkmasından hemen sonra yaratılmış olabilir.
Brown hareketi çok geç bir keşiftir. Mikroskobun 1608'de icat edilmesinin üzerinden 200 yıl geçmesine rağmen büyüteç kullanılarak yapıldı.

Yukarıdaki keşiflere ek olarak, keşifler de var tekrarlandı. Bilim tarihinde, temel sorunların çözümüne ilişkin temel keşiflerin çoğu, farklı ülkelerde çalışan ve aynı sonuçlara varan birçok bilim adamı tarafından yapılmıştır. Bilimde tekrarlanan keşifler incelenir. R. Merton ve E. Barber. Tarihsel olarak kaydedilen 264 yeniden açılma vakasını analiz ettiler. 179'un çoğu ikili, 51'i üçlü, 17'si dörtlü, 6'sı beşli, 8'i altılı.

Özellikle ilgi çekici olan durumlareş zamanlı keşifleryani kaşiflerin kelimenin tam anlamıyla saatlerce uzakta olduğu durumlar. Bunlara Charles Darwin ve Wallace'ın Doğal Seçilim Teorisi dahildir.

Erken keşifler.Bu tür keşifler, bilimsel topluluğun belirli bir keşfi kabul etmeye hazırlıksız olması ve onu reddetmesi veya fark etmemesi durumunda ortaya çıkar. Keşif bilim camiası tarafından anlaşılmadan uygulamalı araştırmalarda ve daha sonra teknolojide kullanılamaz. Bunlara Mendel'in teorisi olan oksijen de dahildir.

Rastgele keşifler.

Tarihsel verilerden şu anlaşılıyor: Bazı keşifler ve icatlar, birkaç bilim adamının aynı anda yaptığı özenli çalışmanın sonucudur, diğer bilimsel keşifler tamamen tesadüfen yapılmıştır veya tam tersine, keşiflerin hipotezleri uzun yıllar saklanmıştır.
Rastgele keşiflerden bahsedecek olursak, Newton'un parlak kafasına düşen ve ardından evrensel yerçekimini keşfettiği meşhur elmayı hatırlamak yeterlidir. Arşimet'in banyosu, onu bir sıvıya batırılan cisimlerin kaldırma kuvvetine ilişkin yasayı keşfetmeye yöneltti. Ve tesadüfen küfle karşılaşan Alexander Fleming penisilin geliştirdi. Aynı zamanda, bilimde bir atılımı, hesaplamalara ve bilimsel deneylere sızan bir hataya veya ihmal ve dikkatsizlik gibi bilim adamlarının en hoş karakter özelliklerine borçlu olmadığımız da oluyor.

İnsanların hayatında, yararlandıkları, belli bir zevk aldıkları ve bu sevinç için Majesteleri'ne teşekkür etme ihtiyacı duyduklarını bile hayal etmedikleri pek çok tesadüf vardır.

Bizi etkileyen bir konu üzerinde duralım. rastgele Fizik alanındaki keşifler. Arşimet prensibi, mikrodalga fırın, radyoaktivite, x-ışınları ve daha birçok şey gibi hayatımızı bir ölçüde değiştiren keşifler hakkında küçük bir araştırma yaptık. Bu keşiflerin planlı olmadığını unutmayalım. Bu tür çok sayıda rastgele keşif var. Böyle bir keşif nasıl gerçekleşir? Hangi beceri ve bilgilere sahip olmanız gerekiyor? Yoksa detaylara dikkat etmek ve merak başarının anahtarı mıdır? Bu soruları cevaplamak için tesadüfi keşiflerin tarihine bakmaya karar verdik. Heyecan verici ve eğitici oldukları ortaya çıktı.

En ünlü beklenmedik keşifle başlayalım.

Yerçekimi Yasası.
“Tesadüfi keşif” tabirini duyduğumuzda çoğumuzun aklına aynı fikir geliyor. Tabii ki, iyi bilinenleri hatırlıyoruzNewton'un elması.
Daha doğrusu ünlü hikaye, bir gün bahçede yürürken Newton'un bir elmanın daldan düştüğünü (veya bilim adamının kafasına bir elma düştüğünü) görmesi ve bunun onu evrensel çekim yasasını keşfetmeye sevk etmesidir.

Bu hikayenin ilginç bir tarihi var. Pek çok bilim tarihçisinin ve bilim insanının bunun doğru olup olmadığını belirlemeye çalışması şaşırtıcı değil. Sonuçta çoğu kişi için bu sadece bir efsane gibi görünüyor. Bugün bile bilim alanındaki en son teknolojiler ve yeteneklerle bu hikayenin gerçeklik derecesini yargılamak zordur. Bu kazada bilim adamının düşüncelerinin hazırlanmasına hâlâ yer olduğunu düşünmeye çalışalım.
Newton'dan önce bile elmaların çok sayıda insanın kafasına düştüğünü ve bundan sadece darbe aldıklarını varsaymak zor değil. Sonuçta hiçbiri elmaların neden yere düştüğünü ve ondan etkilendiğini düşünmedi. Ya da düşündüm ama düşüncelerimi mantıklı bir sonuca ulaştırmadım. Bana göre Newton önemli bir yasa keşfetti; birincisi kendisi Newton olduğu için, ikincisi ise gök cisimlerini hareket ettiren ve aynı zamanda dengede tutan kuvvetlerin neler olduğunu sürekli düşündüğü için.
Newton'un fizik ve matematik alanındaki öncüllerinden Blaise Pascal, yalnızca hazırlıklı insanların tesadüfi keşifler yapabileceği fikrini dile getirdi. Kafası herhangi bir görev veya sorunu çözmekle meşgul olmayan bir kişinin bu konuda tesadüfi bir keşif yapmasının pek mümkün olmadığını söylemek yanlış olmaz. Belki Isaac Newton, basit bir çiftçi ve aile babası olsaydı, elmanın neden düştüğünü düşünmezdi ve daha önce birçokları gibi sadece bu keşfedilmemiş yerçekimi kanununa tanık olurdu. Belki bir sanatçı olsaydı eline bir fırça alıp resim yapardı. Ama o bir fizikçiydi ve sorularına yanıt arıyordu. Bu nedenle yasayı keşfetti. Bunun üzerinde durarak, şans ya da talih olarak da adlandırılan şansın, yalnızca onu arayan ve kendisine verilen şanstan en iyi şekilde yararlanmak için sürekli hazır olanların başına geldiğini söyleyebiliriz.

Bu durumun delillerine ve bu fikrin savunucularına dikkat edelim.

S.I. Vavilov, Newton'un mükemmel biyografisinde, bu hikayenin görünüşe göre güvenilir olduğunu ve bir efsane olmadığını yazıyor. Gerekçesinde Newton'un yakın tanıdığı Stuckley'in ifadesine atıfta bulunuyor.
15 Nisan 1725'te Londra'da Newton'u ziyaret eden arkadaşı William Steckley, "Isaac Newton'un Hayatının Anıları" kitabında şöyle diyor: "Hava sıcak olduğu için bahçede, seranın gölgesinde ikindi çayı içtik. Elma ağaçları Sadece ikimizdik. O (Newton) bana, aynı durumda aklına ilk olarak bir elmanın düşmesinden kaynaklandığını söyledi. Düşüncelere dalmış halde otururken, kendi kendine, neden elma her zaman dikey olarak düşüyor, neden yana doğru değil de her zaman Dünya'nın merkezine doğru düşüyor, diye düşündü. Eğer madde diğer maddeyi bu şekilde çekiyorsa onun var olması gerekir.

miktarıyla orantılıdır. Bu nedenle Dünya'nın elmayı çekmesi gibi elma da Dünya'yı çeker. Dolayısıyla yerçekimi dediğimiz kuvvete benzer, tüm evrene yayılan bir kuvvetin olması gerekir.”

Açıkça görülüyor ki, yerçekimine dair bu düşünceler, Londra'daki veba salgını nedeniyle Newton'un kırsalda yaşamak zorunda kaldığı 1665 veya 1666 yılına kadar uzanıyor. Newton'un "veba yıllarına" ilişkin makalelerinde şu not bulundu: "... o zamanlar yaratıcı gücümün zirvesindeydim ve o zamandan beri matematik ve felsefe hakkında daha fazla düşünüyordum."

Stucklay'in ifadesi çok az biliniyordu (Stackley'in anıları yalnızca 1936'da yayınlandı), ancak ünlü Fransız yazar Voltaire, 1738'de yayınlanan ve Newton'un fikirlerinin ilk popüler sunumuna adanan bir kitapta benzer bir hikaye veriyor. Aynı zamanda Newton'un 30 yıl boyunca yanında yaşayan yeğeni ve yol arkadaşı Katharina Barton'un ifadesine de atıfta bulunuyor. Newton'un asistanı olarak çalışan kocası John Conduit, anılarında bilim adamının kendi hikayesine dayanarak şunları yazdı: “1666'da Newton, bir süreliğine Cambridge'den Woolsthorpe'daki mülküne dönmek zorunda kaldı; Londra'da bir veba salgını. Bir keresinde bahçede dinlenirken düşen bir elmayı görünce, yerçekimi kuvvetinin Dünya'nın yüzeyiyle sınırlı olmadığı, çok daha uzağa uzandığı fikri aklına geldi. Neden Ay'a değil? Sadece 20 yıl sonra (1687'de) "Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri" yayınlandı; burada Newton, cisimlerin yüzeye düştüğü etkisi altında Ay'ın yörüngesinde tutulduğunu kanıtladı. Dünya'nın.

Bu hikaye hızla popülerlik kazandı, ancak birçok kişi arasında şüphe uyandırdı.

Büyük Rus öğretmeni K.D. Ushinsky ise tam tersine elmanın hikayesinde derin bir anlam gördü. Newton'u sözde laik insanlarla karşılaştırarak şunları yazdı:

"Bir elmanın yere düşmesine birdenbire şaşırmak Newton'un dehasını gerektirdi. Dünyanın her şeyi bilen insanları bu tür "kabalıklara" şaşırmıyor. Hatta bu tür sıradan olaylara şaşırmayı, küçük, çocukça, henüz oluşmamış pratik bir zihnin işareti olarak görüyorlar, ancak aynı zamanda gerçek bayağılıklara kendileri de sıklıkla şaşırıyorlar.
1998 tarihli "Modern Physics" (İngilizce "Çağdaş Fizik") dergisinde, bilim tarihi ve felsefesiyle ilgilenen York Üniversitesi'nde öğretmen olan İngiliz Keesing, "Newton'un Elma Ağacının Tarihi" başlıklı bir makale yayınladı. " Efsanevi elma ağacının Newton'un bahçesindeki tek ağaç olduğunu düşünen Keesing, görselleriyle hikayelere ve çizimlere yer veriyor. Efsanevi ağaç Newton'dan neredeyse yüz yıl daha uzun süre yaşadı ve 1820'de şiddetli bir fırtına sırasında öldü. Ondan yapılan bir sandalye İngiltere'de özel bir koleksiyonda tutuluyor. Belki de gerçekten bir tesadüf olan bu keşif, bazı şairlere ilham kaynağı olmuştur.

Sovyet şairi Kaisyn Kuliev düşüncelerini şiirsel bir biçimde aktardı. Küçük, bilge bir şiir yazdı: “Harika Yaşamak”:
"Büyük yaratımlar doğuyor

Çünkü bazen bir yerlerde

Sıradan olaylar şaşırtıcıdır

Bilim adamları, sanatçılar, şairler."

Elma hikayesinin kurguya nasıl yansıdığına dair birkaç örnek daha vereyim.

Newton'un yurttaşı, büyük İngiliz şairi Byron, şiiri Don Juan'da onuncu kanta aşağıdaki iki kıtayla başlıyor:
“Elma düştü ve kırıldı

Newton'un derin düşünceleri

Ve diyorlar ki (cevap vermeyeceğim

Bilgelerin tahminleri ve öğretileri için),

Bunu kanıtlamanın bir yolunu buldu

Yer çekimi kuvveti çok açıktır.

Bu nedenle sonbaharda yalnızca o elmadır

Adem'in zamanlarıyla baş edebildi.

* * *

Elmalardan düştük ama bu meyve

Zavallı insan ırkını yeniden ayağa kaldırdı

(Verilen bölüm doğruysa).

Newton'un yolu

Acı, ağır baskıyla hafifletildi;

O zamandan bu yana birçok keşif yapıldı.

Ve elbette bir gün aya gideceğiz,

(Çiftler sayesinde*), yol gösterelim.”

I. Kozlov'un çevirisi. Orijinal "buhar makinesinde".

Köy nesirinin önde gelen temsilcisi Vladimir Alekseevich Soloukhin, "Elma" şiirinde beklenmedik bir şekilde aynı konu hakkında şunları yazdı:

"Ben şuna eminim ki Isaac Newton

Açılan elma

Ona göre yer çekimi kanunu,

Onun onun olduğunu

Sonuçta onu yedi."

Son olarak Mark Twain tüm bölüme esprili bir hava kattı. “Sekreter Olarak Görev Yaptığım Zaman” adlı hikayesinde şöyle yazıyor:

“Şöhret nedir? Bir tesadüf eseri! Sör Isaac Newton elmaların yere düştüğünü keşfetti; dürüst olmak gerekirse, bu tür önemsiz keşifler ondan önceki milyonlarca insan tarafından yapılmıştı. Ancak Newton'un etkili ebeveynleri vardı ve onlar bu önemsiz olayı şişirip olağanüstü bir olaya dönüştürdüler ve budalalar onların çığlıklarını sürdürdüler. Ve sonra bir anda Newton meşhur oldu.”
Yukarıda yazıldığı gibi, bu davanın, elmanın bilim adamını yasayı keşfetmeye yönlendirdiğine inanmayan birçok muhalifi vardı ve hala da var. Birçok insanın bu hipotez hakkında şüpheleri var. Voltaire'in, Newton'un fikirlerinin ilk popüler sunumuna adanan kitabının 1738'de yayımlanmasından sonra, bunun gerçekten böyle olup olmadığı konusunda tartışmalar ortaya çıktı. Bunun, zamanının en esprili insanlarından biri olarak kabul edilen Voltaire'in bir başka icadı olduğuna inanılıyordu. Bu hikayeye öfkelenen insanlar bile vardı. İkincisi arasında büyük matematikçi Gauss da vardı. Dedi ki:

“Elma hikayesi çok basit; elmanın düşüp düşmediği aynıdır; ama bu olayın böyle bir keşfi hızlandırabileceği veya geciktirebileceği nasıl varsayılabilir anlamıyorum. Muhtemelen şöyle oldu: Bir gün aptal ve küstah bir adam Newton'a geldi ve ona bu kadar büyük bir keşfi nasıl başarabildiğini sordu. Karşısında nasıl bir yaratığın durduğunu gören ve ondan kurtulmak isteyen Newton, burnuna elma düştüğü cevabını verdi ve bu da o beyefendinin merakını tamamen giderdi.”

İşte elmanın düşme tarihi ile yasanın keşfi arasındaki farkın şüpheli bir şekilde uzadığı tarihçiler tarafından bu davanın bir başka reddi.
Newton'un üzerine bir elma düştü.

Tarihçi bunun daha çok bir kurgu olduğundan emin. - Her ne kadar Newton'un kendi sözleriyle, bir elma ağacından düşen bir elmanın evrensel çekim kanunundan ilham aldığını söylediği iddia edilen Newton'un arkadaşı Stekeley'in anılarından sonra, bilim adamının bahçesindeki bu ağaç neredeyse bir yıl boyunca müze sergisi olarak kullanılmış olsa da. yüzyıl. Ancak Newton'un bir diğer arkadaşı Pemberton böyle bir olayın olasılığından şüpheliydi. Efsaneye göre elmanın düşmesi olayı 1666 yılında meydana geldi. Ancak Newton yasasını çok daha sonra keşfetti.

Büyük fizikçinin biyografi yazarları şunu iddia ediyor: Eğer dehanın meyvesi geldiyse, bu yalnızca 1726'da, o zaten 84 yaşındayken, yani ölümünden bir yıl önceydi. Biyografi yazarlarından biri olan Richard Westfall şunu belirtiyor: “Tarihin kendisi bu bölümün doğruluğunu çürütmez. Ancak Newton'un yaşı göz önüne alındığında, özellikle yazılarında tamamen farklı bir hikaye sunduğundan, o dönemde varılan sonuçları net bir şekilde hatırladığı şüphelidir."

Sevgili yeğeni Katherine Conduit için, kendisini ünlü yapan yasanın özünü kıza popüler bir şekilde açıklamak için düşen elmanın hikayesini yazdı. Kibirli fizikçi için Katerina, ailede sıcak davrandığı tek kişi ve yaklaştığı tek kadındı (biyografi yazarlarına göre bilim adamı, bir kadınla fiziksel yakınlığı asla bilmiyordu). Voltaire bile şunu yazdı: "Gençliğimde, Newton'un başarılarını kendi erdemlerine borçlu olduğunu düşünürdüm... Bu tür hiçbir şey: akışlar (denklem çözmede kullanılır) ve evrensel çekim, bu sevimli yeğen olmasaydı işe yaramazdı."

Peki kafasına elma mı düştü? Belki de Newton efsanesini Voltaire'in yeğenine bir peri masalı gibi anlatmıştı, o da bunu amcasına aktarmıştı ve hiç kimse Voltaire'in sözlerinden şüphe etmeyecekti, otoritesi oldukça yüksekti.

Bu konudaki bir diğer tahmin ise şöyle: Isaac Newton, ölümünden bir yıl önce arkadaşlarına ve akrabalarına bir elmayla ilgili anekdot niteliğinde bir hikaye anlatmaya başladı. Bu efsaneyi yayan Newton'un yeğeni Katerina Conduit dışında kimse onu ciddiye almadı.
Bunun bir efsane mi yoksa Newton'un yeğenine dair anekdot niteliğinde bir hikaye mi olduğunu, yoksa fizikçiyi evrensel çekim yasasını keşfetmeye yönlendiren muhtemel olaylar dizisi mi olduğunu bilmek zordur. Newton'un hayatı ve keşiflerinin tarihi, bilim adamlarının ve tarihçilerin yakın ilgi konusu haline geldi. Ancak Newton'un biyografilerinde pek çok çelişki vardır; Bunun nedeni muhtemelen Newton'un kendisinin çok gizli ve hatta şüpheli bir kişi olmasıdır. Ve hayatında gerçek yüzünü, düşünce yapısını, tutkularını ortaya çıkardığı anlar bu kadar sık ​​olmamıştı. Bilim insanları hala onun hayatını ve en önemlisi eserini hayatta kalan kağıtlardan, mektuplardan ve anılardan yeniden yaratmaya çalışıyor, ancak Newton'un çalışmasını araştıran İngiliz araştırmacılardan birinin belirttiği gibi, "bu büyük ölçüde bir dedektifin işi."

Belki de Newton'un gizliliği ve yaratıcı laboratuvarına yabancıların girmesine izin verme konusundaki isteksizliği, düşen elma efsanesinin doğmasına neden olmuştur. Bununla birlikte, önerilen materyallere dayanarak, yine de aşağıdaki sonuçlar çıkarılabilir:

Elma hikayesinde kesin olan neydi?
Newton, üniversiteden mezun olup lisans derecesini aldıktan sonra 1665 sonbaharında Cambridge'den ayrılıp Woolsthorpe'taki evine gitti. Neden? İngiltere'yi kasıp kavuran veba salgını - köyde enfeksiyon kapma şansı hâlâ daha az. Tıbbi açıdan bu önlemin ne kadar gerekli olduğuna karar vermek artık zor; her halükarda gereksiz değildi. Görünüşe göre Newton'un sağlığı mükemmel olmasına rağmen, yaşlılığında

kalın saçlarını korudu, gözlük takmadı ve yalnızca bir dişini kaybetti - ama Newton şehirde kalsaydı fizik tarihinin nasıl sonuçlanacağını kim bilebilir.

Başka ne oldu? Şüphesiz evin bir de bahçesi vardı ve bahçede bir elma ağacı vardı ve sonbahardı ve yılın bu zamanında elmalar bildiğiniz gibi çoğu zaman kendiliğinden yere düşer. Newton'un da bahçede dolaşıp o anda kendisini endişelendiren sorunları düşünme alışkanlığı vardı; kendisi de bunu saklamamıştı: “Araştırmamın konusunu sürekli aklımda tutuyorum ve ilk bakışın yavaş yavaş değişmesini sabırla bekliyorum. dolu ve parlak bir ışığa. Doğru, eğer o sırada yeni bir yasanın parıltısının onu aydınlattığını varsayarsak (ve şimdi de öyle olduğunu varsayabiliriz: 1965'te Newton'un mektuplarından birinde doğrudan bunun hakkında konuştuğu mektuplar yayınlandı), o zaman beklenti “tam parlak ışık” Oldukça uzun bir zaman aldı - yirmi yıl. Çünkü evrensel çekim yasası ancak 1687'de yayımlandı. Dahası, bu yayının Newton'un inisiyatifiyle yapılmamış olması ilginçtir; Royal Society'deki meslektaşı, en genç ve en yetenekli "virtüözlerden" biri olan Edmond Halley tarafından tam anlamıyla görüşlerini ifade etmeye zorlanmıştır - bu, insanların yaptığı şeydir. O zamanlar “bilimde gelişmiş” deniyordu. Onun baskısı altında Newton, ünlü "Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri"ni yazmaya başladı. İlk olarak, Halley'e nispeten küçük bir inceleme olan "Hareket Üzerine" gönderdi. Dolayısıyla, eğer Halley, Newton'un sonuçlarını sunmasını sağlamasaydı, dünya bu yasayı 20 yıl sonra değil, çok daha sonra duyabilecek veya başka bir bilim adamından duyabilecekti. .

Newton yaşamı boyunca dünya çapında üne kavuştu; yarattığı her şeyin, aklın doğa güçleri üzerindeki nihai zaferi olmadığını, çünkü dünya hakkındaki bilginin sonsuz olduğunu anlamıştı. Newton 20 Mart 1727'de 84 yaşında öldü. Ölümünden kısa bir süre önce Newton şunları söyledi: "Dünyaya nasıl göründüğümü bilmiyorum ama kendime göre sadece kıyıda oynayan, zaman zaman her zamankinden daha renkli bir çakıl taşı bularak kendimi eğlendiren bir çocuk gibi görünüyorum." ya da güzel bir deniz kabuğu, oysa gerçeğin büyük okyanusu keşfedilmeden önümde uzanıyor. ,,.

Vücutların kaldırma kuvveti kanunu.

Tesadüfi keşiflere bir başka örnek de keşiftir. Arşimed yasası . Tanınmış “Eureka!” Onun keşfine aittir. Ancak biraz sonra bunun hakkında daha fazla bilgi vereceğiz. Öncelikle Arşimed'in kim olduğu ve neden ünlü olduğu üzerinde duralım.

Arşimed, Syracuse'lu eski bir Yunan matematikçi, fizikçi ve mühendisti. Geometride birçok keşif yaptı. Mekaniğin ve hidrostatiğin temellerini attı ve birçok önemli buluşun yazarıydı. Zaten Arşimed'in yaşamı boyunca, onun adı etrafında efsaneler yaratılmıştı, bunun nedeni de onun adıydı.

çağdaşları üzerinde çarpıcı bir etkiye sahip olan şaşırtıcı icatlar.

Bu adamın çağının ne kadar ilerisinde olduğunu ve antik çağda yüksek teknoloji bugünkü kadar hızlı benimsenmiş olsaydı dünyamızın ne hale gelebileceğini anlamak için Arşimet'in “know-how”ına şöyle bir bakmak yeterli. Arşimet, teknolojik ilerlemenin altında yatan en önemli bilimlerden ikisi olan matematik ve geometri konusunda uzmanlaştı. Araştırmasının devrim niteliğindeki doğası, tarihçilerin Arşimed'i insanlığın en büyük üç matematikçisinden biri olarak görmeleriyle kanıtlanıyor. (Diğer ikisi Newton ve Gauss'tur)

Arşimet'in hangi keşfinin en önemli olduğu sorulursa, sıralamaya başlayacağız - örneğin onun meşhur: "Bana bir dayanak noktası verin, ben de Dünya'yı ters çevireyim." Ya da Roma filosunun aynalarla yakılması. Veya pi'nin tanımı. Veya integral hesabının temelleri. Veya bir vida. Ama yine de tamamen haklı olmayacağız. Arşimet'in tüm keşifleri ve icatları insanlık için son derece önemlidir. Çünkü matematik ve fiziğin, özellikle de mekaniğin bazı dallarının gelişimine güçlü bir ivme kazandırdılar. Ancak burada dikkat edilmesi gereken ilginç bir şey daha var. Arşimet, en büyük başarısının silindir, küre ve koninin hacimleri arasındaki ilişkinin belirlenmesi olduğunu düşünüyordu. Neden? Basitçe açıkladı. Çünkü bunlar ideal rakamlar. İdeal figürler ve özellikleri arasındaki ilişkileri bilmek bizim için önemlidir, böylece bunların içerdiği ilkeler idealden uzak dünyamıza taşınabilir.
"Evreka!" Hangimiz bu meşhur ünlemi duymadık? Arşimed, kralın tacındaki altınların gerçekliğini nasıl öğreneceğini bulduğunda "Eureka!", yani bulundu, diye haykırdı. Ve bu yasa yine tesadüfen keşfedildi:
Arşimed'in, Kral Hiero'nun tacının saf altından mı yapıldığını yoksa kuyumcunun ona önemli miktarda gümüş karıştırıp karıştırmadığını nasıl belirlediğine dair iyi bilinen bir hikaye vardır. Altının özgül ağırlığı biliniyordu, ancak zorluk tacın hacmini doğru bir şekilde belirlemekti: Sonuçta düzensiz bir şekle sahipti.

Arşimed her zaman bu sorun üzerinde düşündü. Bir gün banyo yapıyordu ve sonra aklına harika bir fikir geldi: Tacı suya batırarak, onun yerini değiştirdiği suyun hacmini ölçerek hacmini belirleyebilirsiniz. Efsaneye göre Arşimet “Eureka!” yani “Buldum!” diye bağırarak sokağa çıplak atlamıştır. Ve gerçekten de o anda hidrostatiğin temel yasası keşfedildi.

Peki tacın kalitesini nasıl belirledi? Bunu yapmak için Arşimed iki külçe yaptı: biri altından, diğeri gümüşten, her biri taçla aynı ağırlıkta. Daha sonra bunları birer birer su dolu bir kaba koydu ve seviyesinin ne kadar yükseldiğini fark etti. Tacı kabın içine indiren Arşimet, hacminin külçenin hacmini aştığını tespit etti. Böylece ustanın sahtekarlığı kanıtlanmış oldu.

Şimdi Arşimet yasası şöyle geliyor:

Bir sıvıya (veya gaza) batırılan bir cisim, bu cisim tarafından yer değiştiren sıvının (veya gazın) ağırlığına eşit bir kaldırma kuvvetine maruz kalır. Bu kuvvete Arşimet kuvveti denir.
Peki bu kazanın sebebi neydi: Arşimet'in kendisi mi, altının ağırlığının belirlenmesi gereken taç mı, yoksa Arşimet'in bulunduğu banyo mu? Yine de hepsi bir arada olabilir. Arşimet'in keşfine tesadüfen ulaşması mümkün mü? Yoksa bu işin içinde olan bilim insanının, bu soruna her an bir çözüm bulmak için hazırlığı mı var? Pascal'ın tesadüfi keşiflerin ancak hazırlıklı insanlar tarafından yapıldığına dair ifadesine başvurabiliriz. Yani, eğer kralın tacını düşünmeden sadece banyo yapmış olsaydı, vücudunun ağırlığının banyodaki suyun yerini almasına pek dikkat etmezdi. Ama bunu fark eden Arşimet'ti. Muhtemelen hidrostatiğin temel yasasını keşfetmesi emredilen kişi oydu. Düşünürseniz, bazı zorunlu olaylar zincirinin yasaların tesadüfen keşfedilmesine yol açtığı sonucuna varabilirsiniz. Aynı rastgele keşiflerin o kadar da rastgele olmadığı ortaya çıktı. Arşimet kazara kanunu keşfettiği için banyo yapmak zorunda kaldı. Ve bunu kabul etmeden önce düşüncelerinin altının ağırlığı sorunuyla meşgul olması gerekirdi. Aynı zamanda birinin diğeri için zorunlu olması gerekir. Ancak banyo yapmasaydı sorunu çözemeyeceği söylenemez. Ancak taçtaki altının kütlesini hesaplamaya gerek olmasaydı Arşimet bu yasayı keşfetmek için acele etmezdi. Sadece banyo yapacaktı.
Bu, tabiri caizse tesadüfi keşfimizin karmaşık mekanizmasıdır. Bu kazaya pek çok neden yol açtı. Ve son olarak, bu yasanın keşfi için ideal koşullar altında (bir cisim suya daldırıldığında suyun nasıl yükseldiğini fark etmek kolaydır, bu süreci hepimiz gördük), hazırlıklı bir kişi, örneğimiz Arşimet, bu düşünceyi zamanında kavradı.

Ancak pek çok kişi yasanın keşfinin tam olarak bu şekilde olduğundan şüphe ediyor. Bunun bir reddiyesi var. Kulağa şöyle geliyor: Gerçekte Arşimet'in yerinden ettiği su, ünlü kaldırma kuvveti hakkında hiçbir şey söylemiyor, çünkü efsanede anlatılan yöntem yalnızca hacmin ölçülmesine izin veriyor. Bu efsane Vitruvius tarafından yayıldı ve hikayeyi başka kimse bildirmedi.

Öyle olsa bile Arşimet'in olduğunu, Arşimet'in hamamının olduğunu ve kralın tacının olduğunu biliyoruz. Ne yazık ki hiç kimse kesin sonuçlara varamaz, bu nedenle Arşimet'in tesadüfi keşfine efsane diyeceğiz. Doğru olup olmadığına herkes kendisi karar verebilir.

Bilim adamı, seçkin öğretmen ve şair Mark Lvovsky, bir bilim adamıyla bilimin ünlü vakasına adanmış bir şiir yazdı.

Arşimet Yasası

Arşimed yasayı buldu

Bir keresinde banyoda yıkanırken,

Yere su döküldü,

O zaman tahmin etti.

Kuvvet vücuda etki eder

Doğa böyle istedi

Top uçak gibi uçuyor

Batmayan şey yüzer!

Ve suda yük hafifleyecek,

Ve boğulmayı bırakacak,

Dünya boyunca okyanuslar,

Gemiler fethediyor!

Roma'nın tüm tarihçileri, İkinci Pön Savaşı sırasında Syracuse şehrinin savunmasını çok ayrıntılı olarak anlatırlar. Bunu yönetenin ve Siraküzalılara ilham verenin Arşimet olduğunu söylüyorlar. Ve tüm duvarlarda görüldü. Yunanlıların yardımıyla Romalıları mağlup ettiği muhteşem makinelerinden bahsediyorlar ve uzun süre şehre saldırmaya cesaret edemediler. Aşağıdaki ayet Arşimed'in Pön Savaşı sırasındaki ölüm anını yeterince anlatmaktadır:

K. Ankundinov. Arşimet'in ölümü.

Düşünceli ve sakindi

Çemberin gizemine hayran kaldım...

Onun üstünde cahil bir savaşçı var

Soyguncu kılıcını salladı.

Düşünür ilhamla çizdi,

Sadece ağır bir yük kalbimi sıktı.

“Yarattıklarım yanacak mı?

Syracuse harabeleri arasında mı?

Arşimet şöyle düşündü: “Batar mıyım?

Düşmana mı gülüyorum?”

Sabit bir elle pusulayı aldı:

Son arkı gerçekleştirdi.

Toz zaten yolun üzerinde dönüyordu.

Köleliğe, zincirlerin boyunduruğuna giden yol budur.

"Öldür beni ama dokunma bana.

Ey barbar, bu çizimler!

Asırlar dizeler halinde geçti.

Bilimsel başarı unutulmadı.

Katilin kim olduğunu kimse bilmiyor.

Ama kimin öldürüldüğünü herkes biliyor!

Hayır, her zaman komik ve dar görüşlü değil

Dünyanın işlerine sağır olan bilge:

Zaten Syracuse'da yollardayız

Roma gemileri vardı.

Kıvırcık matematikçinin üstünde

Asker kısa bir bıçağı kaldırdı,

Ve o bir kumsalın üzerinde

Çizimin içine dairenin içine girdim.

Ah, keşke ölüm gösterişli bir konuk olsaydı -

Ben de tanıştığıma memnun oldum

Arşimet'in bastonla çizim yapması gibi

Ölüm anında - bir sayı!

Hayvan elektriği.

Bir sonraki keşif, canlı organizmaların içindeki elektriğin keşfidir. Bizim tablomuzda bu beklenmedik türden bir keşif, ancak sürecin kendisi de planlanmamıştı ve her şey bildiğimiz bir “şansa” göre gerçekleşti.
Elektrofizyolojinin keşfi bilim adamı Luigi Galvani'ye aittir.
L. Galvani İtalyan bir doktor, anatomist, fizyolog ve fizikçiydi. Elektrofizyolojinin ve deneysel elektrofizyolojinin kurucusu olan elektrik çalışmasının kurucularından biridir.

Tesadüfi keşif dediğimiz olay böyle oldu...

1780'in sonlarında, Bologna'daki anatomi profesörü Luigi Galvani, laboratuvarında, daha dün yakındaki bir gölette vızıldayan parçalanmış kurbağaların sinir sistemi üzerinde çalışıyordu.

Kasım 1780'de Galvani'nin hazırlıklar kullanarak kurbağaların sinir sistemini incelediği odada fizikçi olan arkadaşının da elektrikle deneyler yaparak çalışıyor olması tamamen tesadüf eseri oldu. Galvani dalgın bir şekilde parçalara ayrılan kurbağalardan birini elektrik makinesinin masasına koydu.

Bu sırada Galvani'nin karısı odaya girdi. Gözlerinin önünde korkunç bir resim belirdi: Elektrikli bir makinede kıvılcımlar çıktığında, demir bir nesneye (neşter) dokunan ölü bir kurbağanın bacakları seğirdi. Galvani'nin karısı dehşet içinde bunu kocasına işaret etti.

Galvani'nin ünlü deneylerini takip edelim: “Bir kurbağayı kestim ve onu, hiç niyetim olmadan, biraz uzakta bir elektrik makinesinin durduğu masanın üzerine koydum. Şans eseri asistanlarımdan biri neşterin ucuyla kurbağanın sinirine dokundu ve aynı anda kurbağanın kasları sanki kasılıyormuşçasına ürperdi.

Elektrikle ilgili deneylerde bana genellikle yardımcı olan başka bir asistan, bu olayın yalnızca makinenin iletkeninden bir kıvılcım çekildiğinde meydana geldiğini fark etti.

Yeni fenomenden etkilenerek hemen dikkatimi ona çevirdim, ancak o anda tamamen farklı bir şey planlıyordum ve tamamen düşüncelerime dalmıştım. Bunu keşfetmek ve altında saklı olanı aydınlatmak için inanılmaz bir susuzluk ve istekle doluydum.”

Galvani her şeyin elektrik kıvılcımlarıyla ilgili olduğuna karar verdi. Daha güçlü bir etki elde etmek için, fırtına sırasında demir bir bahçe kafesinin üzerindeki bakır tellere hazırlanmış birkaç kurbağa bacağını astı. Ancak yıldırım - dev elektrik deşarjları - hazırlanan kurbağaların davranışlarını hiçbir şekilde etkilemedi. Yıldırımın yapamadığını rüzgar yaptı. Rüzgar estiğinde kurbağalar tellerin üzerinde sallanıyor, bazen de demir çubuklara değiyordu. Bu olur olmaz pençeler seğirdi. Ancak Galvani bu olayı yıldırım elektrik boşalmalarına bağladı.

1786 yılında L. Galvani “hayvan” elektriğini keşfettiğini duyurdu. Leyden kavanozu zaten biliniyordu - ilk kapasitör (1745). A. Volta söz konusu elektroforik makineyi icat etti (1775), B. Franklin yıldırımın elektriksel doğasını açıkladı. Biyolojik elektrik fikri havadaydı. L. Galvani'nin mesajı aşırı bir coşkuyla karşılandı ve kendisi de bunu tamamen paylaştı. 1791 yılında ana eseri “Kas Kasılmasında Elektrik Kuvvetleri Üzerine İnceleme” yayınlandı.

İşte biyolojik elektriği nasıl fark ettiğine dair başka bir hikaye. Ancak doğal olarak öncekinden farklı. Bu hikaye merak konusu.

Soğuk algınlığına yakalanan Bologna Üniversitesi anatomi profesörünün eşi Luigi Galvani'nin de her hasta gibi bakıma ve ilgiye ihtiyacı vardı. Doktorlar ona aynı kurbağa bacaklarını içeren bir "güçlendirici et suyu" reçete etti. Ve böylece, kurbağaları et suyuna hazırlama sürecinde Galvani, elektrikli bir makineyle temas ettiğinde bacakların nasıl hareket ettiğini fark etti. Böylece ünlü “yaşayan elektriği”, yani elektrik akımını keşfetti.
Ancak Galvani çalışmalarında biraz farklı bir yol izledi.

hedefler. Kurbağaların yapısını inceledi ve elektrofizyolojiyi keşfetti. Ya da daha da ilginci, karısına et suyu hazırlamak, ona faydalı bir şeyler yapmak istiyordu ama tüm insanlığa faydalı bir keşifte bulundu. Peki neden? Her iki durumda da kurbağaların bacakları yanlışlıkla bir elektrik makinesine veya başka bir elektrikli nesneye dokundu. Peki her şey bu kadar rastlantısal ve beklenmedik bir şekilde mi gelişti, yoksa yine olayların zorunlu bir şekilde birbirine bağlanması mıydı?...

Brown hareketi.

Tablomuzdan Brown hareketinin fizikte geç bir keşif olduğunu görebiliriz. Ancak bir dereceye kadar tesadüfen de yapıldığı için bu keşif üzerinde duracağız.

Brown hareketi nedir?
Brownian hareketi moleküllerin kaotik hareketinin bir sonucudur. Brown hareketinin nedeni, ortamdaki moleküllerin termal hareketi ve bunların Brownian parçacığı ile çarpışmasıdır.

Bu fenomen, 1827 yılında bitki poleni üzerinde araştırma yaparken R. Brown (keşif onun adını almıştır) tarafından keşfedilmiştir. İskoç botanikçi Robert Brown, yaşamı boyunca en iyi bitki uzmanı olarak “Botanikçilerin Prensi” unvanını aldı. Birçok harika keşif yaptı. 1805 yılında, Avustralya'ya yaptığı dört yıllık bir keşif gezisinin ardından, bilim adamlarının bilmediği yaklaşık 4.000 Avustralya bitki türünü İngiltere'ye getirdi ve uzun yıllarını bunları incelemeye adadı. Endonezya ve Orta Afrika'dan getirilen açıklanan bitkiler. Bitki fizyolojisini inceledi ve ilk kez bir bitki hücresinin çekirdeğini ayrıntılı olarak tanımladı. St. Petersburg Bilimler Akademisi onu fahri üye yaptı. Ancak bilim adamının adı artık bu çalışmalardan dolayı yaygın olarak biliniyor.

Brown moleküllerin doğasında var olan hareketi bu şekilde fark etti. Brown'un bir şey üzerinde çalışmaya çalışırken biraz farklı bir şeyi fark ettiği ortaya çıktı:

1827'de Brown bitki poleni üzerine araştırma yaptı. Özellikle polenin döllenme sürecine nasıl katıldığıyla ilgileniyordu. Bir keresinde, Kuzey Amerika bitkisi Clarkia pulchella'nın suda asılı duran polen hücrelerinden izole edilen uzun sitoplazmik taneciklere mikroskop altında baktı. Ve böylece Brown, beklenmedik bir şekilde, bir su damlasında zar zor görülebilen en küçük katı taneciklerin sürekli titrediğini ve sürekli olarak bir yerden bir yere hareket ettiğini gördü. Kendi sözleriyle bu hareketlerin "sıvıdaki akışlarla ya da sıvının kademeli buharlaşmasıyla ilişkili olmadığını, parçacıkların doğasında bulunduğunu" buldu. Brown ilk başta canlıların aslında mikroskobun alanına düştüğünü bile düşündü, özellikle de polen bitkilerin erkek üreme hücreleri olduğundan, ancak ölü bitkilerden gelen parçacıklar, yüz yıl önce herbaryumlarda kurutulanlardan bile aynı şekilde davrandı.

Brown daha sonra bunların, 36 ciltlik Doğa Tarihi kitabının yazarı ünlü Fransız doğa bilimci Georges Buffon'un (1707-1788) bahsettiği "canlıların temel molekülleri" olup olmadığını merak etti. Brown görünüşte cansız nesneleri incelemeye başladığında bu varsayım terk edildi; Londra havasından gelen çok küçük kömür parçacıkları, is ve toz, ince öğütülmüş inorganik maddeler: cam, birçok farklı mineral.

Brown'ın gözlemi diğer bilim adamları tarafından da doğrulandı.

Üstelik Brown'ın en yeni mikroskoplardan hiçbirine sahip olmadığını da söylemek gerekir. Makalesinde, birkaç yıldır kullandığı sıradan bikonveks merceklere sahip olduğunu özellikle vurguluyor. Ve şöyle devam ediyor: "İfadelerime daha fazla inandırıcılık kazandırmak ve onları sıradan gözlemler için mümkün olduğunca erişilebilir kılmak amacıyla, tüm çalışma boyunca çalışmaya başladığım mercekleri kullanmaya devam ettim."
Brown hareketi çok geç bir keşif olarak kabul edilir. Mikroskobun icat edilmesinin üzerinden 200 yıl geçmesine rağmen (1608) büyüteç kullanılarak yapılmıştır.

Bilimde sık sık olduğu gibi, yıllar sonra tarihçiler, mikroskobun mucidi Hollandalı Antonie Leeuwenhoek'in 1670 yılında benzer bir olguyu gözlemlediğini ancak mikroskopların nadirliği ve kusurluluğu, o dönemde moleküler bilimin embriyonik durumu olduğunu keşfettiler. Leeuwenhoek'in gözlemi dikkat çekmedi, bu nedenle keşif haklı olarak onu ilk kez inceleyen ve ayrıntılı olarak açıklayan Brown'a atfediliyor.

Radyoaktivite.

Antoine Henri Becquerel 15 Aralık 1852'de doğdu, 25 Ağustos 1908'de öldü. Nobel Fizik Ödülü sahibi Fransız fizikçi ve radyoaktiviteyi keşfedenlerden biriydi.

Radyoaktivite olgusu da tesadüfen yapılan bir başka keşifti. 1896 yılında Fransız fizikçi A. Becquerel, uranyum tuzları üzerinde çalışırken, fotoğraf plakalarıyla birlikte floresan malzemeyi opak bir malzemeye sardı.

Fotoğraf plakalarının tamamen açığa çıktığını keşfetti. Bilim adamı araştırmasına devam etti ve tüm uranyum bileşiklerinin radyasyon yaydığını keşfetti. Becquerel'in çalışmaları 1898'de Pierre ve Marie Curie'nin radyumu keşfetmesiyle devam etti. Radyumun atom kütlesi uranyumun kütlesinden çok farklı değildir, ancak radyoaktivitesi bir milyon kat daha fazladır. Radyasyon olgusuna radyoaktivite adı verildi. 1903 yılında Becquerel, Curie'lerle birlikte "Kendiliğinden radyoaktivitenin keşfinde ifade edilen olağanüstü hizmetlerden dolayı" Nobel Fizik Ödülü'nü aldı. Bu atom çağının başlangıcıydı.

Fizikte öngörülemeyenler kategorisine giren bir diğer önemli keşif ise X ışınlarının keşfidir. Uzun yıllar süren bu keşfin ardından artık X ışınları insanlık için büyük önem taşıyor.
X ışınlarının ilk ve en yaygın olarak bilinen uygulama alanı tıptır. X-ışını görüntüleri travmatologlar, diş hekimleri ve diğer alanlardaki tıp uzmanları için ortak bir araç haline geldi.

X-ray cihazlarının yaygın olarak kullanıldığı bir diğer sektör ise güvenliktir. Yani havalimanlarında, gümrüklerde ve diğer kontrol noktalarında röntgen kullanma prensibi modern tıptakiyle hemen hemen aynıdır. Kirişler bagaj ve diğer kargolardaki yasaklı eşyaları tespit etmek için kullanılır. Son yıllarda kalabalık yerlerde şüpheli nesnelerin tespitini mümkün kılan küçük otonom cihazlar ortaya çıktı.
X-ışınlarının keşfinin tarihi hakkında konuşalım.

X-ışınları 1895'te keşfedildi. Üretim yöntemi, onların elektromanyetik doğasını özel bir açıklıkla ortaya koyuyor. Alman fizikçi Roentgen (1845-1923) katot ışınlarını incelerken tesadüfen bu tür radyasyonu keşfetti.

Roentgen'in gözlemi şu şekildeydi. Karanlık bir odada çalıştı ve yeni keşfedilen katot ışınlarının (bugün hala televizyonlarda, floresan lambalarda vb. kullanılıyor) bir vakum tüpünden geçip geçmediğini anlamaya çalıştı. Şans eseri, birkaç metre ötede kimyasal olarak temizlenmiş bir ekranda bulanık yeşilimsi bir bulutun belirdiğini fark etti. Sanki telefon bobininden gelen zayıf bir ışık aynaya yansıyordu. Yedi hafta boyunca neredeyse laboratuvardan çıkmadan araştırma yaptı. Parıltının katot ışın tüpünden yayılan doğrudan ışınlardan kaynaklandığı, radyasyonun bir gölge oluşturduğu ve bir mıknatıs tarafından saptırılamadığı ve çok daha fazlası ortaya çıktı. Ayrıca insan kemiklerinin, hala floroskopide kullanılan çevredeki yumuşak dokudan daha yoğun bir gölge oluşturduğu da ortaya çıktı. Ve ilk X-ışını görüntüsü 1895'te ortaya çıktı; bu, Madame Roentgen'in açıkça görülebilen altın yüzüklü elinin fotoğrafıydı. Böylece ilk kez kadınların içini gören erkekler oldu, tersi olmadı.

Bunlar Evrenin insanlığa bahşettiği yararlı rastgele keşiflerdir!

Ve bu, faydalı tesadüfi keşiflerin ve icatların yalnızca küçük bir kısmıdır. Kaç tane olduğunu tek seferde söylemek mümkün değil. Ve daha ne kadar çok şey olacak... Ama günlük yaşamda gerçekleşen keşifler hakkında bilgi edinmek aynı zamanda

Sağlıklı.

Günlük hayatımızda öngörülemeyen keşifler.

Çikolatalı kurabiye.
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en popüler kurabiye türlerinden biri çikolatalı kurabiyelerdir. 1930'larda küçük otel sahibi Ruth Wakefield'ın tereyağlı kurabiye pişirmeye karar vermesiyle icat edildi. Kadın bir çikolata kırdı ve çikolatanın eriyip hamura kahverengi bir renk ve çikolata tadı vereceğini umarak çikolata parçalarını hamurun içine karıştırdı. Ancak Wakefield, fizik kanunları konusundaki bilgisizliği nedeniyle hayal kırıklığına uğradı ve fırından çikolata parçacıklı kurabiyeler çıkardı.

Notlar için yapışkan notlar.
Yapışkan kağıtlar, tutkalın dayanıklılığını arttırmaya yönelik başarısız bir deneyin sonucu olarak ortaya çıktı. 1968'de bir 3M araştırma laboratuvarı çalışanı yapışkan bandın kalitesini artırmaya çalıştı. Yapıştırılan yüzeylere emilmeyen ve yapışkan bant üretimi için tamamen işe yaramaz olan yoğun bir yapıştırıcı aldı. Araştırmacı yeni tip yapıştırıcının nasıl kullanılacağını bilmiyordu. Dört yıl sonra, boş zamanlarında kilise korosunda şarkı söyleyen bir meslektaşı, ilahiler kitabındaki kitap ayraçlarının sürekli düşmesinden rahatsız oldu. Sonra kitabın sayfalarına zarar vermeden kağıt kitap ayraçlarını sabitleyebilen yapıştırıcıyı hatırladı. Post-it Not Kağıtları ilk olarak 1980 yılında piyasaya sürüldü.

Coca-Cola.
1886 Eczacı John Pemberton kola cevizi ve koka bitkisini kullanarak tonik bir iksir hazırlamanın yolunu arıyor. Karışımın tadı çok hoştu. Bu şurubu satıldığı eczaneye götürdü. Ve Coca-Cola'nın kendisi tesadüfen ortaya çıktı. Eczanedeki satıcı, muslukları normal su ve karbonatlı suyla karıştırıp ikincisini döktü. Coca-Cola böyle doğdu. Doğru, ilk başta pek popüler değildi. Pemberton'un giderleri gelirini aşıyordu. Ama şimdi dünya çapında iki yüzden fazla ülkede içiliyor.

Çöp torbası.
1950'de mucit Harry Vasilyuk böyle bir çanta yarattı. Bu böyleydi. Şehir yönetimi ona bir görevle yaklaştı: çöp toplama makinesine yükleme işlemi sırasında çöplerin düşmeyeceği bir yol bulmak. Özel bir elektrikli süpürge yaratma fikri vardı. Ama birisi şöyle dedi: Bir çöp torbasına ihtiyacım var. Ve aniden çöp için tek kullanımlık olanlar yapması gerektiğini fark etti.

çantalar ve paradan tasarruf etmek için bunları polietilenden yapın. Ve 10 yıl sonra bireylere yönelik çantalar satışa çıktı.

Süpermarket arabası.
Bu yazıdaki diğer keşifler gibi, 1936'da tesadüfen keşfedildi. Arabanın mucidi tüccar Sylvan Goldman, müşterilerin nadiren büyük mallar satın aldıklarını fark etmeye başladı ve bunları kasaya taşımanın zor olduğu gerçeğini öne sürdü. Ancak bir gün mağazada bir müşterinin oğlunun bir torba bakkaliyeyi daktiloda iple nasıl yuvarladığını gördü. Ve sonra aydınlandı. Başlangıçta sepetlere küçük tekerlekler taktı. Ama sonra modern bir araba yaratmak için bir grup tasarımcıyı cezbetti. 11 yıl sonra bu tür arabaların seri üretimine başlandı. Bu arada, bu yenilik sayesinde süpermarket adı verilen yeni bir mağaza türü ortaya çıktı.

Üzümlü çörekler.
Rusya'da bu incelik de yanlışlıkla yaratıldı. Bu kraliyet mutfağında oldu. Aşçı çörekler hazırlarken hamuru yoğururken yanlışlıkla bir kova kuru üzüme dokundu ve kuru üzüm hamurun içine düştü. Çok korkmuştu; kuru üzümleri çıkaramadı. Ancak korku kendini haklı çıkarmadı. İmparator, şeflerin ödüllendirildiği kuru üzümlü çörekleri gerçekten beğendi.
Moskovalı uzman gazeteci ve yazar Vladimir Gilyarovsky'nin anlattığı, kuru üzümlü çöreğin ünlü fırıncı Ivan Filippov tarafından icat edildiğine dair efsaneyi de burada belirtmekte fayda var. Bir zamanlar taze bir morina satın alan Genel Vali Arseny Zakrevsky, aniden içinde bir hamamböceği keşfetti. Halıya çağrılan Filippov, böceği yakaladı ve yedi, generalin yanıldığını ilan etti - en önemli nokta buydu. Fırına dönen Filippov, kendisini valiye haklı çıkarmak için kuru üzümlü çörek pişirmeye acilen başlanmasını emretti.

Yapay tatlandırıcılar

En yaygın üç şeker ikamesi bilim adamlarının ellerini yıkamayı unutması nedeniyle keşfedildi. Siklamat (1937) ve aspartam (1965) tıbbi araştırmaların yan ürünleriydi ve sakarin (1879), kömür katranı türevleri üzerine yapılan araştırmalar sırasında tesadüfen keşfedildi.

Coca-Cola

1886 yılında doktor ve eczacı John Pemberton, Güney Amerika koka bitkisinin yapraklarından ve Afrika kola yemişlerinden elde edilen, tonik özelliği olan bir ekstrakta dayalı bir karışım hazırlamaya çalıştı. Pemberton bitmiş olanı denedi

Karışımı karıştırdım ve tadının güzel olduğunu fark ettim. Pemberton, bu şurubun yorgunluk, stres ve diş ağrısı çeken insanlara yardımcı olabileceğine inanıyordu. Eczacı şurubu Atlanta şehrinin en büyük eczanesine götürdü. İlk şurup partileri aynı gün camı beş sentten satıldı. Ancak Coca-Cola içeceği ihmaller sonucu yaratıldı. Satıcı tesadüfen şurubu sulandırarak muslukları karıştırdı ve normal su yerine maden suyu döktü. Ortaya çıkan karışım Coca-Cola oldu. Başlangıçta bu içecek pek başarılı olmadı. Soda üretiminin ilk yılında Pemberton, yeni içeceğin reklamına 79,96 dolar harcadı, ancak yalnızca 50 dolar değerinde Coca-Cola satabildi. Günümüzde Coca-Cola dünya çapında 200 ülkede üretilmekte ve içilmektedir.

13.Teflon

Mikrodalga icadı nasıl ortaya çıktı?

Percy LeBaron Spencer, ilk mikrodalga fırını icat eden bir bilim adamı ve mucittir. 9 Temmuz 1984'te Howland, Maine, ABD'de doğdu.

Mikrodalga nasıl icat edildi?

Spencer mikrodalga pişirme cihazını tamamen tesadüfen icat etti. 1946'da Raytheon laboratuvarında, yakınında dururken

magnetron, aniden bir karıncalanma hissetti ve cebindeki şekerin eridiğini hissetti. Bu etkiyi ilk fark eden o değildi, ancak diğerleri deney yapmaktan korkuyordu, Spencer ise meraklıydı ve bu tür araştırmaları yürütmekle ilgileniyordu.

Mısırı magnetronun yanına koydu ve bir süre sonra mısır çatlamaya başladı. Bu etkiyi gözlemleyerek yiyecekleri ısıtmak için magnetronlu metal bir kutu yaptı. Percy Laberon Spencer mikrodalgayı böyle icat etti.

Raytheon, sonuçları hakkında bir rapor yazdıktan sonra 1946'da bu keşfin patentini aldı ve endüstriyel amaçlı mikrodalga fırınlar satmaya başladı.

1967'de Raytheon Amana, RadarRange ev tipi mikrodalga fırınlarını satmaya başladı. Spencer, icadı için herhangi bir telif ücreti almadı, ancak kendisine Raytheon'dan bir defaya mahsus olmak üzere iki dolarlık bir ödenek ödendi; bu, şirketin şirketin tüm mucitlerine yaptığı sembolik bir ödemeydi.

Kullanılmış literatürün listesi.

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

Başvuru.

giriiş

Yirminci yüzyılın bilimsel keşiflerinin genel özellikleri

Yirminci yüzyılın fizikteki en ünlü bilimsel keşifleri

Modern dünyada fiziğin önemi

Çözüm

Kullanılmış literatür listesi

Kişilikler

giriiş

Araştırma konusunun alaka düzeyi, yirminci yüzyılın başında insanların bilim dünyasına zaten girebilecek bazı icatları kabul etmeye henüz hazır olmaması, ancak ne yazık ki dünyaya yalnızca birkaç kez girmeye mahkum olmalarından kaynaklanmaktadır. onlarca yıl sonra. Yirminci yüzyılda, hatta belki de önceki tüm zamanlardan daha fazla sayıda bilimsel keşif yapıldı. İnsanoğlunun bilgisi her geçen yıl istikrarlı bir şekilde artıyor ve gelişme eğilimi devam ederse hayal etmek bile imkansız ama hala bizi bekliyor.

Yirminci yüzyılda büyük keşifler esas olarak iki alanda yapıldı: biyoloji ve fizik.

İncelenen çalışmanın amacı yirminci yüzyılda fizikteki temel bilimsel keşifleri incelemektir.

Bu hedefi ayrıntılı olarak incelemek için konuyu kapsayacak aşağıdaki görevleri belirledik:

-yirminci yüzyılın bilimsel keşiflerinin genel bir tanımını vermek;

yirminci yüzyılın fizikteki en dikkate değer bilimsel keşiflerini düşünün;

modern dünyada fiziğin önemini tanımlamak;

sonuçlar çıkarmak.

Çalışma yapısı. Eser bir giriş, üç bölüm, bir sonuç, bir referans listesi, bir terim ve kişilikler listesinden oluşmaktadır.

1. Yirminci yüzyılın bilimsel keşiflerinin genel özellikleri

Bu alandaki en önemli keşiflerden biri ünlü fizikçi Max Planck'ın keşfi olmuştur. Düzensiz bir enerji radyasyonu keşfetti. Bu keşfe dayanarak Einstein, 1905 yılında fotoelektrik etkinin en önemli teorisini geliştirmeye başladı. Daha sonra, atomun yapısının, küçük nesnelerin (atomların) büyük ve ağır bir nesnenin (çekirdek) etrafında döndüğü bir güneş sistemi gibi inşa edildiği varsayıldığı bir atom yapısı modeli önerildi. Ancak devrim niteliğindeki keşifler bununla bitmedi; 1916'da Albert Einstein, o zamanın tüm bilim adamlarının pratikte gözünü açan görelilik teorisini keşfetti. Sonuç olarak, yerçekiminin alanların ve cisimlerin etkisi değil, geçici uzayın eğriliği olduğu pratik olarak kanıtlandı. Kara deliklerin varlığını ve kökenlerini açıklıyor. 1932 James Chadwick nötronların varlığını kanıtladı. Ve bu keşif Japonya'nın Nagazaki ve Hiroşima kentlerinde bombaların patlamasına yol açsa da, günümüzde nükleer santrallerde aktif olarak kullanılan barışçıl atomun geliştirilmesine de yardımcı oldu. Örneğin Almanya'da elektriğin yüzde 70'inden fazlası nükleer santrallerden üretiliyor; dünyada bu rakam yaklaşık yüzde 20'dir. 16 Aralık 1947, bilim adamları Brattain, Bardeen, Shockley, artık tüm elektronik cihazlarda kullanılan bir yarı iletken malzemeyi ve özelliklerini keşfettiler. Böylece transistör keşfedildi, icadı, esasen elektronik sistemlerin programlanmasına izin veren mikro devrelerin geliştirilmesine yardımcı oldu.

Aynı zamanda DNA - ve 1869'da biyolog Miescher tarafından keşfedilmiş olmasına rağmen, onun yaratıkla ilgili tüm verileri sakladığını hayal bile etmemişti. Ayrıca DNA tüm canlılarda (bitkilerden hayvanlara kadar) bulunur. Ve Rosalyn Franklin, sarmal bir merdivene benzeyen DNA molekülünün yapısını keşfetti. Gelecekteki türleri ve bir bütün olarak her insanın ve yaratığın özelliklerini belirleyen genler de keşfedildi.

Hayatımızdaki iyileşmeye rağmen, insanlığın güvenliği düşünmeyi bırakması ve yalnızca maddi faydalar umması nedeniyle her yıl daha tehlikeli hale geliyor, çeşitli felaketler, hatta nükleer olanlar bile meydana geliyor: Çernobil, Fukushima. Bu olaylar Japonya'yı 7-8 yıl içinde nükleer enerjiden vazgeçme kararı almaya zorladı.

2. Yirminci yüzyılın fizikteki en ünlü bilimsel keşifleri

Görelilik teorisi. 1905 yılında bilim dünyasında bir devrim yaşandı, büyük bir keşif gerçekleşti. İsviçre'nin Bern kentindeki bir patent ofisinde çalışan, kimliği bilinmeyen genç bir bilim adamı, devrim niteliğinde bir teori formüle etti. Adı Albert Einstein'dı.

Einstein bir zamanlar tüm teorilerin çocuklara açıklanması gerektiğini söylemişti. Açıklamayı anlamazlarsa teori anlamsızdır. Einstein çocukluğunda elektrikle ilgili bir çocuk kitabını okuduğunda, elektrik henüz yeni ortaya çıkıyordu ve basit bir telgraf bir mucize gibi görünüyordu. Bu kitap, okuyucuyu bir sinyalle birlikte bir telin içinde uçtuğunu hayal etmeye davet eden Bernstein adında biri tarafından yazılmıştır. Devrimci teorisinin Einstein'ın kafasında o zaman doğduğunu söyleyebiliriz.

Einstein, bu kitaptan edindiği izlenimlerden ilham alan bir genç olarak kendisinin bir ışık huzmesiyle hareket ettiğini hayal etti. Işık, zaman ve uzay kavramlarını da düşüncelerine dahil ederek 10 yıl boyunca bu fikir üzerinde düşündü.

Newton'un zaman ve uzayın sabit olduğu teorisinin ışık hızına uygulandığında yanlış olduğunu fark etti. Bu, görelilik teorisi adını verdiği şeyin formülasyonuna başladı.

Newton'un tanımladığı dünyada zaman ve uzay birbirinden ayrılmıştı: Dünya'da saat sabah 10 iken, Venüs'te, Jüpiter'de ve Evren'in her yerinde aynı saat vardı. Zaman asla sapmayan ve durmayan bir şeydi. Ancak Einstein zamanı farklı algılıyordu.

Zaman, yıldızların etrafında kıvrılarak yavaşlayan ve hızlanan bir nehirdir. Ve eğer uzay ve zaman değişebilirse, o zaman atomlar, cisimler ve genel olarak Evren hakkındaki fikirlerimiz de değişir!

Einstein teorisini düşünce deneyleri olarak adlandırılan yöntemi kullanarak kanıtladı. Bunlardan en ünlüsü “ikiz paradoksu”dur. Yani iki ikizimiz var ve bunlardan biri roketle uzaya uçuyor. Neredeyse ışık hızında uçtuğu için içinde zaman yavaşlar. Bu ikiz Dünya'ya döndükten sonra, onun gezegende kalandan daha genç olduğu ortaya çıkar. Yani zaman Evrenin farklı yerlerinde farklı şekilde akıyor. Bu hıza bağlıdır: Ne kadar hızlı hareket ederseniz, zaman sizin için o kadar yavaş akar.

Bu deney bir dereceye kadar yörüngedeki astronotlarla gerçekleştiriliyor. Bir kişi uzaydaysa, onun için zaman daha yavaş akar. Uzay istasyonunda zaman daha yavaş akıyor. Bu olay uyduları da etkiliyor. Örneğin GPS uydularını ele alalım: gezegendeki konumunuzu birkaç metrelik bir doğrulukla gösterirler. Uydular Dünya çevresinde 29.000 km/saat hızla hareket ederler, dolayısıyla görelilik teorisinin varsayımları onlar için de geçerlidir. Bu dikkate alınmalıdır, çünkü uzayda saat daha yavaş çalışırsa, dünya saatiyle senkronizasyon kaybolacak ve GPS sistemi çalışmayacaktır.

Görelilik teorisini yayınladıktan birkaç ay sonra Einstein bir sonraki büyük keşfini yaptı: tüm zamanların en ünlü denklemi.=mc2 Bu muhtemelen dünyadaki en ünlü formüldür. Görelilik teorisinde Einstein, ışık hızına ulaşıldığında bir cismin koşullarının hayal edilemeyecek şekilde değiştiğini kanıtladı: Zaman yavaşlıyor, uzay daralıyor ve kütle artıyor. Hız ne kadar yüksek olursa vücut kütlesi de o kadar büyük olur. Bir düşünün, hareket enerjisi sizi ağırlaştırır. Kütle hıza ve enerjiye bağlıdır. Einstein ışık huzmesi yayan bir el feneri hayal etti. El fenerinden ne kadar enerji çıktığı tam olarak biliniyor. Aynı zamanda el fenerinin daha da hafiflediğini gösterdi. ışık yaymaya başladıkça hafifledi. Bu, E - el fenerinin enerjisinin m'ye - c2 oranındaki kütleye - bağlı olduğu anlamına gelir. Çok basit.

Bu formül aynı zamanda küçük bir nesnenin çok büyük enerji içerebileceğini de gösterdi. Size bir beyzbol topu atıldığını ve onu yakaladığınızı hayal edin. Ne kadar sert fırlatılırsa o kadar fazla enerjiye sahip olur.

Şimdi dinlenme durumuna gelince. Einstein formüllerini çıkardığında, hareketsiz durumdaki bir cismin bile enerjisi olduğunu keşfetti. Bu değeri formülü kullanarak hesapladığınızda enerjinin gerçekten muazzam olduğunu göreceksiniz.

Einstein'ın keşfi büyük bir bilimsel sıçramaydı. Bu atomun gücüne ilk bakıştı. Bilim adamlarının bu keşfi tam olarak kavramalarına zaman kalmadan, herkesi şok eden bir sonraki olay gerçekleşti.

Kuantum teorisi. Kuantum sıçraması doğadaki mümkün olan en küçük sıçramadır, ancak keşfi bilimsel düşüncedeki en büyük atılımdır.

Elektronlar gibi atom altı parçacıklar, aralarındaki boşluğu doldurmadan bir noktadan diğerine hareket edebilirler. Makrokozmosumuzda bu imkansızdır, ancak atom düzeyinde yasa budur.

Atom altı dünyada atomlar ve onların bileşenleri, büyük maddi cisimlerden tamamen farklı yasalara göre var olurlar. Alman bilim adamı Max Planck bu yasaları kuantum teorisinde açıkladı.

Kuantum teorisi, klasik fizikte bir krizin yaşandığı yirminci yüzyılın başında ortaya çıktı. Newton yasalarıyla çelişen birçok olay keşfedildi. Örneğin Madam Curie karanlıkta parlayan radyumu keşfetti; enerji hiçbir yerden gelmiyordu ve bu da enerjinin korunumu yasasıyla çelişiyordu. 1900 yılında insanlar enerjinin sürekli olduğuna, elektrik ve manyetizmanın kesinlikle herhangi bir parçaya sonsuza kadar bölünebileceğine inanıyordu. Ve büyük fizikçi Max Planck, enerjinin belirli hacimlerde - kuantumda - var olduğunu cesurca ilan etti.

Işığın yalnızca bu hacimlerde var olduğunu hayal edersek, atom düzeyinde bile birçok olay netleşir. Enerji ardı ardına ve belirli bir miktarda salınır, buna kuantum etkisi denir ve enerjinin dalga benzeri olduğu anlamına gelir.

Daha sonra Evrenin bambaşka bir şekilde yaratıldığını düşündüler. Atomun bowling topuna benzeyen bir şey olduğu düşünülüyordu. Bir top nasıl dalga özelliklerine sahip olabilir?

1925'te Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger nihayet elektronların hareketini tanımlayan bir dalga denklemi buldu. Aniden atomun içine bakmak mümkün hale geldi. Atomların hem dalga hem de parçacık olduğu ancak aynı zamanda geçici olduğu ortaya çıktı.

Kısa süre sonra Einstein'ın meslektaşı Max Born devrim niteliğinde bir adım attı: şu soruyu sordu: Eğer madde bir dalgaysa, o zaman onda ne değişir? Born, vücudun belirli bir noktadaki konumunu belirleme olasılığının değiştiğini öne sürdü.

Bir insanın atomlara ayrılarak duvarın diğer tarafında maddeleşmesi ihtimalini hesaplamak mümkün mü? Kulağa saçma geliyor. Sabah uyandığınızda kendinizi nasıl Mars'ta bulabilirsiniz? Jüpiter'de nasıl uyuyup uyanabilirsiniz? Bu imkansızdır, ancak bunun olasılığını hesaplamak oldukça mümkündür. Bu olasılık çok düşüktür. Bunun gerçekleşmesi için kişinin Evrende hayatta kalması gerekir, ancak elektronlar için bu her zaman olur.

Lazer ışınları ve mikroçipler gibi tüm modern “mucizeler”, bir elektronun aynı anda iki yerde olabilmesi esasına göre çalışır. Bu nasıl mümkün olabilir? Nesnenin tam olarak nerede olduğunu bilmiyorsunuz. Bu o kadar zor bir engel haline geldi ki, Einstein bile kuantum teorisini çalışmayı bırakmış, Tanrı'nın Evrende zar attığına inanmadığını söylemişti.

Tüm tuhaflığa ve belirsizliğe rağmen kuantum teorisi, atom altı dünyaya dair şu ana kadarki en iyi anlayışımız olmaya devam ediyor.

Nötron. Atom o kadar küçüktür ki hayal edilmesi zordur. Bir kum tanesinde 72 kentilyon atom bulunur. Atomun keşfi başka bir keşfe yol açtı.

İnsanlar atomun varlığından 100 yıl önce haberdardı. Elektronların ve protonların içinde eşit olarak dağıldığını düşünüyorlardı. Buna "kuru üzümlü tatlı" modeli adı verildi çünkü elektronların, pudingin içindeki kuru üzümler gibi atomun içinde dağıldığı düşünülüyordu.

Yirminci yüzyılın başında Ernest Rutherford, atomun yapısını daha fazla araştırmak için bir deney gerçekleştirdi. Radyoaktif alfa parçacıklarını altın folyoya yönlendirdi. Alfa parçacıkları altına çarptığında ne olacağını bilmek istiyordu. Bilim adamı, alfa parçacıklarının çoğunun yansımadan veya yön değiştirmeden altının içinden geçeceğini düşündüğü için özel bir şey beklemiyordu.

Ancak sonuç beklenmedikti. Ona göre bu, 380 mm'lik bir merminin bir madde parçasına ateşlenmesiyle aynıydı ve mermi ondan sekiyordu. Bazı alfa parçacıkları anında altın folyodan sekti. Bu ancak atomun içinde, muhallebideki kuru üzüm gibi dağılmamış, az miktarda yoğun madde olsaydı gerçekleşebilirdi. Rutherford bu az miktardaki maddeye çekirdek adını verdi.

Rutherford'un keşfi sayesinde bilim adamları bir atomun çekirdek, proton ve elektronlardan oluştuğunu öğrendiler. Bu resim Rutherford'un öğrencisi James Chadwick tarafından tamamlandı. Nötronu keşfetti.

Chadwick, çekirdeğin proton ve nötronlardan oluştuğunu gösteren bir deney yaptı. Bunu yapmak için çok akıllıca bir tanıma yöntemi kullandı. Radyoaktif süreçten çıkan parçacıkları engellemek için Chadwick katı parafin kullandı.

Nötronun keşfi en büyük bilimsel başarıydı. 1939'da Enrico Fermi liderliğindeki bir grup bilim adamı, nötronu kullanarak atomu parçaladı ve nükleer teknoloji çağının kapısını açtı.

Süperiletkenler. Fermilab dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcılarından birine sahiptir. Bu, atom altı parçacıkların neredeyse ışık hızına kadar hızlandırıldığı ve sonra çarpıştığı 7 km'lik bir yeraltı halkasıdır. Bu ancak süperiletkenlerin ortaya çıkışından sonra mümkün oldu.

Süper iletkenler 1909 civarında keşfedildi. Heike Kamerlingh Onnes adlı Hollandalı fizikçi, helyumun gazdan sıvıya nasıl dönüştürüleceğini bulan ilk kişi oldu. Bundan sonra helyumu dondurucu bir sıvı olarak kullanabildi ancak çok düşük sıcaklıklardaki malzemelerin özelliklerini incelemek istedi. O zamanlar insanlar bir metalin elektrik direncinin sıcaklığa (yükselip düşmesine) nasıl bağlı olduğuyla ilgileniyorlardı.

Nasıl arıtılacağını iyi bildiği cıvayı deneylerde kullandı. Özel bir aparata yerleştirip dondurucudaki sıvı helyuma damlattı, sıcaklığını düşürdü ve direncini ölçtü. Sıcaklık ne kadar düşük olursa direncin de o kadar düşük olduğunu ve sıcaklık eksi 268°C'ye ulaştığında direncin sıfıra düştüğünü buldu. Bu sıcaklıkta cıva, herhangi bir kayıp veya akış kesintisi olmadan elektriği iletebilir. Buna süperiletkenlik denir.

Süperiletkenler elektrik akımının herhangi bir enerji kaybı olmadan hareket etmesini sağlar. Fermilab'da güçlü bir manyetik alan oluşturmak için kullanılıyorlar. Protonların ve antiprotonların fazotron ve devasa halka içinde hareket edebilmesi için mıknatıslara ihtiyaç vardır. Hızları neredeyse ışık hızına eşittir.

Fermilab'daki parçacık hızlandırıcı inanılmaz derecede güçlü bir güç gerektiriyor. Direnç sıfıra ulaştığında süperiletkenleri eksi 270°C'ye soğutmak her ay bir milyon dolarlık elektriğe mal oluyor.

Artık asıl görev, daha yüksek sıcaklıklarda çalışacak ve daha az maliyet gerektirecek süper iletkenleri bulmaktır.

1980'lerin başında, IBM'in İsviçre şubesindeki bir grup araştırmacı, normalden 100 °C daha yüksek sıcaklıklarda sıfır dirence sahip yeni bir süperiletken türü keşfetti. Elbette mutlak sıfırın 100 derece üstü, dondurucunuzla aynı sıcaklık değildir. Normal oda sıcaklığında süperiletken olabilecek bir malzeme bulmamız gerekiyor. Bu, bilim dünyasında devrim yaratacak en büyük buluş olacaktır. Artık elektrik akımıyla çalışan her şey çok daha verimli hale gelecekti.

Kuark. Bu keşif, Evrendeki en küçük madde parçacıklarının araştırılmasıdır.

Önce elektron, sonra proton, sonra da nötron keşfedildi. Artık bilimin herhangi bir cismi oluşturan atomun yeni bir modeli vardı.

Atom altı parçacıkları ışık hızında parçalayabilen hızlandırıcıların gelişmesiyle birlikte insan, atomların parçalandığı onlarca başka parçacığın varlığının farkına vardı. Fizikçiler tüm bunları “parçacıklardan oluşan bir hayvanat bahçesi” olarak adlandırmaya başladılar.

Amerikalı fizikçi Murray Gell-Man, yeni keşfedilen bazı "hayvanat bahçesi" parçacıklarında bir model fark etti. Parçacıkları ortak özelliklerine göre gruplara ayırdı. Yol boyunca, protonları ve nötronları oluşturan atom çekirdeğinin en küçük bileşenlerini izole etti.

Nötron veya protonun birçok kişinin düşündüğü gibi temel parçacıklar olmadığını, alışılmadık özelliklere sahip daha da küçük parçacıklardan (kuarklar) oluştuğunu varsaydı.

Gell-Mann'ın kuarkları keşfetmesi, periyodik tablonun kimyasal elementler açısından ne anlama geldiğini, atom altı parçacıklar açısından da aynı anlama geliyordu. Murray Gell-Mann, 1969'daki keşfinden dolayı Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. En küçük maddi parçacıkları sınıflandırması onların tüm “hayvanat bahçesini” düzene soktu.

Gell-Manom ​​kuarkların varlığından emin olsa da aslında kimsenin onları tespit edebileceğini düşünmüyordu. Teorilerinin doğruluğunun ilk onayı, meslektaşlarının Stanford doğrusal hızlandırıcısında gerçekleştirdiği başarılı deneylerdi. İçinde elektronlar protonlardan ayrıldı ve protonun makro fotoğrafı çekildi. İçinde üç kuark olduğu ortaya çıktı.

Isaac Newton ve Michael Faraday'ın keşiflerinden sonra bilim adamları doğanın iki ana kuvveti olduğuna inandılar: yerçekimi ve elektromanyetizma. Ancak yirminci yüzyılda, tek bir kavramla birleşen iki güç daha keşfedildi: atom enerjisi. Böylece doğal kuvvetler dört oldu.

Her kuvvet belirli bir spektrum içerisinde çalışır. Yer çekimi, uzaya 1500 km/saat hızla uçmamızı engeller. Sonra elektromanyetik kuvvetler var - ışık, radyo, televizyon vb. Ayrıca etki alanı çok sınırlı olan iki kuvvet daha vardır: Çekirdeğin parçalanmasına izin vermeyen nükleer çekim vardır ve radyoaktivite yayan ve her şeye bulaşan nükleer enerji vardır. Bu yol, Dünyanın merkezini ısıtır, onun sayesinde gezegenimizin merkezi birkaç milyar yıldır soğumadı - bu, ısıya dönüşen pasif radyasyonun etkisidir.

Pasif radyasyon nasıl tespit edilir? Bu Geiger sayaçları sayesinde mümkündür. Bir atom bölündüğünde açığa çıkan parçacıklar diğer atomlara geçerek ölçülebilen küçük bir elektrik deşarjı yaratır. Tespit edildiğinde Geiger sayacı tık sesi çıkarır.

Nükleer çekim nasıl ölçülür? Burada durum daha da zordur çünkü atomun parçalanmasını engelleyen de bu kuvvettir. Burada bir atom ayırıcıya ihtiyacımız var. Kelimenin tam anlamıyla bir atomu parçalara ayırmanız gerekiyor, birisi bu süreci piyanonun basamaklara çarptığında çıkardığı sesleri dinleyerek çalışma prensiplerini anlamak için piyanoyu merdivenlerden aşağıya atmaya benzetmişti.

Yani, dört temel etkileşim gücümüz var: yerçekimi, elektromanyetizma, nükleer çekim (zayıf kuvvet) ve nükleer enerji (güçlü kuvvet). Son ikisine kuantum kuvvetleri denir ve bunların açıklamaları standart model adı verilen bir şeyde birleştirilebilir. Bu, bilim tarihinin en çirkin teorisi olabilir ama atomaltı düzeyde gerçekten de mümkündür. Standart modelin teorisi en yüksek olduğunu iddia ediyor ama bu onun çirkin olmasını engellemiyor. Öte yandan yerçekimi var - muhteşem, harika bir sistem, ağlayacak kadar güzel - fizikçiler Einstein'ın formüllerini gördüklerinde kelimenin tam anlamıyla ağlıyorlar. Doğanın tüm güçlerini tek bir teoride birleştirmeye çalışıyorlar ve buna "her şeyin teorisi" adını veriyorlar. Dört gücün hepsini zamanın başlangıcından beri var olan tek bir süper güçte birleştirecekti.

Doğanın dört temel kuvvetini de kapsayan bir süper gücü keşfedip keşfedemeyeceğimiz ve Herşeyin fiziksel teorisini yaratıp yaratamayacağımız bilinmiyor. Ancak kesin olan bir şey var ki, her keşif yeni araştırmalara yol açar ve gezegendeki en meraklı tür olan insan, anlama, arama ve keşfetme çabasından asla vazgeçmeyecektir.

Elektronların dalga özellikleri. 1911'de Bohr ve Rutherford güneş sistemine çok benzeyen bir atom modeli önerdiğinde, maddenin tüm sırlarını öğrenmiş gibiydik. Nitekim bilim adamları, Einstein ve Planck'ın ışığın doğasına ilişkin eklemelerini dikkate alarak hidrojen atomunun spektrumunu hesaplayabildiler. Ancak helyum atomuyla ilgili zorluklar zaten ortaya çıktı. Teorik hesaplamalar deneysel verilerden önemli ölçüde farklıydı.

Alman fizikçi Heisenberg, elektronların yerini ve hızını aynı anda belirlemenin imkansız olduğunu keşfetti. Bir elektronun hızını ne kadar doğru belirlersek, konumu da o kadar belirsiz hale gelir. Bu ilişkiye Heisenberg belirsizlik ilkesi adı verildi. Ancak elektronların tuhaflıkları bununla bitmedi. Yirmili yıllarda fizikçiler ışığın hem dalga hem de parçacık özelliklerine sahip olduğunu zaten biliyorlardı. Bu nedenle Fransız bilim adamı de Broglie, 1923'te diğer temel parçacıkların, özellikle de elektronların benzer özelliklere sahip olabileceğini öne sürdü. Elektronun dalga özelliklerini doğrulayan bir dizi deney yapmayı başardı.

Atomik bölünme. Geçen yüzyılın otuzlu yıllarına radyoaktif denilebilir. Her şey 1920'de Ernest Rutherford'un pozitif yüklü protonların atom çekirdeğinde nötr yüklü bazı parçacıklar tarafından tutulduğunu öne sürmesiyle başladı. Rutherford bu parçacıklara nötron adını vermeyi önerdi.

Bu varsayım fizikçiler tarafından uzun yıllar unutuldu. Sadece 1930'da Alman fizikçiler Bothe ve Becker, bor veya berilyumun alfa parçacıklarıyla ışınlandığında olağandışı radyasyonun ortaya çıktığını fark ettiklerinde hatırlandı.

Ocak 1932 Frederic ve Irène Joliot-Curie, ağır atomlara Bothe-Becker radyasyonunu yönlendirdiler. Anlaşıldığı üzere, bu radyasyonun etkisi altında atomlar radyoaktif hale geldi. Böylece yapay radyoaktivite keşfedildi. James Chadwick, Joliot-Curie eşlerinin deneylerini tekrarladı ve protona yakın kütleye sahip bazı nötr yüklü parçacıkların suçlanacağını buldu. Elektriksel nötrlük, bu parçacıkların bir atomun çekirdeğine serbestçe nüfuz etmesine ve onu dengesizleştirmesine olanak tanır. Bu keşif, hem barışçıl nükleer santrallerin hem de en yıkıcı silah olan nükleer bombanın yaratılmasını mümkün kıldı.

Yarı iletkenler ve transistörler. 16 Aralık 1947'de Amerikan şirketi AT&T Bell Laboratories'den mühendisler William Shockley, John Bardeen ve Walter Brattain küçük bir akım kullanarak büyük bir akımı kontrol edebildiler. Bu gün, transistör icat edildi - birbirine yönlendirilmiş iki p-n bağlantısından oluşan küçük bir cihaz.

Bu, akımı kontrol edebilecek bir cihazın yaratılmasını mümkün kıldı. Transistör, vakum tüplerinin yerini aldı ve bu, hem ekipmanın ağırlığını hem de cihazların tükettiği elektriği önemli ölçüde azaltmayı mümkün kıldı. 1971'de ilk mikroişlemcinin yaratılmasına yol açan mantık çiplerinin yolunu açtı. Mikroelektroniğin daha da gelişmesi, bilgisayarlar için modern işlemcilerin yaratılmasını mümkün kıldı.

Uzay keşfi. 4 Ekim 1957'de Sovyetler Birliği dünyanın ilk yapay uydusunu fırlattı. Ve çok küçük olmasına ve gemide neredeyse hiçbir bilimsel donanıma sahip olmamasına rağmen, o andan itibaren insanlık uzay çağına girdi. 12 Nisan 1961'de bir adamın uzaya uçmasının üzerinden dört yıldan az bir süre geçmişti. Ve yine Sovyetler Birliği, ABD'nin önüne geçmeyi ve ilk kozmonot Yuri Gagarin'i herkesten önce gezegenimizin yörüngesine göndermeyi başardı. Bu olay bilimsel ve teknolojik ilerlemeyi teşvik etti. İki büyük güç uzayı keşfetmek için yarışa başladı. Bir sonraki hedef aya bir insan göndermekti. Bu projeyi gerçekleştirmek için birçok icat yapılması gerekti. ABD'li tasarımcılar burada zaferlerini çoktan kutladılar.

İlk başta uzay sadece pahalı bir projeydi ve getirisi son derece küçüktü. Ancak uzayın kademeli olarak keşfi, insanlığın onsuz hayatımızın artık düşünülemeyeceği sistemler yaratmasına olanak tanıdı. Hava tahmini, jeolojik keşif, iletişim ve gezegen yüzeyinde konumlandırma alanlarında özel ilerlemeler kaydedildi. Bu, uzaya uydu fırlatmalarının ticari açıdan karlı olmasını mümkün kıldı.

Karbon nanotüpleri. 1985 yılında araştırmacılar Robert Curl, Heath O. Brian, Harold Croteau ve Richard Smalley, lazere maruz kalma sonucu üretilen grafit buharının kütle spektrumunu incelediler. Böylece, "fulleren" (mühendis Buckminster Fuller'in onuruna) ve "rugben" (molekülünün bir ragbi topuna benzemesi nedeniyle) adı verilen yeni karbon çeşitleri keşfedildi.

Bu benzersiz oluşumların bir dizi yararlı fiziksel özelliği vardır, bu nedenle çeşitli cihazlarda yaygın olarak kullanılırlar. Ancak bu en önemli şey değil. Bilim insanları, karbonla bükülmüş ve çapraz bağlı grafit katmanlarının bu çeşitlerinden nanotüpler üretmek için bir teknoloji geliştirdiler. 1 santimetre uzunluğunda ve 5-7 nanometre çapında nanotüpler zaten elde edildi! Dahası, bu tür nanotüpler yarı iletkenden metale kadar çeşitli fiziksel özelliklere sahiptir.

Bunlara dayanarak, ekranlar ve fiber optik iletişim için yeni malzemeler elde edildi. Ayrıca tıpta biyolojik olarak aktif maddelerin vücutta istenilen yere ulaştırılmasında nanotüpler kullanılmaktadır. Bunlara dayanarak yakıt hücreleri ve ultra hassas kimyasal sensörlerin yanı sıra diğer birçok kullanışlı cihaz geliştirildi.

Böylece fiziğin rolünden bahsederken üç ana noktayı vurgulayacağız. Birincisi, fizik etrafımızdaki dünya hakkındaki en önemli bilgi kaynağıdır. İkincisi, insanın yeteneklerini sürekli genişleten ve çoğaltan fizik, onun teknik ilerleme yolunda kendinden emin ilerlemesini sağlar. Üçüncüsü, fizik, bir kişinin manevi imajının gelişimine önemli bir katkı sağlar, onun dünya görüşünü şekillendirir, ona kültürel değerler ölçeğinde gezinmeyi öğretir. Bu nedenle sırasıyla fiziğin bilimsel, teknik ve insani potansiyellerinden bahsedeceğiz.

Bu üç potansiyel her zaman fizikte yer almıştır. Ancak fiziğin modern dünyada oynamaya başladığı son derece önemli rolü önceden belirleyen 20. yüzyıl fiziğinde kendilerini özellikle açık ve güçlü bir şekilde gösterdiler.

Çevremizdeki dünya hakkında en önemli bilgi kaynağı olarak fizik. Bildiğiniz gibi fizik, maddenin en genel özelliklerini ve hareket biçimlerini inceler. Şu soruların yanıtlarını arıyor: Çevremizdeki dünya nasıl işliyor; İçinde meydana gelen olaylar ve süreçler hangi yasalara tabidir? "Şeylerin ilk ilkelerini" ve "olguların temel nedenlerini" anlama çabası içinde fizik, gelişim sürecinde önce dünyanın mekanik bir resmini (XVIII - XIX yüzyıllar), sonra elektromanyetik bir resmi oluşturdu ( XIX'in ikinci yarısı - XX yüzyılın başları) ve son olarak modern bir fiziksel resim dünyası (20. yüzyılın ortaları).

3. Modern dünyada fiziğin önemi

Son on yıllar, keşifler açısından insanlık tarihinde hiç olmadığı kadar fakir geçti. Pratik olarak herhangi bir bilgi alanında temelde yeni hiçbir şey ortaya çıkmadı, yalnızca daha önce yapılmış olanın bir devamı, eski keşiflerin mantıksal sonuçları ortaya çıktı. Ve elbette, yine bilinen aynı gerçeklere dayanan yeni teknolojiler. Yüksek fizik tatile çıktı ve çoğu bilim insanı uygulamalı problemler üzerinde çalışıyor.

Bilimlerin şafağında, fizik felsefenin bir parçasıydı ve şimdi yaygın olarak adlandırıldığı gibi "kesin" bir bilim olmaktan ziyade tanımlayıcı bir bilimdi. Fiziği herhangi bir ortak paydaya getirebilecek ve onu daha az spekülatif hale getirebilecek "kesin" bir dil yoktu. Yani fiziksel teorilere karşılık gelen bir matematik yoktu.

Ancak matematik eksikliği, Leukippos-Demokritos'un atom teorisinin yaratılmasına engel olmadığı gibi, bu teoriyi ayrıntılı ve oldukça anlaşılır bir şekilde sunabilen Lucretius için de bir engel değildi. Ancak bize ulaşan bilgilere göre Demokritos, kesinlikle dönemin ünlü filozof ve materyalistlerinin öğrencisi değildi. Aksine onun eğitimiyle büyücüler ve Keldaniler meşgul oluyordu. Ve sadece iki kere iki değil, aynı zamanda havaya yükselme teorisi, uzaktan düşünceleri okuma, ışınlanma ve modern geleneksel bilimin neredeyse tamamen var olmayan, peri masalı fantezileri olarak görmezden geldiği kesinlikle inanılmaz şeyler üzerinde çalıştı. Ancak yine de en materyalist teorilerden birinin yaratılmasını mümkün kılan şey bu “fantezilerdi”. İnanılmaz görünüyor! Ancak gördüğünüz gibi bu sadece mümkün değil, aynı zamanda başarılmış bir gerçektir. Temel bir bilim olarak modern fizik derin bir kriz içindedir. Bu bugün bilinmiyordu. Neredeyse yirminci yüzyılın başından beri pek çok bilim adamı basit bir gerçeğe dikkat çekmeye çalıştı: Fizik çıkmaza girdi; başlangıçta fiziğin dili olan matematik aparatı o kadar hantallaştı ki artık pek kullanılmıyor. Fiziksel olayları özlerini maskeleyecek şekilde tanımlarlar. Dahası, bu matematiksel aygıt umutsuzca modası geçmiş ve geri kalmıştır; onun yardımıyla, gözlemlenen birçok olguyu, yürütülen deneylerin sonuçlarını ve özünü açıklamak bir yana, açıklamak imkansızdır.

Dil nasıl ortaya çıkıyor ve gelişiyor? Basitleştirilmiş bir şekilde bakarsak dilin ortaya çıkışı, günlük yaşamın karmaşıklaşmasının ve bilgi miktarının artmasının bir sonucudur. Medeniyetin şafağında işitsel iletişim yalnızca tamamlayıcıydı; jestlerin ve vücut hareketlerinin diliyle idare etmek oldukça mümkündü. Ancak bilgi hacmi sürekli artıyordu ve onu tanımlamak ve işaret dili kullanarak iletmek için çok fazla zaman harcamak gerekiyordu ve iletimin doğruluğu arzu edilenden çok daha fazlasını bıraktı (bir an için, örneğin bir Avlanırken kılıç dişli bir kaplan tarafından çiğnenen engelli bir kişi, tuzak cihazının yeni prensiplerini açıklayabilir - onu anlamak çok zor olacaktır çünkü hareket yetenekleri sınırlıdır). Ancak bilginin işitsel aktarımının bu tür dezavantajları yoktu ve geniş çapta yayılmaya başladı. Her nesne belirli bir sembol-kelimeye karşılık gelmeye başladı.

İnsanlık işaret dilinde durmuş olsaydı, büyük olasılıkla bir tür nispeten medeni yaşam kurulabilirdi, ancak bilimin gelişimini unutmak zorunda kalırdık. Sibernetik kavramını jestlerle nasıl ifade edebileceğinizi, bilgisayarın ne olduğunu nasıl açıklayabileceğinizi düşünün. Yine bilim ve teknolojinin gelişmesi dilin de buna uygun bir evrimini gerektirir. “Bilgisayar” kelimesinin veya onun yerine geçecek başka bir kelimenin görünmediğini düşünün. Bahsettiğimiz şeyi nasıl açıklamanız gerekir? "Dikdörtgen bir ekran ve bir dizi tuşla donatılmış, mantıksal problemleri sayabilen ve çözebilen bir elektronik cihaz" mı? Katılıyorum, bu sadece kulağa çılgınca gelmiyor, aynı zamanda kullanıcı için de son derece sakıncalı. Eğer bir bilgisayar hakkında her konuştuğumuzda onu bu kadar hantal sembollerle tanımlamak zorunda kalsaydık, sibernetikteki her türlü gelişmeyi unutmak zorunda kalırdık.

Ancak dili - matematiği - geride kalan ve artık gözlemlenen olayları tanımlayamayan fizikte gelişen durum tam da budur. Hantal ve sindirilemeyen formüller, yukarıdaki bilgisayar tanımını anımsatıyor: hem çalışmaya "uygun" hem de sembolü oldukları nesneyi "tamamen" tanımlıyorlar.

Sonuç olarak, ya dünyayı daha iyi anlama girişimlerini bir kenara bırakmak kalır - ta ki matematik kendisine verilen görevle başa çıkmaya başlayana kadar... hayır, bir görev değil, bir misyon; veya Demokritos yöntemini kullanın ve olguları minimum matematik kullanarak tanımlayın.

Çözüm

Böylece, yirminci yüzyılın başlarında insanların bir arabanın, televizyonun veya bilgisayarın ne olduğunu hayal bile edemedikleri sonucuna varabiliriz. Yirminci yüzyıldaki bilimsel keşifler tüm insanlık üzerinde önemli bir etki yarattı. Yirminci yüzyılda önceki yüzyıllara kıyasla daha fazla bilimsel keşif yapıldı. İnsan bilgisi hızla artıyor, bu nedenle bu eğilimin devam etmesi halinde 21. yüzyılda insan hayatını kökten değiştirebilecek daha fazla bilimsel keşif yapılacağını güvenle söyleyebiliriz.

Aynı zamanda modern dünya görüşünün insan kültürünün önemli bir bileşeni olduğunu kanıtlamaya da gerek yok. Her kültürlü insan, yaşadığı dünyanın nasıl çalıştığına dair en azından genel bir fikre sahip olmalıdır. Bu sadece genel gelişim için gerekli değildir. Doğa sevgisi, içinde meydana gelen süreçlere saygıyı gerektirir ve bunun için bunların meydana geldiği yasaları anlamanız gerekir. Doğanın bizi cehaletimiz yüzünden cezalandırdığı birçok öğretici örneğimiz var; Bundan ders almayı öğrenmenin zamanı geldi. Doğa yasalarını bilmenin mistik düşüncelerle mücadelede etkili bir silah olduğu ve ateist eğitimin temeli olduğu da unutulmamalıdır.

Modern fizik, gezegensel düşünme olarak adlandırılabilecek yeni bir düşünce tarzının geliştirilmesine önemli katkılarda bulunmaktadır. Tüm ülkeler ve halklar için büyük önem taşıyan konulara değinmektedir. Bunlar arasında, örneğin, güneş ışınımının Dünya'nın manyetosferi, atmosferi ve biyosferi üzerindeki etkisiyle ilgili güneş-karasal bağlantı sorunları; bir nükleer felaketin gerçekleşmesi durumunda dünyanın fiziksel görünümüne ilişkin tahminler; Dünya Okyanusunun ve Dünya atmosferinin kirlenmesiyle ilişkili küresel çevre sorunları.

Sonuç olarak, düşünmenin doğasını etkileyerek, yaşam değerleri ölçeğinde gezinmeye yardımcı olarak fiziğin, sonuçta çevremizdeki dünyaya ve özellikle aktif bir yaşam pozisyonuna karşı yeterli bir tutumun geliştirilmesine katkıda bulunduğunu not ediyoruz. Dünyanın prensip olarak bilinebilir olduğunu, şansın her zaman zararlı olmadığını, şansa doymuş bir dünyada yol almanın ve çalışmanın gerekli ve mümkün olduğunu, bu değişen dünyada yine de bazı şansların var olduğunu bilmek her insan için önemlidir. "referans noktaları", değişmezler (ne olursa olsun değişir ve enerji korunur), bilgi derinleştikçe resim kaçınılmaz olarak daha karmaşık hale gelir, daha diyalektik hale gelir, böylece dünün "bölümleri" artık uygun değildir.

Dolayısıyla modern fiziğin gerçekten güçlü insani potansiyel içerdiğine inanıyoruz. Amerikalı fizikçi I. Rabi'nin şu sözleri çok da abartı sayılmayabilir: "Fizik, çağımızın insani eğitiminin temelini oluşturmaktadır."

fizik bilimsel keşif

Kullanılmış literatür listesi

1.Ankin D.V. Bilgi teorisinin güncel sorunları. Ekaterinburg: Ural Üniversitesi, 2013 - 69 s.

2.Baturin VK. Bilgi teorisinin ve modern bilim felsefesinin temelleri: monografi. Odintsovo: Odintsovo İnsani Yardım Enstitüsü, 2010 - 244 s.

.Illarionov S.V. Bilgi teorisi ve bilim felsefesi / S. V. Illarionov. Moskova: ROSSPEN, 2007 - 535 s.

.Kulikova O.B. Bilgi felsefesi: temel sorunların analizi. Bilimsel bilgi yöntemlerinin genel özellikleri: Ivanovo: Ivanovo Devlet Üniversitesi. Enerji Üniversitesi adını almıştır. V.I. Lenin, 2009 - 91 s.

.Kurashov V.I. Mümkün olan en kısa özette teorik ve pratik felsefe. Moskova: Üniversite. Kitap Evi, 2007 - 131 s.

.Motroshilova N.V. XX yüzyılın 50-80'li yıllarının Rus felsefesi ve Batı düşüncesi. Moskova: Acad. proje, 2012 - 375 s.

.Orlov V.V. İnsan zekasının tarihi. Perm: Perm Eyaleti. üniversitesi, 2007 - 187 s.

.Starostin A.M. Felsefi yenilik bağlamında sosyal ve insani bilgi. Rostov-na-Donu: Donizdat, 2013-512 s.

.Tetyuev L.I. Teorik felsefe: bilgi sorunu: Bilgi teorisi etrafındaki modern tartışmalar. Saratov: Bilim, 2010 - 109 s.

10.Shchedrina T.G. Bilgi felsefesi. Moskova: ROSSPEN, 2010 - 663 s.

Şartlar

1.MUTLAK SİYAH GÖVDE, yüzeyine gelen her türlü elektromanyetik radyasyonu tamamen emen bir vücut modelidir. Kara cisme en yakın yaklaşım, boyutları boşluğun boyutlarına kıyasla küçük olan, açıklığı olan kapalı bir boşluktan oluşan bir cihazdır.

2.ADATOM – bir kristalin yüzeyindeki bir atom.

.ADYABATİK YAKLAŞIM - katılar teorisinde, kristal kafesin iyonlarının çekirdeklerinin hareketinin bir tedirginlik olarak kabul edildiği bir yaklaşım.

.KABUL EDİCİ – yarı iletken malzemedeki serbest elektronu yakalayan bir yabancı madde.

.ALFA PARÇACIK (α- parçacık) - bir helyum atomunun çekirdeği. İki proton ve iki nötron içerir. Emisyona göre α- parçacıklara belirli kimyasal elementlerin radyoaktif dönüşümlerinden biri (çekirdeklerin alfa bozunması) eşlik eder.

.YOK OLMA, bir parçacığın ve ona karşılık gelen antiparçacığın elektromanyetik radyasyona dönüştürüldüğü temel parçacıkların birbirine dönüşüm türlerinden biridir.

.ANTİ-PARÇACIKLAR, karşılık gelen parçacıklardan elektrik, baryon ve lepton yüklerinin yanı sıra diğer bazı özellikler açısından farklılık gösteren temel parçacıklardır.

.BARYON YÜKÜ (baryon numarası) (b) - temel parçacıkların özelliği, baryonlar için +1'e, antibaryonlar için -1'e ve diğer tüm parçacıklar için 0'a eşittir.

.BETA PARÇACIK - beta bozunması sırasında yayılan bir elektron. Beta parçacıkları akışı, nüfuz etme gücü alfa parçacıklarından daha büyük, ancak gama ışınımınınkinden daha az olan bir tür radyoaktif radyasyondur.

10.DEĞERLİK BANDI - içsel yarı iletkendeki sıfır sıcaklıkta değerlik elektronlarının bölgesi tamamen doludur.

11.HİDROJEN GİBİ ATOMLAR - hidrojen atomu gibi bir çekirdek ve bir elektrondan oluşan iyonlar. Bunlar, atom numarası Z 2'den büyük veya eşit olan ve He+, Li2+ vb. hariç tüm elektronlarını kaybetmiş elementlerin iyonlarını içerir.

.Bir kuantum sisteminin (atom, molekül, atom çekirdeği, vb.) UYARILMIŞ DURUMU, temel (sıfır) durumun enerjisini aşan bir enerjiye sahip kararsız bir durumdur.

.VOLT-AMP KARAKTERİSTİĞİ - akımın voltaja bağımlılığı. Herhangi bir yarı iletken cihazın ana özelliği.

.Uyarılmış RADYASYON (indüklenen radyasyon), aynı frekanstaki harici radyasyonun etkisi altında uyarılmış atomlar veya moleküller tarafından yayılan elektromanyetik radyasyondur. Yayılan uyarılmış radyasyon, tahrik eden radyasyonla yalnızca frekans açısından değil, aynı zamanda yayılma, polarizasyon ve faz yönünde de hiçbir şekilde farklılık göstermeden çakışır.

.GALYUM, periyodik element tablosunun beşinci grubunun bir elementidir.

.GALVANOMANYETİK ETKİLER - manyetik alanın katı iletkenlerin elektriksel (galvanik) özellikleri üzerindeki etkisi ile ilişkili etkiler.

.GAMA RADYASYONU (gamma quanta) - dalga boyu 2'den az olan kısa dalga elektromanyetik radyasyon × 10-10m.

.HİPERONLAR, nükleonlarla (proton, nötron) birlikte baryon sınıfına ait temel parçacıklardır. Hiperonlar, nükleonlardan daha kütlelidir ve tuhaflık adı verilen temel parçacıkların sıfırdan farklı bir özelliğine sahiptir.

.ANA KUANTUM SAYISI (n), hidrojen atomlarının ve hidrojen benzeri atomların durağan durumlarının enerjisinin olası değerlerini belirleyen bir tamsayıdır.

.İKİ BOYUTLU ELEKTRON GAZI - potansiyel bir kuyuda bulunan ve koordinatlardan biri boyunca hareketi sınırlayan bir elektron gazı.

.DÖTERYUM, kütle numarası 2 olan, hidrojenin ağır ve kararlı bir izotopudur. Doğal hidrojenin içeriği %0,156'dır (kütlece).

.DEUTRON döteryum atomunun çekirdeğidir. Bir proton ve bir nötrondan oluşur.

.KÜTLE BOZUKLUĞU, bağlı bir sistemi oluşturan parçacıkların (cisimlerin) kütlelerinin toplamı ile tüm bu sistemin kütlesi arasındaki farktır.

.KRİSTAL KUSURLARI - kristalin periyodikliğinin herhangi bir ihlali.

.DIVACANCE - iki boş kadrodan oluşan bir kristal kusurlar kümesi.

.DIODE, iki elektrotlu yarı iletken bir cihazdır.

.ÇIKIŞ – bir kristalde doğrusal bir kusur.

.YANLIŞLIK ÇIKIŞI, kristal kafesine ek bir yarım düzlem yerleştirildiğinde kristaldeki doğrusal kusur türlerinden biridir.

.RADYASYON DOZU, canlı organizmaların radyoaktif radyasyona veya yüksek enerjili parçacıklara radyasyona maruz kalmasının bir ölçüsü olan fiziksel bir niceliktir. Radyasyonun emilen dozu, eşdeğer dozu ve maruz kalma dozu vardır.

.DONÖR - serbest elektron sağlayan bir tür katkı maddesi.

.DELİK - bir katı içindeki, mutlak değeri bir elektronun yüküne eşit olan pozitif yüke sahip bir yarı parçacık.

.DELİK İLETKENLİĞİ - p tipi iletkenliğe sahip bir yarı iletkende, çoğunluk yük taşıyıcıları iletkenliğe ana katkıyı sağlar.

.DELİK YARI İLETKEN - p tipi iletkenliğe sahip bir yarı iletken, ana akım taşıyıcıları deliklerdir.

.RADYOAKTİF BOZUNMA YASASI - Herhangi bir örnekteki bozunmamış radyoaktif çekirdeklerin sayısı, yarı ömür adı verilen her zaman aralığında yarı yarıya azalır.

.ŞARAP DEĞİŞİMİ YASASI - artan sıcaklıkla birlikte, tamamen siyah bir cismin radyasyon spektrumundaki maksimum enerji daha kısa dalgalara doğru kayar ve ayrıca, maksimum radyasyon enerjisinin düştüğü dalga boyunun çarpımı ve mutlak Vücudun sıcaklığı sabit bir değere eşittir.

.STEPHAN-BOLZMANN YASASI - kesinlikle siyah bir cismin birim yüzey alanı başına saniyede yayılan enerji, mutlak sıcaklığının dördüncü gücüyle doğru orantılıdır.

.GATE - alan etkili transistördeki kontrol elektrodu.

.BÖLGE, elektronların veya deliklerin kabul edebileceği izin verilen enerji değerlerinin bölgesini belirten bant teorisinden gelen bir terimdir.

.KATILARIN BANT TEORİSİ - yarı iletkenlerin elektrofiziksel özelliklerinin çoğunu açıklayan periyodik potansiyel için tek elektron teorisi. Adyabatik yaklaşımı kullanır.

.RADYATİF REKOMBİNASYON - bir elektron-delik çiftinin ölümü üzerine bir veya daha fazla fotonun emisyonu ile rekombinasyon; LED'lerde ve lazer diyotlarda radyasyon kaynağıdır.

.İZOTOPLAR, belirli bir kimyasal elementin, çekirdeklerinin kütle sayıları bakımından farklılık gösteren çeşitleridir. Aynı elementin izotoplarının çekirdekleri aynı sayıda proton içerir, ancak farklı sayıda nötron içerir. Elektron kabuklarıyla aynı yapıya sahip olan izotoplar neredeyse aynı kimyasal özelliklere sahiptir. Bununla birlikte izotopların fiziksel özellikleri oldukça çarpıcı biçimde farklılık gösterebilir.

.ENJEKSİYON, bir elektrik akımı bir p-n bağlantısından veya heteroeklemden geçtiğinde yarı iletkende dengesiz taşıyıcıların ortaya çıkmasına yol açan bir olgudur.

.İYONİZAN RADYASYON, bir ortamla etkileşimi onun atomlarının ve moleküllerinin iyonlaşmasına yol açan radyasyondur. Bu X-ışını radyasyonudur ve γ- radyasyon, akışlar β- parçacıklar, elektronlar, pozitronlar, protonlar, nötronlar vb. Görünür ve ultraviyole radyasyon, iyonlaştırıcı radyasyon olarak sınıflandırılmaz.

.SOURCE, alan etkili transistördeki kontaklardan birini ifade eden bir terimdir.

.IŞIK KUANTUMU (foton) - elektromanyetik radyasyonun enerjisinin bir kısmı, elektromanyetik radyasyonun bir kısmı olan temel bir parçacık, elektromanyetik etkileşimin bir taşıyıcısı.

.KUARKLAR, 20. yüzyılda keşfedilen çok sayıda (yüzden fazla) temel parçacığı (elektron, proton, nötron vb.) sistematize etmek için ortaya atılmış, gerçekten temel parçacıklarla ilgili nokta benzeri, yapısız oluşumlardır. Kuarkların diğer parçacıklarda bulunmayan karakteristik bir özelliği, temel yükün 1/3'ünün katı olan kesirli elektrik yüküdür. Kuarkları serbest halde tespit etme girişimleri başarıya yol açmadı.

.ÖZEL DALGA DÜALİZMİ, mikro nesnelerin davranışında hem parçacık hem de dalga özelliklerinin ortaya çıkmasından oluşan doğanın evrensel bir özelliğidir.

.NÖTRON ÇOĞALMA FAKTÖRÜ, radyoaktif çekirdeklerin bozunma zincir sürecinin bir özelliğidir; zincir reaksiyonunun herhangi bir neslindeki nötron sayısının, onları önceki nesilde üreten nötron sayısına oranına eşittir.

.FOTOĞRAF EFEKTİNİN KIRMIZI SINIRI minimum ışık frekansıdır ν0 veya maksimum dalga boyu λ0, burada fotoelektrik etki hala mümkündür.

.SİLİKON, modern yarı iletken endüstrisinin ana malzemesi olan bir yarı iletkendir.

.KRİSTAL öteleme simetrisine sahip bir katının idealize edilmiş bir modelidir.

.KRİTİK KÜTLE, nükleer fisyonun zincirleme reaksiyonunun mümkün olduğu minimum nükleer yakıt kütlesidir.

.LAZER (optik kuantum üreteci), uyarılmış emisyon prensibiyle çalışan bir ışık kaynağıdır.

.HAT SPEKTRUMLARI, bireysel spektral çizgilerden oluşan optik spektrumlardır. Çizgi spektrumları, gaz halindeki atomik (ancak moleküler olmayan) durumdaki ısıtılmış maddelerin radyasyonunun karakteristiğidir.

.LUMİNESANS, bir maddenin elektronlarla bombardıman edilmesinden (katodolüminesans) veya maddeden bir elektrik akımı geçirilmesinden (elektrolüminesans) veya bir tür eylemden kaynaklanan, termalin (soğuk parıltı) üzerinde aşırı olan bir cismin elektromanyetik radyasyonudur. ışınlama (fotolüminesans).

.LUMİNOFORLAR, elektron akışlarının (katodolüminoforlar), ultraviyole radyasyonun (fotolüminoforlar) vb. etkisi altında ışık yayabilen katı ve sıvı maddelerdir.

.KÜTLE NUMARASI, bir atom çekirdeğindeki nükleonların (proton ve nötron) sayısıdır. Kütle numarası, elementin en yakın tam sayıya yuvarlanmış bağıl atom kütlesine eşittir. Kütle numarası için baryon yükünün korunumu yasasının özel bir durumu olan bir korunum yasası vardır.

.NÖTRİNO, yalnızca zayıf ve yerçekimsel etkileşimlere katılan, hafif (muhtemelen kütlesiz) elektriksel olarak nötr bir parçacıktır. Nötrinoların ayırt edici özelliği muazzam nüfuz etme yetenekleridir. Bu parçacıkların, 1 cm3 başına yaklaşık 300 nötrino ortalama yoğunluğuyla tüm uzayı doldurduğuna inanılıyor.

.NÖTRON, kütlesi elektronun 1839 katı olan, elektriksel açıdan nötr bir parçacıktır. Serbest bir nötron, bir protona ve bir elektrona bozunan kararsız bir parçacıktır. Nötron, nükleonlardan biridir (protonla birlikte) ve atom çekirdeğinin bir parçasıdır.

.SÜREKLİ SPEKTRUM (sürekli spektrum), elektromanyetik radyasyonun tüm frekanslarının (veya dalga boylarının) sürekli bir dizisini içeren, birbirine düzgün bir şekilde geçiş yapan bir spektrumdur.

.NÜKLEOSENTEZ, diğer hafif atom çekirdeklerinden giderek daha ağır atom çekirdeklerinin oluşmasına yol açan bir dizi nükleer reaksiyondur.

.NÜKLEONLAR, atom çekirdeğinin oluşturulduğu parçacıklar olan proton ve nötronların genel adıdır.

.OPTİK GEÇİŞLER - bir katı içindeki bir elektronun, ışığın emisyonu veya emilmesiyle farklı enerjilere sahip durumlar arasında geçişleri.

.ZEMİN DURUMU, bir atomun, molekülün veya başka bir kuantum sisteminin mümkün olan en düşük iç enerjiye sahip durumudur. Uyarılmış durumların aksine temel durum kararlıdır.

.ANA TAŞIYICILAR – bir yarı iletkende baskın olan yük taşıyıcıların türü.

.YARI ÖMÜR, orijinal radyoaktif çekirdek sayısının ortalama olarak yarıya indiği süredir. Farklı elementler için milyarlarca yıldan saniyenin kesirlerine kadar değerler alabilir.

.POSITRON, pozitif yükü bir elektronun yüküne eşit olan ve kütlesi elektronun kütlesine eşit olan temel bir parçacıktır. Elektronun antiparçacığıdır.

.BRIPPED SPECTRA, konumu farklı maddeler için farklı olan geniş spektral bantlardan oluşan moleküllerin ve kristallerin optik spektrumlarıdır.

.BOHR'UN POSTÜLATLARI, Danimarkalı fizikçi Bohr tarafından 1913'te geliştirilen "eski" kuantum teorisinin - atom teorisinin - temel ilkeleridir.

.Bir PROTON, bir elektronun kütlesinden 1836 kat daha büyük bir kütleye sahip, pozitif yüklü bir temel parçacıktır; Hidrojen atomunun çekirdeği. Proton (nötronla birlikte) nükleonlardan biridir ve tüm kimyasal elementlerin atom çekirdeğinin bir parçasıdır.

.İŞ İŞİ - Bir elektronun katı veya sıvı bir maddeden boşluğa çıkarılması için yapılması gereken minimum iş. İş fonksiyonu, maddenin türüne ve yüzeyinin durumuna göre belirlenir.

.RADYOAKTİVİTE, bazı atom çekirdeklerinin çeşitli parçacıklar yayarak kendiliğinden diğer çekirdeklere dönüşme yeteneğidir: Herhangi bir kendiliğinden radyoaktif bozunma ekzotermiktir, yani ısının açığa çıkmasıyla meydana gelir.

.GÜÇLÜ ETKİLEŞİM, temel parçacıkların dört temel etkileşiminden biridir ve bunun özel bir tezahürü nükleer kuvvetlerdir.

.ZAYIF ETKİLEŞİM, temel parçacıkların dört temel etkileşiminden biridir ve bunun özel bir tezahürü, atom çekirdeğinin beta bozunumudur.

.BELİRSİZLİK İLİŞKİSİ kuantum mekaniğinin temel bir ilişkisidir; buna göre koordinattaki belirsizliklerin ("yanlışlıklar") çarpımı ve parçacığın momentumunun karşılık gelen projeksiyonu, eş zamanlı ölçümlerinin herhangi bir doğruluğu ile Planck sabitinin yarısından az olamaz. .

.RADYASYON SPEKTRUMU, belirli bir maddenin radyasyonunda bulunan bir dizi frekans veya dalga boyudur.

.ABSORPSİYON SPEKTRUMU, belirli bir madde tarafından absorbe edilen elektromanyetik radyasyonun frekansları (veya dalga boyları) kümesidir.

.SPEKTRAL ANALİZ, bir maddenin kimyasal bileşimini spektrumundan belirlemeye yönelik bir yöntemdir.

.SPIN, temel bir parçacığın içsel açısal momentumudur. Kuantum doğasına sahiptir ve (sıradan cisimlerin açısal momentumunun aksine) parçacığın bir bütün olarak hareketiyle ilişkili değildir.

.TERMAL RADYASYON, onu yayan maddenin iç enerjisinden kaynaklanan elektromanyetik radyasyondur.

.TERMONÜKLEER REAKSİYONLAR, çok yüksek sıcaklıklarda (~108 K ve üstü) meydana gelen hafif atom çekirdekleri arasındaki nükleer reaksiyonlardır.

.İZ, yüklü bir parçacığın dedektörde bıraktığı izdir.

.TRİTYUM, kütle numarası 3 olan süper ağır bir radyoaktif hidrojen izotopudur. Doğal sulardaki ortalama trityum içeriği, 1018 hidrojen atomu başına 1 atomdur.

.Fotoelektrik etki için EINSTEIN DENKLEMİ, fotoelektrik etkiye katılan fotonun enerjisi, maddeden yayılan elektronun maksimum kinetik enerjisi ve üzerinde fotoelektrik etkinin gözlendiği metalin özelliği arasındaki ilişkiyi ifade eden bir denklemdir - metalin iş fonksiyonu.

.FOTON, elektromanyetik radyasyonun (dar anlamda ışık) kuantumu olan temel bir parçacıktır.

.FOTOĞRAF ETKİSİ (harici fotoğraf efekti), ışığın etkisi altındaki cisimler tarafından elektronların yayılmasıdır.

.IŞIĞIN KİMYASAL EYLEMLERİ, ışığı emen maddelerde kimyasal dönüşümlerin - fotokimyasal reaksiyonların - meydana gelmesinin bir sonucu olarak ışığın eylemleridir.

.ZİNCİR REAKSİYONU, nötronların sürekli olarak üretildiği, giderek daha fazla yeni çekirdeğin bölündüğü, ağır çekirdeklerin kendi kendine devam eden bir fisyon reaksiyonudur.

.KARA DELİK, uzayda o kadar güçlü bir çekim alanının bulunduğu, ışığın bile bu bölgeyi terk edip sonsuza gidemediği bir bölgedir.

.TEMEL PARÇACIKLAR, atom veya atom çekirdeği olmayan (bir hidrojen atomunun çekirdeği olan proton hariç) büyük bir mikro nesne grubunun geleneksel adıdır.

.BİR ATOM ÇEKİRDEĞİNİN BAĞLANMA ENERJİSİ, çekirdeğin ayrı ayrı nükleonlara tamamen bölünmesi için gerekli olan minimum enerjidir.

.COMPTON ETKİSİ, serbest elektronlar tarafından saçıldığında elektromanyetik radyasyonun frekansının azalmasıdır.

.NÜKLEER (GEZEGENSEL) ATOM MODELİ - İngiliz fizikçi Rutherford tarafından önerilen, atomun Güneş sistemi kadar boş olduğu atom yapısının bir modeli.

.NÜKLEER REAKSİYONLAR, atom çekirdeklerinin birbirleriyle veya herhangi bir temel parçacıkla etkileşimi sonucu oluşan dönüşümlerdir.

.NÜKLEER KUVVETLER, bir atom çekirdeğindeki nükleonların etkileşiminin bir ölçüsüdür. Benzer yüklü protonları çekirdekte tutan ve elektriksel itme kuvvetlerinin etkisi altında saçılmalarını önleyen de bu kuvvetlerdir.

.NÜKLEER FOTOEMÜLSİYONLAR, yüklü parçacıkların izlerini kaydetmek için kullanılan fotoemülsiyonlardır. Yüksek enerjili parçacıkları incelerken, bu fotoğraf emülsiyonları birkaç yüz katmandan oluşan yığınlar halinde istiflenir.

.NÜKLEER REAKTÖR, nükleer fisyonun kontrollü zincirleme reaksiyonunun gerçekleştirildiği bir cihazdır. Bir nükleer reaktörün ana kısmı, zincirleme reaksiyonun meydana geldiği ve nükleer enerjinin açığa çıktığı aktif bölgedir.

100.ÇEKİRDEK (atomik), kütlesinin %99,96'sının yoğunlaştığı bir atomun pozitif yüklü merkezi kısmıdır. Çekirdeğin yarıçapı ~10-15 m'dir; bu, elektron kabuğunun boyutuna göre belirlenen tüm atomun yarıçapından yaklaşık yüz bin kat daha azdır.

Kişilikler

1.ABDÜSSELAM. Zayıf nötr akımların tahmini de dahil olmak üzere, temel parçacıklar arasındaki zayıf ve elektromanyetik etkileşimlerin birleşik teorisine katkılar.

2.IVOR JAYEVER. Sırasıyla yarı iletkenlerde ve süper iletkenlerde tünelleme olgusunun deneysel keşifleri.

.ALEXANDER GRIGORIEVICH STOLETOV (1839-1896). Alexander Grigorievich Stoletov, 10 Ağustos 1839'da fakir bir Vladimir tüccarının ailesinde doğdu. Babası Grigory Mihayloviç'in küçük bir bakkal dükkanı ve deri atölyesi vardı.

.ALBERT EİNSTEİN (1879-1955). Onun adı sıklıkla en yaygın yerel dilde duyulur. "Burada Einstein'ın kokusu yok"; “Vay be Einstein”; “Evet, bu kesinlikle Einstein değil!” Bilimin her zamankinden daha fazla hakim olduğu çağında, entelektüel gücün bir sembolü gibi ayrı duruyor. Bazen insanlığın iki parçaya bölündüğü düşüncesi bile ortaya çıkıyor: Albert Einstein ve dünyanın geri kalanı.

.ALFRED CASTLER. Atomlardaki Hertz rezonanslarını incelemek için optik yöntemlerin keşfi ve geliştirilmesi.

.AMEDEO AVOGADRO (1776-1856). Avogadro, moleküler fiziğin en önemli yasalarından birinin yazarı olarak fizik tarihine girdi. Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregna e di Cerreto, 9 Ağustos 1776'da İtalya'nın Piedmont eyaletinin başkenti Torino'da bir adli çalışan Filippo Avogadro'nun ailesinde doğdu. Amedeo sekiz çocuğun üçüncüsüydü.

.ANDRE MARIE AMPERE (1775-1836). Fransız bilim adamı Ampere, bilim tarihinde esas olarak elektrodinamiğin kurucusu olarak tanınır. Aynı zamanda matematik, kimya, biyoloji ve hatta dil bilimi ve felsefe alanlarında da meziyetleri olan evrensel bir bilim adamıydı. Ansiklopedik bilgisiyle onu yakından tanıyan herkesi hayrete düşüren parlak bir zekaya sahipti.

“Keşiflerin hala yapılabileceği bir çağda yaşadığımız için inanılmaz derecede şanslıyız. Bu, kesin olarak keşfedilen Amerika'nın keşfi gibidir. İçinde yaşadığımız yüzyıl, doğanın temel yasalarının keşfedildiği yüzyıldır ve bu sefer bir daha asla tekrarlanmayacaktır. Bu muhteşem bir dönem, heyecan ve mutluluk dönemi ama bunun da sonu gelecek. Elbette gelecekte çıkarlar tamamen farklı olacaktır. Daha sonra farklı seviyelerdeki - biyolojik vb. - fenomenler arasındaki ilişkilerle veya keşiflerden bahsediyorsak, diğer gezegenlerin incelenmesiyle ilgilenecekler, ancak yine de bu bizim şu anda yaptığımızla aynı olmayacak. ”

Richard Feynman, Fiziksel Yasaların Doğası, M., “Bilim”, 1987, s. 158.

“Şimdi size doğa yasalarını tahmin etme sanatından bahsetmek istiyorum. Bu gerçekten sanattır. Bu nasıl yapılıyor? Bu soruyu cevaplamaya çalışmak için örneğin bilim tarihine bakabilir ve başkalarının bunu nasıl yaptığını görebilirsiniz. Bu yüzden tarihe geçeceğiz.

Bağımsız bir bilim olarak fiziğin tarihi ancak 17. yüzyılda başlamış olsa da kökenleri, insanların çevrelerindeki dünya hakkındaki ilk bilgilerini sistemleştirmeye başladıkları eski zamanlara kadar uzanmaktadır. Modern zamanlardan önce doğa felsefesine aittiler ve mekanik, astronomi ve fizyolojiyle ilgili bilgileri içeriyordu. Fiziğin gerçek tarihi Galileo ve öğrencilerinin deneyleri sayesinde başladı. Ayrıca bu disiplinin temeli Newton tarafından atılmıştır.

18. ve 19. yüzyıllarda temel kavramlar ortaya çıktı: enerji, kütle, atomlar, momentum vb. 20. yüzyılda klasik fiziğin sınırlamaları netleşti (buna ek olarak kuantum fiziği, görelilik teorisi, mikropartiküller vb. doğdu). Araştırmacıların dünyamızın ve tüm evrenin doğası hakkında hala çözülmemiş birçok sorunu ve sorusu olduğundan, bugün doğal bilimsel bilgi desteklenmektedir.

Antik Çağ

Antik Dünyanın birçok pagan dini astrolojiye ve astrologların bilgisine dayanıyordu. Gece gökyüzüne ilişkin çalışmaları sayesinde optik yerleşik hale geldi. Astronomik bilgi birikimi matematiğin gelişimini etkilemekten başka bir şey yapamazdı. Ancak eskiler doğa olaylarının nedenlerini teorik olarak açıklayamıyorlardı. Rahipler, şimşek ve güneş tutulmalarını bilimle hiçbir ilgisi olmayan ilahi gazaba bağladılar.

Aynı zamanda eski Mısır uzunluk, ağırlık ve açıyı ölçmeyi öğrendi. Bu bilgi, anıtsal piramitler ve tapınakların inşasında mimarlar için gerekliydi. Uygulamalı mekanik geliştirildi. Babilliler de bu konuda güçlüydü. Astronomik bilgilerine dayanarak günü zamanı ölçmek için kullanmaya başladılar.

Antik Çin fizik tarihi M.Ö. 7. yüzyılda başladı. e. Zanaat ve inşaatta biriken deneyim bilimsel analize tabi tutuldu ve sonuçları felsefi eserlerde sunuldu. En ünlü yazarlarının M.Ö. 4. yüzyılda yaşayan Mo Tzu olduğu kabul edilir. e. Temel eylemsizlik yasasını formüle etmek için ilk girişimi yaptı. O zaman bile pusulayı ilk icat edenler Çinlilerdi. Geometrik optik yasalarını keşfettiler ve karanlık kameranın varlığını biliyorlardı. Müzik teorisi ve akustiğin başlangıcı, Batı'da uzun süredir şüphelenilmeyen Göksel İmparatorluk'ta ortaya çıktı.

Antik Çağ

Fiziğin eski tarihi en iyi Yunan filozofları sayesinde bilinmektedir. Araştırmaları geometrik ve cebirsel bilgiye dayanıyordu. Örneğin doğanın evrensel matematik yasalarına uyduğunu ilk ilan edenler Pisagorculardı. Yunanlılar bu modeli optikte, astronomide, müzikte, mekanikte ve diğer disiplinlerde gördüler.

Fiziğin gelişim tarihini Aristoteles, Platon, Arşimet, Lucretius Cara ve Heron'un çalışmaları olmadan hayal etmek zordur. Eserleri günümüze oldukça eksiksiz bir biçimde ulaşmıştır. Yunan filozofları, diğer ülkelerdeki çağdaşlarından, fizik yasalarını efsanevi kavramlarla değil, kesinlikle bilimsel bir bakış açısıyla açıklamalarıyla farklılaşıyorlardı. Aynı zamanda Helenler de büyük hatalar yaptı. Bunlar Aristoteles'in mekaniğini içerir. Bir bilim olarak fiziğin gelişim tarihi, Hellas'ın düşünürlerine çok şey borçludur, çünkü doğa felsefeleri 17. yüzyıla kadar uluslararası bilimin temeli olarak kalmıştır.

İskenderiyeli Rumların Katkısı

Demokritos, tüm cisimlerin bölünemez ve küçük parçacıklardan oluştuğunu öne süren atom teorisini formüle etti. Empedokles maddenin korunumu yasasını önerdi. Arşimet, kaldıraç teorisinin ana hatlarını çizerek ve bir akışkanın kaldırma kuvvetinin büyüklüğünü hesaplayarak hidrostatik ve mekaniğin temellerini attı. Aynı zamanda “ağırlık merkezi” teriminin de yazarı oldu.

İskenderiye Yunan Balıkçılı, insanlık tarihinin en büyük mühendislerinden biri olarak kabul edilir. Bir buhar türbini yarattı, havanın esnekliği ve gazların sıkıştırılabilirliği hakkında genel bilgiler verdi. Fizik ve optiğin gelişim tarihi, ayna teorisini ve perspektif yasalarını inceleyen Öklid sayesinde devam etti.

Ortaçağ

Roma İmparatorluğu'nun çöküşünden sonra eski uygarlık çöktü. Pek çok bilgi unutuldu. Avrupa neredeyse bin yıldır bilimsel gelişimini durdurdu. Hıristiyan manastırları, geçmişin bazı eserlerini korumayı başaran bilgi tapınakları haline geldi. Ancak ilerleme kilisenin kendisi tarafından engellendi. Felsefeyi teolojik doktrine tabi kıldı. Onun sınırlarını aşmaya çalışan düşünürler sapkın ilan edildi ve Engizisyon tarafından ağır şekilde cezalandırıldı.

Bu çerçevede doğa bilimlerinde öncelik Müslümanlara geçti. Araplar arasında fiziğin ortaya çıkış tarihi, eski Yunan bilim adamlarının eserlerinin kendi dillerine çevrilmesiyle bağlantılıdır. Doğulu düşünürler bunlara dayanarak kendilerine ait birçok önemli keşifte bulundular. Örneğin mucit Al-Jaziri ilk krank milini tanımladı.

Avrupa'daki durgunluk Rönesans'a kadar sürdü. Orta Çağ'da Eski Dünya'da gözlük icat edilmiş ve gökkuşağının kökeni anlatılmıştır. 15. yüzyıl Alman filozofu Cusa'lı Nicholas, Evrenin sonsuz olduğunu ve bu nedenle zamanının çok ilerisinde olduğunu öne süren ilk kişiydi. Birkaç on yıl sonra Leonardo da Vinci kılcallık olgusunu ve sürtünme yasasını keşfeden kişi oldu. Ayrıca bir sürekli hareket makinesi yaratmaya çalıştı, ancak bu görevle baş edemediği için böyle bir projenin uygulanamazlığını teorik olarak kanıtlamaya başladı.

Rönesans

1543'te Polonyalı gökbilimci Nicolaus Copernicus hayatının ana eseri olan "Gök Cisimlerinin Dönüşü Üzerine" yayınladı. Bu kitapta, Hıristiyan Eski Dünya'da ilk kez, Ptolemy'nin jeosantrik modelinin varsaydığı gibi, Dünya'nın Güneş'in etrafında döndüğü ve bunun tersinin olmadığı güneş merkezli dünya modelini savunma girişiminde bulunuldu. kilise tarafından kabul edildi. Pek çok fizikçi ve onların keşifleri harika olduğunu iddia ediyor, ancak bilimsel devrimin başlangıcı olarak kabul edilen, yalnızca modern fiziğin değil, aynı zamanda onu takip eden "Gök Cisimlerinin Dönüşü Üzerine" kitabının ortaya çıkışıydı. genel olarak modern bilim.

Bir başka ünlü modern bilim adamı Galileo Galilei, en çok teleskopu icat etmesiyle ünlüydü (aynı zamanda termometreyi de icat etti). Ayrıca eylemsizlik yasasını ve görelilik ilkesini formüle etti. Galileo'nun keşifleri sayesinde tamamen yeni bir mekanik doğdu. O olmasaydı, fizik çalışmalarının tarihi uzun süre durgun kalırdı. Geniş görüşlü çağdaşlarının çoğu gibi Galileo da eski düzeni tüm gücüyle savunmaya çalışan kilisenin baskısına direnmek zorunda kaldı.

XVII yüzyıl

Bilime artan ilgi 17. yüzyıla kadar devam etti. Alman tamirci ve matematikçi, güneş sisteminin kaşifi oldu. Görüşlerini 1609'da yayınlanan "Yeni Astronomi" kitabında özetledi. Kepler, gezegenlerin antik çağda inanıldığı gibi daire şeklinde değil elips şeklinde hareket ettiği sonucuna vararak Ptolemy'e karşı çıktı. Aynı bilim adamı optiğin gelişimine önemli katkılarda bulundu. Göz merceğinin fizyolojik işlevlerini öğrenerek uzak görüşlülük ve miyopi üzerinde çalıştı. Kepler optik eksen ve odak kavramlarını ortaya attı ve mercek teorisini formüle etti.

Fransız Rene Descartes yeni bir bilimsel disiplin yarattı: analitik geometri. Ayrıca Descartes'ın asıl eserinin 1644'te yayınlanan Felsefenin İlkeleri kitabı olduğunu öne sürdü.

Çok az fizikçi ve onların keşifleri İngiliz Isaac Newton kadar ünlüdür. 1687'de Devrimci bir kitap olan Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri'ni yazdı. İçinde araştırmacı, evrensel çekim yasasını ve mekaniğin üç yasasını (bu bilim adamı renk, optik, integral ve diferansiyel hesap teorisi üzerinde çalıştı. Fizik tarihi, mekanik yasalarının tarihi olarak da bilinir) ana hatlarını çizdi. bütün bunlar Newton'un keşifleriyle yakından ilgilidir.

Yeni ufuklar

18. yüzyıl bilime birçok önemli isim kazandırdı. Bunların arasında özellikle Leonard Euler öne çıkıyor. Bu İsviçreli tamirci ve matematikçi, fizik ve matematiksel analiz, gök mekaniği, optik, müzik teorisi, balistik vb. alanlar üzerine 800'den fazla eser yazdı. St. Petersburg Bilimler Akademisi onu akademisyen olarak tanıdı, bu nedenle Euler bir yıl harcadı. Hayatının önemli bir kısmını Rusya'da geçirdi. Analitik mekaniğin temelini atan bu araştırmacıydı.

İlginçtir ki, fizik konusunun tarihi, bildiğimiz şekliyle, sadece profesyonel bilim adamları değil, aynı zamanda tamamen farklı bir kapasitede daha iyi tanınan amatör araştırmacılar sayesinde de gelişmiştir. Kendi kendini yetiştirmiş böyle bir kişinin en çarpıcı örneği Amerikalı politikacı Benjamin Franklin'di. Paratoneri icat etti, elektrik çalışmalarına büyük katkı sağladı ve manyetizma olgusuyla bağlantısı hakkında varsayımlarda bulundu.

18. yüzyılın sonunda İtalyan Alessandro Volta “Volta Sütunu”nu yarattı. Buluşu insanlık tarihindeki ilk elektrik pili oldu. Bu yüzyılda Gabriel Fahrenheit tarafından yaratılan cıvalı termometrenin de tanıtıldığı görüldü. Buluştaki bir diğer önemli olay ise 1784 yılında meydana gelen buhar makinesinin icadıdır. Yeni üretim araçlarına ve endüstriyel yeniden yapılanmaya yol açtı.

Uygulamalı keşifler

Fiziğin başlangıcının tarihi, bilimin doğa olaylarının nedenini açıklaması gerektiği temelinde geliştiyse, 19. yüzyılda durum önemli ölçüde değişti. Artık yeni bir görevi var. Doğal güçleri kontrol etmek için fiziğe ihtiyaç duyulmaya başlandı. Bu bağlamda sadece deneysel değil, uygulamalı fizik de hızla gelişmeye başladı. "Elektriğin Newton'u" André-Marie Ampère yeni bir elektrik akımı konseptini tanıttı. Michael Faraday da aynı bölgede çalışıyordu. Elektromanyetik indüksiyon olgusunu, elektroliz yasalarını, diyamanyetizma keşfetti ve anot, katot, dielektrik, elektrolit, paramanyetizma, diyamanyetizma vb. terimlerin yazarı oldu.

Yeni bilim dalları ortaya çıktı. Termodinamik, esneklik teorisi, istatistiksel mekanik, istatistiksel fizik, radyofizik, esneklik teorisi, sismoloji, meteoroloji; bunların hepsi dünyanın tek bir modern resmini oluşturdu.

19. yüzyılda yeni bilimsel modeller ve kavramlar ortaya çıktı. Enerjinin korunumu yasasını kanıtlayan James Clerk Maxwell kendi elektromanyetik teorisini önerdi. Dmitry Mendeleev, tüm fiziği önemli ölçüde etkileyen periyodik elementler sisteminin yazarı oldu. Yüzyılın ikinci yarısında elektrik mühendisliği ve içten yanmalı motor ortaya çıktı. Belirli teknolojik problemleri çözmeye odaklanan uygulamalı fiziğin meyveleri haline geldiler.

Bilimi Yeniden Düşünmek

Kısaca söylemek gerekirse fizik tarihi, 20. yüzyılda yerleşik klasik teorik modellerin krize girdiği bir aşamaya geçti. Eski bilimsel formüller yeni verilerle çelişmeye başladı. Örneğin araştırmacılar ışık hızının görünüşte sarsılmaz bir referans çerçevesine bağlı olmadığını buldular. Yüzyılın başında ayrıntılı bir açıklama gerektiren olgular keşfedildi: elektronlar, radyoaktivite, x-ışınları.

Biriken gizemler sonucunda eski klasik fiziğin revizyonu gerçekleşti. Bir sonraki bilimsel devrimdeki en önemli olay, görelilik teorisinin doğrulanmasıydı. Yazarı, dünyaya ilk kez uzay ve zaman arasındaki derin bağlantıyı anlatan Albert Einstein'dı. Teorik fiziğin yeni bir dalı ortaya çıktı: Kuantum fiziği. Oluşumunda dünyaca ünlü birçok bilim adamı yer aldı: Max Planck, Max Bohn, Paul Ehrenfest ve diğerleri.

Modern zorluklar

20. yüzyılın ikinci yarısında, kronolojisi bugün de devam eden fiziğin gelişim tarihi, temelde yeni bir aşamaya geçti. Bu dönem uzay araştırmalarının en parlak dönemiydi. Astrofizik benzeri görülmemiş bir sıçrama yaptı. Uzay teleskopları, gezegenler arası sondalar ve dünya dışı radyasyon dedektörleri ortaya çıktı. Güneş gezegeninin çeşitli cisimlerinin fiziksel verilerinin ayrıntılı bir çalışması başladı. Modern teknolojiyi kullanan bilim insanları, radyo galaksileri, pulsarlar ve kuasarlar da dahil olmak üzere ötegezegenler ve yeni yıldızlar keşfettiler.

Uzay birçok çözülmemiş gizemi gizlemeye devam ediyor. Yerçekimi dalgaları, karanlık enerji, karanlık madde, Evrenin genişlemesinin ivmesi ve yapısı incelenmektedir. Big Bang teorisi genişletiliyor. Karasal koşullarda elde edilebilecek veriler, bilim adamlarının uzayda yaptıkları işlerle karşılaştırıldığında orantısız derecede küçüktür.

Bugün fizikçilerin karşı karşıya olduğu temel sorunlar birkaç temel zorluğu içermektedir: Kütleçekim teorisinin kuantum versiyonunu geliştirmek, kuantum mekaniğini genelleştirmek, bilinen tüm etkileşim kuvvetlerini tek bir teoride birleştirmek, “Evrenin ince ayarını” araştırmak ve kuvvet olgusunu doğru bir şekilde tanımlamak. karanlık enerji ve karanlık madde.