The současná fyzika Je to ten, který se vyvíjí v současném období, od francouzské revoluce po současnost, tedy od 18. století do současnosti. Tímto způsobem jsou moderní fyzika a nejnovější teorie o částicích a kosmologii považovány za součást současné fyziky..
Známé zákony mechaniky a univerzální gravitace Isaaca Newtona, stejně jako zákony planetárního pohybu formulované Johannesem Keplerem, jsou považovány za součást klasická fyzika, protože pocházejí ze sedmnáctého století a nejsou součástí současné fyziky.
Rejstřík článků
Formálně studium fyziky zahrnuje přírodní jevy, jako je změna pohybového stavu těles, charakteristické vlastnosti hmoty, její základní složky a interakce mezi nimi..
Samozřejmě, pokud tyto změny nezahrnují tvorbu nových látek nebo biologické procesy. Tato definice platí pro klasickou i současnou fyziku..
Nyní se stručně a ve více či méně chronologickém pořadí zaměříme na hlavní objevy a fyzikální teorie vyvinuté od francouzské revoluce po současnost:
-Byla znovuobjevena elektřina a byl vytvořen elektrostatický model síly, magnetismu a elektromagnetické teorie..
-Objevily se pojmy potenciální energie a kinetická energie, stejně jako pojmy pole.
-Byly stanoveny zákony zachování energie, hmoty a elektrického náboje.
-Objevila se vlnová teorie světla a poprvé došlo k přesnému měření rychlosti světla. Rovněž byly studovány interakce světla s elektrickým a magnetickým polem..
-S průmyslovou revolucí přišel vzestup termodynamiky. Byl vyhlášen druhý zákon termodynamiky a později koncept entropie, také kinetická teorie plynů, statistická mechanika a Boltzmannova rovnice.
-Byl objeven radiační zákon těles (Stefanův zákon) a zákon posunu vlnové délky vyzařované horkým tělesem v závislosti na jeho teplotě (Wienův zákon).
-Teoreticky předpovídané elektromagnetické vlny, kromě rentgenového záření, přirozené radioaktivity a elektronu, to vše na konci 19. století.
V této době prošly klasické teorie obdobím krize, protože mnoho fenoménů objevených v 19. století nebylo možné těmito teoriemi vysvětlit. Bylo tedy nutné vyvinout novou fyziku, známou jako moderní fyzika, který zásadně chápe kvantovou mechaniku a teorii relativity.
Moderní fyzika začala v roce 1900 objevem zákon o záření černého tělesa Max Planck, ve kterém koncept kolik energie v interakci záření s hmotou.
V tomto období byly vyvinuty atomové modely, ve kterých se zdá, že atom je složen z částic menších než atom samotný. Jedná se o elektrony, protony a neutrony.
Na začátku 20. století objevil Ernest Rutherford atomové jádro a vytvořil atomový model s pozitivním a mohutným centrálním jádrem, obklopeným světelnými částicemi se záporným nábojem. Nicméně. tento model byl v krátké době odložen ve prospěch modelů více přizpůsobených novým objevům.
Albert Einstein v roce 1905 navrhl, aby světelná kvanta volala fotony, byly jediným způsobem, jak vysvětlit fotoelektrický efekt. Foton je nejmenší svazek světelné energie, který závisí na jeho frekvenci.
Speciální teorie relativity, Einsteinův nejznámější výtvor, uvádí, že čas a hmotnost jsou fyzikální veličiny, které závisí na referenčním rámci..
Tímto způsobem bylo nutné provést relativistické opravy klasických zákonů pohybu..
Na druhou stranu obecná teorie relativity Alberta Einsteina stanoví, že gravitace není síla, ale spíše důsledek časoprostorového zakřivení produkovaného tělesy s hmotou, jako je Slunce a planety. To by vysvětlovalo precesi Merkurova perihélia a předpovídalo zakřivení světla..
Bylo nepochybně prokázáno ohýbání světla masivním tělesem, jako je Slunce. Tento jev produkuje gravitační čočky.
Vědci tedy začali uvažovat o teoriích sjednocení, ve kterých jsou gravitace a elektromagnetismus projevy zkreslených prostorů více než čtyřrozměrnosti, jako je teorie Kaluza-Klein..
Teoretická možnost rozpínajícího se vesmíru se objevila díky pracím Alexandra Friedmana založeným na obecné teorii relativity, což byla skutečnost, která byla později potvrzena.
Černé díry se objevily jako řešení Einsteinových rovnic. Hinduistický fyzik Chandrasekhar stanovil limit pro hvězdný kolaps, aby vytvořil černou díru.
Důležitým objevem byl Comptonův efekt, který stanoví, že fotony, i když nemají hmotnost, mají hybnost úměrnou inverzi jejich vlnové délky. Konstanta proporcionality je Planckova konstanta.
S příchodem kvantové mechaniky je také stanovena dualita vlnových částic. Teorie předpovídala existenci antihmoty, která byla skutečně objevena. Objevil se také neutron a s ním nový atomový model: kvantově mechanický model.
Důležitým příspěvkem je příspěvek roztočit, vlastnost subatomárních částic schopných mimo jiné vysvětlit magnetické efekty.
Toto odvětví současné fyziky se objevuje, když jsou objeveny jaderné procesy štěpení a fúze. První vedla k atomové bombě a jaderné energii, druhá vysvětluje produkci energie hvězdami, ale také vedla k H bombě.
Při hledání řízené jaderné fúze bylo zjištěno, že proton a neutron mají vnitřní struktury: kvarky, základní složky protonů a neutronů.
Od té doby byly kvarky a elektrony považovány za základní částice, ale objevily se také nové základní částice: mion, pion, tau lepton a neutrina..
První polovina 20. století vrcholí důležitými příspěvky současné fyziky:
-Supravodivost a supratekutost
-Maser a laser.
-Magnetické rezonanční zobrazování atomových jader, objev, který dává vzniknout dnešním neinvazivním diagnostickým systémům.
-Hlavní teoretický vývoj, jako je kvantová elektrodynamika a Feynmanovy diagramy, které vysvětlují základní interakce.
Tato teorie vysvětluje supravodivost, která říká, že elektrony jsou částice fermionika, interagují s krystalovou mřížkou takovým způsobem, že se vytvářejí elektronické páry s chováním bosonu.
Dává vzniknout konceptu Kvantové zapletení a jeho možné aplikace v kvantových výpočtech. Kromě toho jsou navrženy kvantová teleportace a kvantová kryptografie, z nichž již byly provedeny první experimentální implementace..
Po objevení kvarků následovalo vytvoření standardní model částic elementály, se dvěma dalšími členy: bosony W a Z..
Anomálie byly pozorovány v rychlosti rotace hvězd kolem středu galaxií, takže Vera Rubin navrhuje jako možné vysvětlení existenci temné hmoty..
Mimochodem, existují důležité důkazy o temné hmotě díky objevu gravitačních čoček bez viditelné hmoty, což vysvětluje zakřivení světla..
Další důležitou oblastí studia je entropie černé díry a Hawkingovo záření..
Rovněž byla potvrzena zrychlená expanze vesmíru a temná energie je považována za zodpovědnou..
21. století začalo experimentální výrobou kvark-gluonové plazmy a objevem Tau neutrina.
Rovněž byla provedena přesná pozorování kosmického mikrovlnného pozadí, která vrhá světlo na teorie rané formace vesmíru..
Mnohem komentovaným objevem je objev Higgsova bosonu, částice odpovědné za hmotnost různých základních částic, podporující standardní model částic..
Zjištěno v roce 2015, gravitační vlny předpověděl v první polovině 20. století Albert Einstein. Jsou výsledkem srážky dvou supermasivních černých děr.
V roce 2019 byl poprvé získán obraz černé díry, další z předpovědí teorie relativity.
Mezi odvětví současné současné fyziky patří:
1. - Fyzika částic
2. - Fyzika plazmatu
3.- Kvantové a fotonické výpočty
4.- Astrofyzika a kosmologie
5.- Geofyzika a biofyzika.
6. - Atomová a jaderná fyzika
7. - Fyzika kondenzovaných látek
Témata fyziky, která jsou v současné době považována za otevřená a která se plně rozvíjejí, jsou:
-Fyzika složitých systémů, teorie chaosu a fraktály.
-Nelineární dynamické systémy. Vývoj nových technik a modelů, které vedou k řešení těchto systémů. Mezi jeho aplikacemi je lepší předpověď počasí.
-Teorie sjednocení jako teorie strun a teorie M. Vývoj kvantové gravitace.
-Fyzika tekutin a plazmat v turbulentním režimu, kterou lze použít při vývoji řízené jaderné fúze.
-Teorie o původu temné hmoty a temné energie. Pokud by tyto jevy byly pochopeny, možná by mohla být vyvinuta vesmírná navigace prostřednictvím antigravitace a konstrukce motorů WARP..
-Vysokoteplotní supravodivost, použitelná při vytváření efektivnějších dopravních systémů.
Zatím žádné komentáře