Fyzika je veda, ktorá študuje štruktúru a vývoj sveta a je tiež základnou a dôležitou oblasťou prírodných vied. Slovo "fuzis" s grécky jazyk znamená prírodu. Základom všetkých prírodných vied a prírody sú fyzikálne zákony.

Už v 4. storočí Aristoteles zradil veľký význam pojem "fyzika". Škála myšlienok sa zdala najmajestátnejšia. Zdalo sa, že filozofia sa priblížila k fyzike. Do jednej cesty ich spojila veľmi dôležitá otázka – zákony vzniku a fungovania Vesmíru. Je pravda, že potom, čo veda začala viac dominovať, začali sa objavovať samostatné pododdelenia fyziky.
Táto veda vstúpila do ruského jazyka až po objavení sa učebníc fyziky. Autorom je M.V. Lomonosov. To sa týka domácich náučná kniha, potom sa autorom stal Strakhov. Takýto manéver ruského akademika zmenil celý vtedajší vzdelávací systém.

V našom storočí sa každý začal pozerať na fyziku po svojom. Koniec koncov, ak sa nad tým zamyslíte, rozdiel moderná spoločnosť to, čo sa stalo predtým, priamo závisí od fyzikálnych objavov. Napríklad výskum elektromagnetizmu. Podobné prelomy vo vede viedli k vzniku telefónu. Ak teda hovoríme o aute, vzniklo vďaka termodynamike. Počítač vznikol ako výsledok rozvoja elektroniky.

Takéto procesy nestoja, ale len sa zlepšujú. Nové objavy prispievajú k zlepšeniu priemyslu a technológie. Mali by sme premýšľať o nových záhadách prírody, ktoré si vyžadujú vysvetlenie. Fyzika s tým pomôže.

Samozrejme, napriek tomu, že veda zašla príliš ďaleko, nie je možné vysvetliť všetky prírodné javy na prvýkrát. Základy fyzikálneho výskumu a metódy sú starostlivo vyvinuté na základe nahromadených vedomostí.

Existuje: experimentálna a teoretická fyzika. Ak vezmeme do úvahy experimentálne, potom sú teórie a zákony založené len na údajoch po výskume.

Teoretická fyzika má niekoľko úloh. Akákoľvek teória má schopnosť v experimentoch preskúmať celú podstatu „primeranosti“ javov. Akékoľvek štúdium fyziky nesie so sebou možnosť rozlúštiť formuláciu rôznych systémov.

Oblasti fyziky sú mnohostranné, a preto zaujímavé. V klasickej mechanike bude riešenie správne, ak sú atómy menšie ako veľkosť skúmaných objektov. Je dôležité, aby gravitačné sily boli malé a aby rýchlosť objektov bola menšia ako rýchlosť svetla.

Fyzika je jednou z najdôležitejších vied, ktoré človek skúma. Jeho prítomnosť je badateľná vo všetkých oblastiach života, niekedy objavy dokonca zmenia chod dejín. Preto sú veľkí fyzici pre ľudí takí zaujímaví a významní: ich práca je dôležitá aj mnoho storočí po ich smrti. Ktorých vedcov by ste mali poznať ako prvých?

Andre-Marie Ampère

Francúzsky fyzik sa narodil v rodine obchodníka z Lyonu. Rodičovská knižnica bola plná diel popredných vedcov, spisovateľov a filozofov. Od detstva mal Andre rád čítanie, čo mu pomohlo získať hlboké vedomosti. V dvanástich rokoch sa chlapec už naučil základy vyššej matematiky a pri ďalší rok predstavil svoju prácu Lyonskej akadémii. Čoskoro začal dávať súkromné ​​hodiny a od roku 1802 pôsobil ako učiteľ fyziky a chémie, najskôr v Lyone a potom na Ecole Polytechnique v Paríži. O desať rokov neskôr bol zvolený za člena Akadémie vied. Mená veľkých fyzikov sa často spájajú s pojmami, ktorým zasvätili svoj život štúdiu, a Ampere nie je výnimkou. Pracoval na problémoch elektrodynamiky. Jednotka sily elektrický prúd merané v ampéroch. Navyše to bol práve vedec, ktorý zaviedol mnohé z dodnes používaných výrazov. Ide napríklad o definície „galvanometra“, „napätia“, „elektrického prúdu“ a mnohých ďalších.

Robert Boyle

Mnohí veľkí fyzici vykonávali svoju prácu v čase, keď bola technika a veda prakticky v plienkach, a napriek tomu dosiahli úspech. Napríklad rodák z Írska. Zaoberal sa rôznymi fyzikálnymi a chemickými experimentmi, rozvíjal atómovú teóriu. V roku 1660 sa mu podarilo objaviť zákon o zmenách objemu plynov v závislosti od tlaku. Mnohí velikáni svojej doby nemali o atómoch ani potuchy, ale Boyle bol nielen presvedčený o ich existencii, ale vytvoril aj niekoľko pojmov, ktoré s nimi súvisia, ako napríklad „prvky“ alebo „primárne telieska“. V roku 1663 sa mu podarilo vynájsť lakmus a v roku 1680 ako prvý navrhol spôsob získavania fosforu z kostí. Boyle bol členom Kráľovskej spoločnosti v Londýne a zanechal po sebe mnoho vedeckých prác.

Niels Bohr

Veľkí fyzici sa často ukázali ako významní vedci v iných oblastiach. Napríklad Niels Bohr bol tiež chemikom. Niels Bohr, člen Kráľovskej dánskej spoločnosti vied a popredný vedec 20. storočia, sa narodil v Kodani, kde získal vysokoškolské vzdelanie. Istý čas spolupracoval s anglickými fyzikmi Thomsonom a Rutherfordom. Základom pre vznik sa stala Bohrova vedecká práca kvantová teória. Mnoho veľkých fyzikov následne pracovalo v smeroch, ktoré pôvodne vytvoril Niels, napríklad v niektorých oblastiach teoretickej fyziky a chémie. Málokto vie, ale bol tiež prvým vedcom, ktorý položil základy periodickej sústavy prvkov. V tridsiatych rokoch 20. storočia urobil veľa dôležitých objavov v atómovej teórii. Za svoje úspechy mu bola udelená Nobelova cena za fyziku.

Max Born

Mnoho skvelých fyzikov prišlo z Nemecka. Napríklad Max Born sa narodil v Breslau ako syn profesora a klaviristu. Od detstva sa zaujímal o fyziku a matematiku a vstúpil na univerzitu v Göttingene, aby ich študoval. V roku 1907 Max Born obhájil dizertačnú prácu o stabilite pružných telies. Rovnako ako iní veľkí fyzici tej doby, ako napríklad Niels Bohr, aj Max spolupracoval s odborníkmi z Cambridge, menovite Thomsonom. Born sa inšpiroval aj Einsteinovými myšlienkami. Max študoval kryštály a vyvinul niekoľko analytických teórií. Okrem toho Born vytvoril matematický základ kvantovej teórie. Podobne ako iní fyzici, ani antimilitarista Born kategoricky nechcel Veľkú vlasteneckú vojnu a počas rokov bojov musel emigrovať. Následne odsúdi vývoj jadrových zbraní. Za všetky svoje úspechy dostal Max Born Nobelovu cenu a bol prijatý aj na mnohé vedecké akadémie.

Galileo Galilei

Niektorí veľkí fyzici a ich objavy sa spájajú s oblasťou astronómie a prírodných vied. Napríklad Galileo, taliansky vedec. Počas štúdia medicíny na univerzite v Pise sa zoznámil s Aristotelovou fyzikou a začal čítať starovekých matematikov. Fascinovaný týmito vedami odišiel zo školy a začal písať „Little Scales“ – prácu, ktorá pomohla určiť hmotnosť kovových zliatin a opísala ťažiská postáv. Galileo sa preslávil medzi talianskymi matematikmi a dostal miesto na katedre v Pise. Po nejakom čase sa stal dvorným filozofom vojvodu z Medici. Vo svojich dielach študoval princípy rovnováhy, dynamiky, pádu a pohybu telies, ako aj pevnosť materiálov. V roku 1609 zostrojil prvý ďalekohľad s trojnásobným a potom s tridsaťdvanásobným zväčšením. Jeho pozorovania poskytli informácie o povrchu Mesiaca a veľkostiach hviezd. Galileo objavil mesiace Jupitera. Jeho objavy vyvolali vo vedeckej oblasti senzáciu. Veľký fyzik Galileo nebol cirkvou veľmi schvaľovaný a to určovalo postoj k nemu v spoločnosti. Napriek tomu pokračoval vo svojej práci, čo sa stalo dôvodom výpovede inkvizícii. Musel sa vzdať svojho učenia. Ale o niekoľko rokov neskôr boli publikované pojednania o rotácii Zeme okolo Slnka, vytvorené na základe myšlienok Koperníka: s vysvetlením, že ide len o hypotézu. Najdôležitejší prínos vedca sa tak zachoval pre spoločnosť.

Isaac Newton

Vynálezy a výroky veľkých fyzikov sa často stávajú akýmisi metaforami, no legenda o jablku a zákone gravitácie je zo všetkých najznámejšia. Každý pozná hrdinu tohto príbehu, podľa ktorého objavil gravitačný zákon. Okrem toho vedec vyvinul integrálny a diferenciálny počet, stal sa vynálezcom odrazového ďalekohľadu a napísal mnoho základných prác o optike. Moderní fyzici ho považujú za tvorcu klasickej vedy. Newton sa narodil v chudobnej rodine, študoval na jednoduchej škole a potom v Cambridge, zatiaľ čo pracoval ako sluha, aby zaplatil za štúdium. Už v raných rokoch k nemu prichádzali myšlienky, ktoré sa v budúcnosti stanú základom pre vynález matematických systémov a objav gravitačného zákona. V roku 1669 sa stal lektorom na oddelení av roku 1672 členom Kráľovskej spoločnosti v Londýne. V roku 1687 vyšlo najvýznamnejšie dielo s názvom „Princípy“. Za svoje neoceniteľné úspechy dostal Newton v roku 1705 šľachtu.

Christian Huygens

Ako mnohí iní skvelí ľudia, aj fyzici boli často talentovaní v rôznych oblastiach. Napríklad Christiaan Huygens, rodák z Haagu. Jeho otec bol diplomat, vedec a spisovateľ, syn získal vynikajúce vzdelanie v r právnej oblasti, ale začal sa zaujímať o matematiku. Okrem toho Christian vedel výborne po latinsky, vedel tancovať a jazdiť na koni a hral na lutne a čembale. Už ako dieťa sa dokázal vybudovať a pracoval na tom. Počas univerzitných rokov si Huygens dopisoval s parížskym matematikom Mersennom, čo mladého muža veľmi ovplyvnilo. Už v roku 1651 publikoval prácu o kvadratúre kružnice, elipsy a hyperboly. Jeho práca mu umožnila získať povesť vynikajúceho matematika. Potom sa začal zaujímať o fyziku a napísal niekoľko prác o zrážaných telesách, ktoré vážne ovplyvnili myšlienky jeho súčasníkov. Okrem toho prispel k optike, navrhol ďalekohľad a dokonca napísal článok o výpočtoch hazardných hier súvisiacich s teóriou pravdepodobnosti. To všetko z neho robí vynikajúcu osobnosť v dejinách vedy.

James Maxwell

Veľkí fyzici a ich objavy si zaslúžia každý záujem. James Clerk Maxwell tak dosiahol pôsobivé výsledky, s ktorými by sa mal každý zoznámiť. Stal sa zakladateľom teórií elektrodynamiky. Vedec sa narodil v šľachtickej rodine a vzdelanie získal na univerzitách v Edinburghu a Cambridge. Za svoje úspechy bol prijatý do Kráľovskej spoločnosti v Londýne. Maxwell otvoril Cavendishovo laboratórium, ktoré bolo vybavené najnovšou technológiou na vykonávanie fyzikálnych experimentov. Maxwell počas svojej práce študoval elektromagnetizmus, kinetickú teóriu plynov, problematiku farebného videnia a optiky. Osvedčil sa aj ako astronóm: bol to on, kto zistil, že sú stabilné a pozostávajú z neviazaných častíc. Študoval tiež dynamiku a elektrinu, čo mal vážny vplyv na Faradaya. Komplexné pojednania o mnohých fyzikálnych javoch sú stále považované za relevantné a žiadané vo vedeckej komunite, vďaka čomu je Maxwell jedným z najväčších špecialistov v tejto oblasti.

Albert Einstein

Budúci vedec sa narodil v Nemecku. Einstein od detstva miloval matematiku, filozofiu a rád čítal populárno-vedecké knihy. Pre svoje vzdelanie odišiel Albert na Technologický inštitút, kde študoval svoju obľúbenú vedu. V roku 1902 sa stal zamestnancom patentového úradu. Za roky práce tam vydal niekoľko úspešných vedeckých prác. Jeho prvé práce sa týkali termodynamiky a interakcií medzi molekulami. V roku 1905 bola jedna z prác prijatá ako dizertačná práca a Einstein sa stal doktorom vied. Albert mal veľa revolučných myšlienok o elektrónovej energii, povahe svetla a fotoelektrickom jave. Najdôležitejšou sa stala teória relativity. Einsteinove zistenia zmenili ľudské chápanie času a priestoru. Úplne zaslúžene mu bola udelená Nobelova cena a uznaný v celom vedeckom svete.

Pozadie fyziky. Pozorovanie fyzikálnych javy sa vyskytovali v staroveku. V tom čase sa ešte nerozlišoval proces hromadenia faktografických poznatkov: fyzikálne, geometrické a astronomické pojmy sa vyvíjali spoločne.

K systematickému hromadeniu faktov a pokusom o ich vysvetlenie a zovšeobecnenie, ktoré predchádzali vzniku fyziky (v modernom zmysle slova), dochádzalo obzvlášť intenzívne v r. éra grécko-rímskej kultúry(6. storočie pred Kristom – 2. storočie po Kr.). Počas tejto éry sa prvotné predstavy o atómová štruktúra hmoty(Demokritos, Epikuros, Lucretius), vznikol geocentrický systém sveta (Ptolemaios), objavili sa počiatky heliocentrického systému (Aristarchos zo Samosu), niektoré jednoduché zákony statiky(pravidlá páky, ťažisko), prvé získané výsledky aplikovaná optika(vyrobili sa zrkadlá, objavil sa zákon odrazu svetla, objavil sa fenomén lomu), objavili sa najjednoduchšie princípy hydrostatika(Archimedov zákon). Najjednoduchšie javy magnetizmu a elektriny boli známe už v staroveku.

Vyučovanie Aristoteles (389 – 322 pred Kr.) zhrnul poznatky z predchádzajúceho obdobia 1. Aristotelovo učenie, kanonizované cirkvou, sa zmenilo na brzdu ďalšieho rozvoja fyzikálnej vedy. Po tisícoch rokov stagnácie a sterility sa fyzika dočkala oživenia až v 15. a 16. storočí. v boji proti scholastickej filozofii. Oživenie vedy bolo determinované najmä potrebami výroby v manufaktúrnom období. Veľké geografické objavy, najmä objavenie Ameriky, prispeli k nahromadeniu mnohých nových pozorovaní a zvrhnutiu starých predsudkov. Rozvoj remesiel, lodnej dopravy a delostrelectva vytvoril podnety pre vedecký výskum. Vedecké myslenie zamerané na problémy konštrukcie, hydrauliky a balistiky a záujem o matematiku vzrástol. Rozvoj technológií vytvoril príležitosti na experimentovanie. Leonardo da Vinci položil celý rad fyzikálnych otázok a pokúsil sa ich vyriešiť pomocou experimentu. Jemu patrí príslovie: „skúsenosť nikdy neklame, iba naše úsudky sú klamlivé“ .

Avšak v 15.-16. storočí boli jednotlivé fyzikálne pozorovania a experimentálne štúdie náhodná povaha. Začalo sa len 17. storočie systematická aplikácia experimentálnej metódy vo fyzike a neustály rast fyzikálnych vedomostí odvtedy.

Prvé obdobie rozvoja fyziky , nazývaný klasický, začína prac Galileo Galilei (1564 – 1642) . presne tak Galileo bol tvorcom experimentálnej metódy vo fyzike. Starostlivo premyslený experiment, oddelenie sekundárnych faktorov od hlavného v skúmanom jave, túžba stanoviť presné kvantitatívne vzťahy medzi parametrami javu - to je Galileova metóda. Pomocou tejto metódy Galileo položil počiatočné základy reproduktory. Galileo vyvrátil chybné tvrdenia Aristotelovej mechaniky: predovšetkým dokázal ukázať, že nie rýchlosť, ale zrýchlenie je dôsledkom vonkajšieho vplyvu na telo. V mojej práci „Rozhovory a matematické dôkazy o dvoch nových odvetviach vedy...“ (1638) Galileo tento záver, ktorý predstavuje prvú formuláciu, presvedčivo zdôvodňuje zákon zotrvačnosti, odstraňuje viditeľné rozpory. Dokazuje to skúsenosťami zrýchlenie voľného pádu telies nezávisí od ich hustoty a hmotnosti. Berúc do úvahy pohyb hodeného telesa, Galileo nachádza zákon sčítania pohybov a v podstate vyjadruje stanovisko o nezávislosti pôsobenia síl. „Rozhovory“ tiež poskytujú informácie o sile tiel. Formuloval aj predstavy o relatívnosť pohybu(princíp relativity), pohyb telies pozdĺž naklonená rovina ( v skutočnosti objavil prvé dva Newtonove zákony).

V dielach Galilea a Blaise Pascal boli položené základy hydrostatika. Galileo urobil dôležité objavy v iných oblastiach fyziky. Prvýkrát experimentálne potvrdzuje fenomén povrchového napätia, ktorý bol skúmaný oveľa neskôr. Galileo obohacuje aplikovaná optika jeho ďalekohľad a teplomer viedli k kvantitatívne štúdium tepelných javov.

V 1. polovici 17. storočia vznikla fyzikálna náuka o plynoch, ktorá mala veľký praktický význam. Galileiho učeník E. Torricelli zistí existenciu tlaku vzduchu a vytvorí prvý barometer. O. Guericke vynájde vzduchové čerpadlo a nakoniec vyvráti aristotelovskú výpoveď o „strachu z prázdnoty“. R. Boyle a o niečo neskôr E. Marriott Študujú elasticitu plynov a objavujú zákon známy pod ich menom. V. Snellius (Holandsko) a R. Descartes (Francúzsko) objavte zákon lomu svetla. Vytvorenie mikroskopu sa datuje do rovnakej doby. Pozorovania magnetov (v lodnej navigácii) a elektrifikácie počas trenia poskytujú cenné informácie v oblasti elektrostatiky a magnetostatiky, ktorých pôvodcom by mal byť anglický prírodovedec W. Gilbert .

2. polovica 17. storočia bola na udalosti ešte bohatšia. Galileiho „Rozhovory“ položili základ výskumu základy mechaniky. Štúdium krivočiareho pohybu ( X. Huygens ) pripravili otvorenie základný zákon mechaniky- prvý formulovaný vzťah medzi silou, hmotnosťou a zrýchlením I. Newton v jeho "Matematické princípy prírodnej filozofie" (1687) . Newton tiež stanovil základný zákon dynamiky systému (rovnosť akcie a reakcie), v ktorom predchádzajúce štúdie vplyvu telies (H. Huygens) našli svoje zovšeobecnenie. Po prvýkrát sa kryštalizujú základné pojmy fyziky -- koncepcie priestoru a času.

Na základe zákonov pohybu planét, ktoré stanovil Kepler, Newton prvýkrát sformuloval vo svojom Principia zákon univerzálnej gravitácie, ktorú sa snažili nájsť mnohí vedci 17. storočia. Newton tento zákon potvrdil výpočtom zrýchlenia Mesiaca na jeho obežnej dráhe na základe hodnoty gravitačného zrýchlenia nameranej v 70. rokoch 17. storočia. Vysvetlil tiež poruchy v pohybe Mesiaca a príčinu odlivu a odlivu mora. Význam tohto Newtonovho objavu nemožno preceňovať. Ukázala súčasníkom silu vedy. to zmenil celý predchádzajúci obraz vesmíru.

Zároveň X. Huygens a G. Leibniz formulovať zákon zachovania hybnosti ( predtým vyjadril Descartes v nepresnej forme) a zákon zachovania živých síl. Huygens vytvára teóriu fyzického kyvadla a skonštruuje hodiny s kyvadlom. Jeden zo všestranných vedcov 17. storočia R. Hooke (Anglicko) otvára známy pod svojím menom zákon pružnosti. M. Mersenne (Francúzsko) kladie základy fyzikálna akustika; študuje zvuk struny a meria rýchlosť zvuku vo vzduchu.

Počas týchto rokov sa vďaka rastúcemu používaniu pozorovacích ďalekohľadov rýchlo rozvíjala geometrická optika základy fyzikálnej optiky. F. Grimaldi (Taliansko) v roku 1665 objavuje difrakciu svetla. Newton rozvíja svoju teóriu rozptylu a interferencie svetla. Predkladá hypotézu ľahkých teliesok. Spektroskopia pochádza z Newtonových optických štúdií. O. Roemer (Dánsko) v roku 1672 meria rýchlosť svetla. Newtonov súčasník Huygens rozvíja originál základy vlnovej optiky formuluje princíp šírenia vĺn (svetla), známy pod svojím menom, skúma a vysvetľuje jav dvojitého lomu v kryštáloch 2.

teda v 17. storočí vznikli základy mechaniky a začal sa výskum v najdôležitejších oblastiach fyziky – v štúdiu elektriny a magnetizmu, tepla, fyzikálnej optiky a akustiky.

V 18. storočí Ďalší rozvoj všetkých oblastí fyziky pokračuje. Newtonovská mechanika sa stáva rozsiahlym systémom poznania, pokrývajúcim zákony pohybu pozemských a nebeských telies. Prostredníctvom prác L. Euler , francúzsky vedec A. Clairaut sa vytvára atď nebeská mechanika, dovedený do vysokej dokonalosti P. Laplace. Mechanika sa vo svojej rozvinutej podobe stala základom vtedajšej strojárskej techniky, najmä hydrauliky.

V iných odvetviach fyziky v 18. storočí došlo k ďalšej akumulácii experimentálnych údajov a boli formulované najjednoduchšie zákony. V. Franklin formuluje zákon zachovania náboja. V polovici 18. storočia vznikol prvý elektrický kondenzátor(Leydenská nádoba P. Muschenbroeka v Holandsku), ktorá umožnila akumulovať veľké elektrické náboje, čo uľahčilo štúdium zákona ich vzájomného pôsobenia. Tento zákon, ktorý je základom elektrostatiky, bol objavený nezávisle G. Cavendish A J. Priestley (Anglicko) a Prívesok Sh (Francúzsko). Vstal doktrína atmosférickej elektriny. W. Franklin v roku 1752 a o rok neskôr M. V. Lomonosov A G. V. Richman študoval výboje blesku a dokázal elektrickú povahu blesku.

V optike sa začala vytvárať fotometria: anglickí vedci V. Herschel A W. Wollaston otvorené infračervené lúče a nemecký vedec I. Ritter - ultrafialové. Rozvoj podnietil rozvoj chémie a hutníctva učenie o teple: sformuloval sa pojem tepelnej kapacity, merali sa tepelné kapacity rôznych látok a založila sa kalorimetria. Lomonosov predpovedal existenciu absolútnej nuly. Začal sa výskum tepelnej vodivosti a tepelného žiarenia a štúdium tepelnej rozťažnosti telies. V tom istom období vznikla a začala sa zdokonaľovať Parný motor.

Je pravda, že teplo bolo predstavované vo forme špeciálnej beztiažovej kvapaliny - Kalorický Podobným spôsobom bola vysvetlená elektrifikácia telies pomocou hypotézy elektrickej tekutiny a magnetické javy - magnetickou tekutinou. Vo všeobecnosti v priebehu 18. storočia modely nevýraznej tekutiny prenikli do všetkých odvetví fyziky. Prevažná väčšina výskumníkov o ich existencii nepochybovala! To bol dôsledok presvedčenia, že odlišné fyzikálnych javov- tepelné, elektrické, magnetické, optické - nie sú navzájom spojené, navzájom nezávislé. Verilo sa, že každý jav má svoj vlastný „nosič“, špeciálnu látku. Len niekoľko pokrokových myslí, vrátane Eulera a Lomonosova, poprelo prítomnosť hmoty bez tiaže a videlo v tepelných javoch a vlastnostiach plynov skrytý, ale neustály pohyb najmenších častíc. V tomto rozdiele názorov bol rozdiel fyzické „obrazy sveta“ - newtonovský A karteziánsky, ktorý vznikol ešte v 17. storočí.

Stúpenci Descarta (Cartesius) považovali všetky fyzikálne javy za rôzne pohyby tej istej primárnej hmoty, ktorej jedinými vlastnosťami sú extenzia a zotrvačnosť. Veril, že v dôsledku rôznych pohybov a zrážok častí primárnej hmoty vznikajú častice hmoty (telieska) rôznych objemov a tvarov, medzi ktorými sa pohybujú častice najušľachtilejšej formy hmoty – éteru. Stúpenci Descarta videli úlohu fyziky v vytváranie čisto mechanických modelov javov. Univerzálna gravitácia, elektrické a magnetické interakcie, chemické reakcie – všetko vysvetľovali rôzne víry v éteri, spájajúce či oddeľujúce častice hmoty.

Tento obraz sveta sa však stretol s námietkami už v polovici 17. storočia. Jeho neuspokojivosť najpresvedčivejšie ukázal Newton v Principii. Newton dokázal, že vysvetlenie univerzálnej gravitácie podané karteziánmi je v rozpore so skutočnosťou: víry v éteri, ktoré podľa Descarta úplne zapĺňajú celú slnečnú sústavu a nesú so sebou planéty, vylučujú možnosť voľného prechodu komét slnečnej sústavy bez straty pohybu.

Newtonov obraz sveta je založená na myšlienke atómov oddelených prázdnotou a okamžite interagujúcich cez prázdnotu so silami príťažlivosti alebo odpudzovania (akcia na veľké vzdialenosti). Právomoci podľa Newtona, sú primárnou, pôvodnou vlastnosťou určitých typov častíc; Sila ako gravitácia je charakteristická pre všetky častice hmoty. Na rozdiel od karteziánov Newton považoval za možné, že mechanický pohyb nemožno v prírode zachovať. Newtonova píla hlavnou úlohou fyziky je nájsť sily interakcie medzi telesami. Existenciu éteru nevylúčil, ale považoval ho za tenký elastický plyn, ktorý vypĺňa póry telies a interaguje s hmotou.

Boj medzi newtonovskými a karteziánskymi myšlienkami trval takmer dve storočia. Rovnaké zákony prírody si zástancovia týchto dvoch smerov vykladali odlišne. V 18. storočí Newtonove názory zvíťazili vo fyzike a mala zásadný vplyv na jej ďalší vývoj. Prispeli implementácia matematických metód vo fyzike. Zároveň sa posilnili na 100 rokov myšlienka akcie na veľké vzdialenosti. Karteziánske tendencie opäť ožili v 2. polovici 19. storočia, po vytvorení vlnovej teórie svetla, objave elektromagnetického poľa a zákona o zachovaní energie.

Druhé obdobie dejín fyziky začína v prvej dekáde 19. storočia. V 19. storočí došlo k najvýznamnejším objavom a teoretickým zovšeobecneniam, ktoré dali fyzike jej charakter jediná holistická veda. Jednota rôznych fyzikálnych procesov je vyjadrená v zákon zachovania energie. Rozhodujúcu úlohu pri experimentálnej príprave tohto zákona zohrala otvorenie elektrického prúdu a štúdium jeho rôznorodého pôsobenia, ako aj štúdium vzájomných premien tepla a mechanickej práce. V roku 1820 H. K. Ørsted (Dánsko) objavil pôsobenie elektrického prúdu na magnetickú ihlu. Oerstedova skúsenosť slúžila ako impulz pre výskum A. Ampera, D. Arago Základom sa stal zákon o interakcii dvoch elektrických prúdov, ktorý našiel Ampere elektrodynamika. Za živej účasti ďalších výskumníkov to Ampere rýchlo zistil spojenie medzi magnetickými javmi a elektrickými javmi v konečnom dôsledku redukuje magnetizmus na pôsobenie prúdov. Takže myšlienka magnetických tekutín prestala existovať. V roku 1831 Faraday objavil elektromagnetickú indukciu, čím realizoval svoj plán: „premeniť magnetizmus na elektrinu“.

V tejto fáze vývoja výrazne vzrástol vzájomný vplyv fyziky a techniky. Rozvoj parnej techniky znamenal pre fyziku množstvo problémov. Fyzikálne štúdie vzájomnej premeny mechanickej energie a tepla, ktoré vrcholia tvorba termodynamika, slúžil ako základ pre zlepšenie tepelných motorov. Po objavení elektrického prúdu a jeho zákonitostí, vývoj o elektrotechnika(vynález telegrafu, elektroformovania, dynama), čo zase prispelo k pokroku elektrodynamika.

V 1. polovici 19. stor myšlienka beztiažových látok sa zrúti. Tento proces prebiehal pomaly a s veľkými ťažkosťami. Prvú dieru vo vtedajšom dominantnom fyzickom svetonázore urobil o vlnová teória svetla(Anglický vedec T. Jung , francúzsky vedci O. Fresnel a D. Arago ) 3. Celý súbor javov interferencie, difrakcie a polarizácie svetla, najmä jav interferencie polarizovaných lúčov, nebolo možné teoreticky interpretovať z korpuskulárneho hľadiska a zároveň nájsť úplné vysvetlenie vo vlnovej teórii, podľa ktorým svetlom sú priečne vlny šíriace sa v prostredí (na vzduchu). Svetlá hmota bola teda odmietnutá už v druhej dekáde 19. storočia.

Odolnejšie v porovnaní s ľahkou hmotou a magnetickou tekutinou, sa ukázalo ako myšlienka kalorickej. Aj keď experimenty B. Rumfoord , ktoré preukázali možnosť získať neobmedzené množstvo tepla mechanickou prácou, boli v jasnom rozpore s myšlienkou špeciálnej tepelnej látky, ktorá trvala až do polovice storočia; zdalo sa, že len s jeho pomocou sa dá vysvetliť latentné teplo topenia a vyparovania. Zásluhu na vytvorení kinetickej teórie, ktorej začiatky siahajú do čias Lomonosova a D. Bernoulliho, mali anglickí vedci J. Joule, W. Thomson (Kelvin) a nemecký vedec R. Clausius .

V dôsledku mnohostranných a zdĺhavých experimentov sa teda v podmienkach ťažkého zápasu so zastaranými myšlienkami preukázala vzájomná premenlivosť rôznych fyzikálnych procesov a tým aj jednota všetkých vtedy známych fyzikálnych javov.

Priamy dôkaz o úspore energie pretože všetky fyzikálne a chemické premeny boli uvedené v dielach Yu Mayer (Nemecko), J. Joule A G. Helmholtz . Potom, čo zákon zachovania energie získal všeobecné uznanie (v 50. rokoch 19. storočia), stal sa základným kameňom modernej prírodnej vedy. Zákon zachovania energie a princíp zmeny entropie [R. Clausius, W. Thomson (Kelvin)] tvorili základ termodynamika; zvyčajne sú formulované ako prvý a druhý zákon termodynamiky.

Dôkaz o ekvivalencii tepla a práce potvrdil názor o teplo ako neusporiadaný pohyb atómov a molekúl. Prostredníctvom diel Joule, Clausiusa, Maxwella, Boltzmanna a ďalších vznikla kinetická teória plynov. Už v prvých fázach vývoja tejto teórie, keď boli molekuly ešte považované za pevné elastické guľôčky, bolo možné odhaliť kinetický význam takých termodynamických veličín, akými sú teplota a tlak. Kinetická teória plynov umožnila vypočítať priemerné cestovné vzdialenosti molekúl, veľkosti molekúl a ich počet na jednotku objemu.

Myšlienka jednoty všetkých fyzikálnych procesov viedla v 2. polovici 19. storočia k radikálnej reštrukturalizácii celej fyziky, k jej zjednoteniu do dve veľké časti- fyzika hmoty A terénna fyzika. Základom prvej bola kinetická teória, druhá - doktrína elektromagnetického poľa.

Kinetická teória po prvýkrát pracujúca s priemernými hodnotami zaviedol do fyziky metódy teórie pravdepodobnosti. Slúžil ako východiskový bod štatistická fyzika- jedna z najvšeobecnejších fyzikálnych teórií. Základy štatistickej fyziky systematizoval už na prahu 20. storočia americký vedec J. Gibbs .

Rovnako zásadný význam mal objav elektromagnetického poľa a jeho zákonitostí. Tvorcom doktríny elektromagnetického poľa bol M. Faraday . Ako prvý vyslovil myšlienku, že elektrické a magnetické efekty sa neprenášajú priamo z jedného náboja na druhý, ale šíria sa cez stredné médium. Faradayove názory na ihrisko boli matematicky vyvinuté Maxwellom v 60. rokoch 19. storočia, ktorý stihol dať kompletný systém rovnice elektromagnetického poľa. Teória poľa sa stala rovnako konzistentnou ako newtonovská mechanika.

Teória elektromagnetického poľa vedie k myšlienka konečnej rýchlosti šírenia elektromagnetických dejov, vyjadril Maxwell (predpokladaný ešte skôr Faraday). Táto myšlienka umožnila Maxwellovi predpovedať existenciu elektromagnetické vlny. Dospel k tomu aj Maxwell elektromagnetická povaha svetla. Elektromagnetická teória svetla spájala elektromagnetizmus a optiku.

Teória elektromagnetického poľa sa však stala všeobecne uznávanou až po nemeckom fyzikovi G. Hertz experimentálne objavili elektromagnetické vlny a dokázali, že sa riadia rovnakými zákonmi lomu, odrazu a interferencie ako svetelné vlny.

V 2. polovici 19. storočia výrazne vzrástla úloha fyziky v technike. Elektrina našla uplatnenie nielen ako komunikačný prostriedok (telegraf, telefón), ale aj ako spôsob prenosu a distribúcie energie a ako zdroj osvetlenia. Koncom 19. storočia sa na bezdrôtovú komunikáciu používali elektromagnetické vlny ( A. S. Popov, Marconi ), čo znamenalo začiatok rádiovej komunikácie. Technická termodynamika prispela k vývoju spaľovacích motorov. Vstal nízkoteplotná technológia. V 19. storočí boli všetky plyny skvapalnené, s výnimkou hélia, ktoré sa v kvapalnom stave získalo až v roku 1908 (holandský fyzik G. Kammerling-Onnes ).

Fyzika na konci 19. storočia sa súčasníkom zdala takmer úplná. Koncept bol stanovený mechanický determinizmus Laplace, založený na možnosti jednoznačne určiť správanie systému v ľubovoľnom časovom bode, ak sú známe počiatočné podmienky. Mnohým sa zdalo, že fyzikálne javy možno zredukovať na mechaniku molekúl a éteru, pretože vysvetliť fyzikálne javy znamenalo v tom čase zredukovať ich na mechanické modely, ľahko dostupné na základe každodennej skúsenosti. Mechanická teória tepla, elastického (resp. vírového) éteru ako model elektromagnetických javov - takto to vyzeralo do konca 19. stor. fyzický obraz sveta. Éter sa zdal podobný hmote v mnohých svojich vlastnostiach, ale na rozdiel od hmoty beztiažový alebo takmer beztiažový (niektoré výpočty viedli k hmotnosti éterovej gule, ktorá má rovnaký objem ako Zem, na 13. kg).

Mechanické modely sa však stretávali s väčšími rozpormi, čím podrobnejšie sa snažili vyvinúť a aplikovať. Modely éterických vírových trubíc vytvorené na vysvetlenie striedavých polí neboli vhodné na vysvetlenie konštantných elektrických polí. Naopak, rôzne modely konštantných polí nevysvetlili možnosť šírenia elektromagnetických vĺn. Napokon ani jeden model éteru nedokázal jasne vysvetliť súvislosť poľa s diskrétnymi nábojmi. Ako nevyhovujúce sa ukázali aj rôzne mechanické modely atómov a molekúl (napríklad vírový model atómu navrhnutý W. Thomsonom).

Nemožnosť redukcie všetkých fyzikálnych procesov na mechanické vyvolala túžbu medzi niektorými fyzikmi a chemikmi všeobecne odmietajú uznať realitu atómov a molekúl, odmietajú realitu elektromagnetického poľa. E. Mach vyhlásil za úlohu fyziky „čistý opis“ javov. Nemecký vedec V. Ostwald postavil proti kinetickej teórii a atomizmu v prospech tzv energia -- univerzálna, čisto fenomenologická termodynamika, ako jediná možná teória fyzikálnych javov.

Tretie (moderné) obdobie v dejinách fyziky , dabovaný neklasické alebo kvantová relativistická fyzika, začína v posledných rokoch 19. storočia. Toto obdobie charakterizuje smerovanie výskumného myslenia hlboko do hmoty, k jej mikroštruktúre. Začína sa nová éra v histórii fyziky s detekciou elektrónov a výskum jeho pôsobenia a vlastností (angl. vedec J. Thomson , holandský vedec G. Lorenz ).

Najdôležitejšiu úlohu zohrali štúdie elektrických výbojov v plynoch. Ukázalo sa, že elektrón je elementárna častica určitej hmotnosti, ktorá má najmenší elektrický náboj a je súčasťou akéhokoľvek atómu. chemický prvok. Toto znamenalo atóm nie je elementárny, ale je to zložitý systém. Bolo dokázané, že počet elektrónov v atóme a ich distribúcia medzi vrstvami a skupinami určuje elektrické, optické, magnetické a chemické vlastnosti atómu; Polarizovateľnosť atómu, jeho magnetický moment, optické a röntgenové spektrá a valencia závisia od štruktúry elektrónového obalu.

Dynamika elektrónov a ich interakcia s radiačným poľom je spojená s tvorbou najvšeobecnejších teórií modernej fyziky - teória relativity a kvantová mechanika.

Štúdium pohybov rýchlych elektrónov v elektrických a magnetických poliach viedlo k záveru, že klasická newtonovská mechanika na ne nie je použiteľná. Ukázalo sa, že taký základný atribút hmotnej častice, akým je hmotnosť, nie je konštantný, ale premenlivý v závislosti od stavu pohybu elektrónu. To bolo kolaps pojmov pohybu a vlastností častíc zakorenených vo fyzike.

Našlo sa východisko z rozporov A. Einstein ktorý vytvoril (v roku 1905) novú fyzikálnu teóriu priestoru a času, teória relativity. Neskôr ho vytvoril Einstein (v roku 1916) všeobecná teória relativity, ktorá transformovala starú doktrínu gravitácie

Rovnako dôležité a efektívne zovšeobecnenie fyzikálnych faktov a zákonov bolo kvantová mechanika, ktorý vznikol koncom prvej štvrtiny 20. storočia ako výsledok štúdií interakcie žiarenia s časticami hmoty a štúdia stavov vnútroatómových elektrónov. Východisková myšlienka kvantovej mechaniky je taká všetky mikročastice majú charakter duálnej časticovej vlny.

Tieto radikálne nové myšlienky o mikročasticiach sa ukázali ako mimoriadne plodné a silné. Kvantová teória dokázala vysvetliť vlastnosti atómov a procesy v nich prebiehajúce, vznik a vlastnosti molekúl, vlastnosti pevného telesa a vzory elektromagnetického žiarenia.

Dvadsiate storočie. oslavovaný vo fyzike silný rozvoj experimentálne metódy výskumu A meracej techniky. Detekcia a počítanie jednotlivých elektrónov, jadrových a kozmických častíc, určenie usporiadania atómov a hustoty elektrónov v kryštáloch a v jednotlivej molekule, merania časových intervalov rádovo 10 -10 sekúnd, pozorovanie pohybu rádioaktívnych atómov v r. hmota – to všetko charakterizuje skok v meracej technike za niekoľko posledných desaťročí.

Boli zamerané na výskumné a výrobné prostriedky bezprecedentné v sile a rozsahu štúdium jadrových procesov. Posledných 25 rokov jadrovej fyziky, úzko spätých s kozmickým žiarením a potom s vytvorením silných urýchľovačov, viedlo k technickej revolúcii a vytvorilo nové, výnimočne jemné výskumné metódy nielen vo fyzike, ale aj v chémii, biológii, geológii. a v širokej škále oblastí techniky a poľnohospodárstva.

V súlade s tým, s rastom fyzikálneho výskumu a s jeho rastúcim vplyvom na ostatné prírodné vedy a technológie, prudko zvýšil sa počet fyzikálnych časopisov a kníh. V Nemecku, Anglicku, USA a Rusku vychádzal koncom 19. storočia okrem akademických iba jeden časopis o fyzike. V súčasnosti vychádzajú viac ako dve desiatky časopisov v Rusku, USA, Anglicku a Nemecku (v každej krajine).

Ešte viac vzrástol počet výskumných inštitúcií a vedcov. Ak v 19. storočí vedecký výskum vykonávali najmä fyzikálne katedry univerzít, tak v 20. storočí sa vo všetkých krajinách objavili a začali narastať čo do počtu aj rozsahu. fyzikálne výskumné ústavy alebo v jeho jednotlivých smeroch. Niektoré ústavy, najmä v oblasti jadrovej fyziky, majú zariadenia, ktoré svojím rozsahom a nákladmi prevyšujú rozsah a náklady tovární.

Popis prezentácie po jednotlivých snímkach:

1 snímka

Popis snímky:

Veľkí fyzici a ich objavy. Pripravila študentka 7. „A“ triedy MBOU strednej školy č. 1 Syromyatnikova Julia

2 snímka

Popis snímky:

Isaac Newton (fyzik) Narodený: 4. januára 1643 Zomrel: 31. marca 1727 (84 rokov) anglický fyzik, matematik, mechanik a astronóm, jeden z tvorcov klasickej fyziky. Autor základného diela „Matematické princípy prírodnej filozofie“, v ktorom načrtol zákon univerzálnej gravitácie a tri zákony mechaniky, ktoré sa stali základom klasickej mechaniky. Vyvinul diferenciálny a integrálny počet, teóriu farieb, položil základy modernej fyzikálnej optiky a vytvoril mnoho ďalších matematických a fyzikálnych teórií.

3 snímka

Popis snímky:

Objavy I. Newtona Isaac Newton ako prvý vedecky vysvetlil povahu farebných pruhov vznikajúcich rozkladom slnečného svetla optickým hranolom. Veril, že biele slnečné svetlo je súhrnom svetelných lúčov s rôznymi refrakčnými schopnosťami. Každý takýto svetelný lúč spôsobuje farebný dojem, ktorý je preň jedinečný. Pri prechode bieleho svetla cez sklenené hranoly sa rozkladá na jednoduché farebné lúče. Pri prechode cez zbernú šošovku sa farebné lúče rozložené hranolom zhromažďujú a vytvárajú opäť biele svetlo. Nakoniec, keď prešli farebné lúče cez druhý hranol, Newton zistil, že sa ďalej nerozkladajú. Newton ako prvý usporiadal farby spektra do tvaru kruhu. V spektre rozlíšil sedem oblastí, podobne ako sedem krokov oktávy. Terminológia, ktorú Newton používal na označenie javov farieb, bola veľmi presná. Hovoril napríklad nie o červených alebo zelených lúčoch, ale o svetelných lúčoch, ktoré spôsobujú vnem červenej alebo zelenej. Treba si uvedomiť, že po Newtonových objavoch sa optika začala veľmi rýchlo rozvíjať. Dokázal zovšeobecniť také objavy svojich predchodcov ako difrakciu, dvojitý lom lúča a určenie rýchlosti svetla. Ale väčšina slávny objav Newtonov zákon univerzálnej gravitácie. Dokázal tiež dokázať, že gravitačné sily nepôsobia len na pozemské, ale aj na nebeské telesá. Tieto zákony boli popísané v roku 1687 po vydaní Newtonovej knihy o použití matematických metód vo fyzike.

4 snímka

Popis snímky:

Galileo Galilei (astronóm) Narodený: 15. februára 1564, Taliansko, Pisa. Zomrel: 8. januára 1642 (77 rokov), Arcetri. Taliansky fyzik, mechanik, astronóm, filozof a matematik, ktorý mal významný vplyv na vedu svojej doby. Ako prvý použil ďalekohľad na pozorovanie nebeských telies a urobil množstvo vynikajúcich astronomických objavov. Galileo je zakladateľom experimentálnej fyziky. Svojimi pokusmi presvedčivo vyvrátil Aristotelovu špekulatívnu metafyziku a položil základy klasickej mechaniky. Počas svojho života bol známy ako aktívny zástanca heliocentrického systému sveta, čo Galilea priviedlo do vážneho konfliktu s katolíckou cirkvou.

5 snímka

Popis snímky:

Objavy G. Galilea Prvý, kto použil koncept zotrvačnosti Vyvinul súradnicové transformácie, ktoré boli pomenované po ňom Dokázal, že na rozdiel od vtedy všeobecne uznávaného názoru, že prirodzený stav telesa iný ako pokoj je stavom rovnomerný priamočiary pohyb Prvý koho napadlo použiť ďalekohľad na pozorovanie nebeských telies (nevynašiel ho) Vytvoril menej vhodný model slnečnej sústavy

6 snímka

Popis snímky:

Albert Einstein (fyzik) Narodený: 14. marca 1879 Zomrel: 18. apríla 1955 (76 rokov) Teoretický fyzik, jeden zo zakladateľov modernej teoretickej fyziky, nositeľ Nobelovej ceny za fyziku z roku 1921, verejný činiteľ a humanista. Žil v Nemecku, Švajčiarsku a USA. Čestný doktor asi 20 popredných svetových univerzít, člen mnohých akadémií vied, vrátane zahraničného čestného člena akadémie vied ZSSR.

7 snímka

Popis snímky:

Objavy A. Einsteina Záľuby vo fyzike a matematike, neustály výskum vedú k publikovaniu množstva článkov o statickej mechanike a molekulovej fyzike. Najznámejšou Einsteinovou teóriou je teória relativity. Táto teória bola vyvinutá na základe Lobačevského geometrickej teórie relativity. Medzi ďalšie najväčšie objavy vedca patrí práca na fotoelektrickom efekte a Brownovom pohybe. Pomocou kvantovej štatistiky objavil Einstein spolu s fyzikom Bosem piate skupenstvo hmoty, ktoré na ich počesť nazval Bose-Einsteinov kondenzát.

8 snímka

Popis snímky:

Lomonosov Michail Vasilievič (ruský vedec) Narodený: 19. november 1711, obec Mišanskaja (dnes obec Lomonosovo) Zomrel: 15. apríl 1765 (53 rokov) Prvý ruský prírodovedec svetového významu, encyklopedista, chemik a fyzik; vstúpil do vedy ako prvý chemik, ktorý dal fyzikálna chémia definícia veľmi blízka modernej definícii a načrtnutá rozsiahlym programom fyzikálneho a chemického výskumu; jeho molekulárno-kinetická teória tepla do značnej miery anticipovala moderné chápanie štruktúry hmoty a mnohých základných zákonov, vrátane jedného z princípov termodynamiky; položil základy vedy o skle. Astronóm, prístrojár, geograf, hutník, geológ, básnik, filológ, umelec, historik a genealóg, bojovník za rozvoj domáceho školstva, vedy a ekonómie. Vypracoval projekt pre Moskovskú univerzitu, ktorá bola neskôr pomenovaná na jeho počesť.

Snímka 9

Popis snímky:

Objavy M. Lomonosova Lomonosova lákala najmä chémia a fyzika. Ruský vedec je na prvom mieste na svete v histórii zákona o zachovaní energie a hmoty. Bol to Lomonosov, ktorý v roku 1748 vo svojom novom laboratóriu objavil jeden zo základných prírodných zákonov – zákon zachovania hmoty. Tento zákon bol zverejnený až o 12 rokov neskôr. Lomonosov ako prvý sformuloval základy kinetickej teórie plynov, hoci dnes mnohí spájajú tento objav s menom Bernoulli. Michail Vasilievič tvrdil, že každé telo pozostáva z drobných častíc – atómov a molekúl, ktoré sa pri ochladzovaní pohybujú pomalšie a pri zahrievaní rýchlejšie. Lomonosov objavil tajomstvo búrok, povahu polárnych svetiel a dokonca dokázal odhadnúť aj ich výšku. Bol autorom dohadov o vertikálnych atmosférických prúdoch a pôvodnej teórie farieb.

10 snímka

Popis snímky:

Nikolaj Ivanovič Vavilov (vedec) Narodený: 25. novembra 1887, Moskva Zomrel: 26. januára 1943 (55 rokov) ruský a sovietsky genetik, botanik, šľachtiteľ, geograf, akademik Akadémie vied ZSSR, Ukrajinskej akadémie vied a Všeruská akadémia poľnohospodárskych vied. Prezident, podpredseda VASKhNIL, predseda All-Unie Geografická spoločnosť, zakladateľ a stály riaditeľ Celozväzového ústavu pestovania rastlín až do zatknutia, riaditeľ Ústavu genetiky Akadémie vied ZSSR, člen Expedičnej komisie Akadémie vied ZSSR, člen predstavenstva ľudovej Poľnohospodársky komisariát ZSSR, člen prezídia All-Union Association of Oriental Studies. V rokoch 1926-1935 člen Ústredného výkonného výboru ZSSR, v rokoch 1927-1929 - člen Všeruského ústredného výkonného výboru, člen Imperiálnej ortodoxnej palestínskej spoločnosti.

11 snímka

Popis snímky:

Objavy N. Vavilova Tvorca doktrín o svetových centrách pôvodu kultúrnych rastlín a o imunite rastlín, zákon homologických radov v dedičnej premenlivosti organizmov, sieť vedeckých inštitúcií v biológii a príbuzných vedách

12 snímka

Popis snímky:

Maria Sklodowska-Curie (fyzička - chemička) Narodená: 7. novembra 1867, Varšava Zomrela: 4. júla 1934 (66 rokov) Francúzska experimentálna vedkyňa poľského pôvodu, učiteľka, verejná osobnosť. Získal Nobelovu cenu: za fyziku a chémiu, prvý dvojnásobný laureát Nobelovej ceny v histórii. Založil Curie Institute v Paríži a vo Varšave. Manželka Pierra Curieho s ním spolupracovala na výskume rádioaktivity. Spolu s manželom objavila prvky rádium a polónium.

Snímka 13

Popis snímky:

Objavy M. Sklodowskej-Curie Maria Sklodowska-Curie izolovali čisté kovové rádium, čo dokazuje, že ide o samostatný chemický prvok. Za tento objav dostala Nobelovu cenu za chémiu a stala sa jedinou ženou na svete s dvomi Nobelovými cenami.

Snímka 14

Popis snímky:

Blaise Pascal (fyzik - matematik) Narodený: 19. júna 1623, Clermont-Ferrand Zomrel: 19. augusta 1662 (39 rokov) Francúzsky matematik, mechanik, fyzik, spisovateľ a filozof. klasické francúzska literatúra, jeden zo zakladateľov matematickej analýzy, teórie pravdepodobnosti a projektívnej geometrie, tvorca prvých príkladov výpočtovej techniky, autor základného zákona hydrostatiky.

15 snímka

Popis snímky:

Objavy B. Pascala Dvanásť rokov jeho krátky život Pascal pripisuje zásluhy vytvoreniu počítacieho stroja (1640-1652). Vložil do toho všetky svoje vedomosti z matematiky, mechaniky, fyziky a svoj vynálezcovský talent. Podľa Pascalovej sestry Gilberte „táto práca veľmi unavila jeho brata, ale nie pre vypätie duševnej činnosti a nie pre mechanizmy, ktorých vynájdenie mu nerobilo veľa námahy, ale preto, že mu robotníci dobre nerozumeli. ." Pascal sa často musel chopiť spisu a zatĺcť sa alebo si lámať hlavu nad tým, ako zmeniť zložitú štruktúru v súlade s majstrovskými kvalifikáciami.

Úvod

Všeobecná charakteristika vedeckých objavov 20. storočia

Najslávnejšie vedecké objavy dvadsiateho storočia vo fyzike

Význam fyziky v modernom svete

Záver

Zoznam použitej literatúry

Osobnosti

Úvod

Aktuálnosť výskumnej témy je daná tým, že na začiatku 20. storočia ľudia ešte neboli pripravení prijať niektoré vynálezy, ktoré už mohli vstúpiť do sveta vedy, ale, žiaľ, bolo im súdené vstúpiť do sveta len niekoľko desaťročia neskôr. V dvadsiatom storočí bolo urobených veľa vedeckých objavov, dokonca možno viac ako vo všetkých predchádzajúcich dobách. Vedomosti ľudstva každým rokom neustále rastú a ak bude vývojový trend pokračovať, ani si to nemožno predstaviť, no stále nás to čaká.

V dvadsiatom storočí došlo k veľkým objavom najmä v dvoch oblastiach: biológii a fyzike.

Účelom skúmanej práce je študovať hlavné vedecké objavy vo fyzike v dvadsiatom storočí.

Aby sme si tento cieľ podrobne preštudovali, identifikujeme nasledujúce úlohy na pokrytie témy:

-podať všeobecný opis vedeckých objavov 20. storočia;

zvážiť najvýznamnejšie vedecké objavy dvadsiateho storočia vo fyzike;

identifikovať význam fyziky v modernom svete;

vyvodiť závery.

Štruktúra práce. Práca pozostáva z úvodu, troch kapitol, záveru, zoznamu literatúry, zoznamu pojmov a osobností.

1. Všeobecná charakteristika vedeckých objavov 20. storočia

Jedným z najvýznamnejších objavov v tejto oblasti bol objav slávneho fyzika Maxa Plancka. Objavil nerovnomerné vyžarovanie energie. Na základe tohto objavu začal Einstein v roku 1905 rozvíjať najdôležitejšiu teóriu fotoelektrického javu. Ďalej bol navrhnutý model štruktúry atómu, podľa ktorého sa predpokladalo, že atóm je postavený ako slnečná sústava, kde malé objekty (atómy) obiehajú okolo veľkého a ťažkého objektu (jadra). Tým sa ale revolučné objavy neskončili, Albert Einstein v roku 1916 objavil teóriu relativity, ktorá prakticky otvorila oči všetkým vedcom tej doby. Vďaka tomu sa prakticky dokázalo, že gravitácia nie je vplyv polí a telies, ale zakrivenie dočasného priestoru. Vysvetľuje existenciu čiernych dier, ako aj ich pôvod. 1932 James Chadwick dokázal existenciu neutrónov. A hoci tento objav viedol k výbuchu bômb v japonskom Nagasaki a Hirošime, pomohol aj rozvoju mierového atómu, ktorý sa dnes aktívne používa v jadrových elektrárňach. Napríklad v Nemecku sa vyrába viac ako 70 % elektriny jadrové elektrárne, vo svete je toto číslo približne 20 %. 1947, 16. decembra vedci Brattain, Bardeen, Shockley objavili materiál – polovodič, ako aj jeho vlastnosti, ktoré sa dnes využívajú vo všetkých elektronických zariadeniach. Tak bol objavený tranzistor, jeho vynález pomohol vyvinúť mikroobvody, ktoré v skutočnosti umožňujú programovať elektronické systémy.

Zároveň DNA - a hoci ju objavil už v roku 1869 biológ Miescher, ani si nepredstavoval, že obsahuje všetky údaje o stvorení. Okrem toho sa DNA nachádza vo všetkých živých bytostiach (od rastlín po akékoľvek zviera). A Rosalyn Franklin objavila štruktúru molekuly DNA, ktorá vyzerala ako točité schodisko. Boli tiež objavené gény, ktoré určili budúci druh a vlastnosti každého človeka a tvora ako celku.

Napriek zlepšovaniu našich životov sa každý rok stáva nebezpečnejším, pretože ľudstvo prestalo myslieť na bezpečnosť a dúfa len v hmotné statky Stávajú sa rôzne katastrofy, dokonca aj jadrové: Černobyľ, Fukušima. Tieto udalosti prinútili Japonsko rozhodnúť sa opustiť jadrovú energiu do 7-8 rokov.

2. Najslávnejšie vedecké objavy dvadsiateho storočia vo fyzike

Teória relativity. V roku 1905 došlo vo svete vedy k revolúcii, došlo k veľkému objavu. Mladý neznámy vedec pracujúci v patentovom úrade vo švajčiarskom meste Bern sformuloval revolučnú teóriu. Volal sa Albert Einstein.

Einstein raz povedal, že všetky teórie treba deťom vysvetliť. Ak nepochopia vysvetlenie, potom teória nemá zmysel. Ako dieťa Einstein raz čítal detskú knihu o elektrine, keď ešte len vznikala, a obyčajný telegraf sa zdal ako zázrak. Túto knihu napísal istý Bernstein, v ktorej vyzval čitateľa, aby si predstavil seba, ako jazdí vo vnútri drôtu spolu so signálom. Dá sa povedať, že práve vtedy sa v Einsteinovej hlave zrodila jeho revolučná teória.

Ako mladý, inšpirovaný svojimi dojmami z tejto knihy, si Einstein predstavoval, ako sa pohybuje s lúčom svetla. O tejto myšlienke uvažoval 10 rokov, vrátane pojmov svetla, času a priestoru vo svojich myšlienkach.

Uvedomil si, že Newtonova teória, že čas a priestor sú konštantné, bola nesprávna, keď bola aplikovaná na rýchlosť svetla. Tým sa začala formulácia toho, čo nazval teóriou relativity.

Vo svete, ktorý opísal Newton, boli čas a priestor od seba oddelené: keď bolo 10 hodín ráno na Zemi, vtedy bol rovnaký čas na Venuši, na Jupiteri a v celom vesmíre. Čas bol niečo, čo sa nikdy neodchýlilo ani nezastavilo. Einstein však vnímal čas inak.

Čas je rieka, ktorá sa kľukatí okolo hviezd, spomaľuje a zrýchľuje. A ak sa priestor a čas môžu zmeniť, potom sa zmenia naše predstavy o atómoch, telách a vesmíre vo všeobecnosti!

Einstein demonštroval svoju teóriu pomocou takzvaných myšlienkových experimentov. Najznámejší z nich je „paradox dvojčiat“. Máme teda dve dvojičky, z ktorých jedno letí do vesmíru na rakete. Keďže letí takmer rýchlosťou svetla, čas sa v nej spomaľuje. Po návrate tohto dvojča na Zem sa ukáže, že je mladší ako ten, ktorý zostal na planéte. Takže čas je rôzne časti Vesmír ide inak. Závisí to od rýchlosti: čím rýchlejšie sa pohybujete, tým pomalšie vám plynie čas.

Tento experiment sa do určitej miery uskutočňuje s astronautmi na obežnej dráhe. Ak je človek vo vesmíre, čas mu plynie pomalšie. Čas na vesmírnej stanici plynie pomalšie. Tento jav ovplyvňuje aj satelity. Vezmite si napríklad satelity GPS: ukazujú vašu polohu na planéte s presnosťou niekoľkých metrov. Satelity sa pohybujú okolo Zeme rýchlosťou 29 000 km/h, platia pre ne teda postuláty teórie relativity. Toto je potrebné vziať do úvahy, pretože ak hodiny bežia pomalšie v priestore, potom synchronizácia s pozemský čas sa pokazí a systém GPS nebude fungovať.

Niekoľko mesiacov po zverejnení svojej teórie relativity Einstein urobil svoj ďalší veľký objav: najslávnejšiu rovnicu všetkých čias. =mc2 Toto je pravdepodobne najznámejší vzorec na svete. V teórii relativity Einstein dokázal, že keď sa dosiahne rýchlosť svetla, podmienky pre teleso sa zmenia nepredstaviteľným spôsobom: čas sa spomalí, priestor sa zmenší a hmotnosť sa zvýši. Čím vyššia je rýchlosť, tým väčšia je telesná hmotnosť. Len si pomyslite, energia pohybu vás robí ťažšími. Hmotnosť závisí od rýchlosti a energie. Einstein si predstavoval baterku vyžarujúcu lúč svetla. Je presne známe, koľko energie vychádza z baterky. Zároveň ukázal, že baterka sa odľahčila, t.j. stal sa ľahším, keď začal vyžarovať svetlo. To znamená E - energia baterky závisí od m - hmotnosti v pomere rovnajúcom sa c2. Je to jednoduché.

Tento vzorec tiež ukázal, že malý predmet môže obsahovať obrovskú energiu. Predstavte si, že vám hodia bejzbalovú loptičku a vy ju chytíte. Čím ťažšie bude hodený, tým viac energie bude mať.

Teraz o stave pokoja. Keď Einstein odvodil svoje vzorce, zistil, že aj v pokoji má telo energiu. Vypočítaním tejto hodnoty pomocou vzorca uvidíte, že energia je skutočne obrovská.

Einsteinov objav bol obrovským vedeckým skokom. Toto bol prvý pohľad na silu atómu. Skôr ako vedci stihli tento objav úplne pochopiť, stala sa ďalšia vec, ktorá opäť všetkých šokovala.

Kvantová teória. Kvantový skok je najmenší možný skok v prírode, no jeho objav bol najväčším prelomom vo vedeckom myslení.

Subatomárne častice, ako sú elektróny, sa môžu pohybovať z jedného bodu do druhého bez toho, aby zaberali priestor medzi nimi. V našom makrokozme je to nemožné, ale na atómovej úrovni je to zákon.

V subatomárnom svete existujú atómy a ich zložky podľa úplne iných zákonov ako veľké hmotné telesá. Nemecký vedec Max Planck opísal tieto zákony vo svojej kvantovej teórii.

Kvantová teória sa objavila na samom začiatku dvadsiateho storočia, keď nastala kríza klasickej fyziky. Objavili sa mnohé javy, ktoré odporovali Newtonovým zákonom. Madame Curie napríklad objavila rádium, ktoré samo žiari v tme, energia prišla odnikiaľ, čo odporovalo zákonu zachovania energie. V roku 1900 ľudia verili, že energia je nepretržitá a že elektrina a magnetizmus sa dajú neobmedzene rozdeliť na absolútne ľubovoľné časti. A veľký fyzik Max Planck smelo vyhlásil, že energia existuje v určitých objemoch – kvantách.

Ak si predstavíme, že svetlo existuje len v týchto objemoch, potom sa mnohé javy aj na atómovej úrovni vyjasnia. Energia sa uvoľňuje postupne a v určitom množstve, nazýva sa to kvantový efekt a znamená, že energia je podobná vlne.

Potom si mysleli, že Vesmír vznikol úplne iným spôsobom. Atóm si predstavovali ako niečo, čo pripomína bowlingovú guľu. Ako môže mať loptička vlnové vlastnosti?

V roku 1925 rakúsky fyzik Erwin Schrödinger konečne prišiel s vlnovou rovnicou, ktorá popisovala pohyb elektrónov. Zrazu bolo možné nahliadnuť do vnútra atómu. Ukazuje sa, že atómy sú vlny aj častice, no zároveň sú nestále.

Onedlho Max Born, Einsteinov kolega, urobil revolučný krok: položil otázku – ak je hmota vlnou, čo sa v nej potom zmení? Born naznačil, že pravdepodobnosť určenia polohy tela v danom bode sa mení.

Je možné vypočítať možnosť, že sa človek rozdelí na atómy a potom sa zhmotní na druhej strane steny? Znie to absurdne. Ako sa môžete ráno zobudiť a ocitnúť sa na Marse? Ako môžete ísť spať a zobudiť sa na Jupiteri? To je nemožné, ale pravdepodobnosť tohto je celkom možné vypočítať. Táto pravdepodobnosť je veľmi nízka. Aby sa to stalo, človek by musel prežiť vesmír, ale pre elektróny sa to deje neustále.

Všetky moderné „zázraky“ ako laserové lúče a mikročipy fungujú na základe toho, že elektrón môže byť na dvoch miestach naraz. Ako je to možné? Neviete, kde presne sa predmet nachádza. To sa stalo takou ťažkou prekážkou, že dokonca aj Einstein prestal študovať kvantovú teóriu a povedal, že neverí, že Boh hrá vo vesmíre kocky.

Napriek všetkej zvláštnosti a neistote zostáva kvantová teória naším najlepším pochopením subatomárneho sveta doteraz.

Neutrón. Atóm je taký malý, že je ťažké si ho predstaviť. Jedno zrnko piesku obsahuje 72 kvintiliónov atómov. Objav atómu viedol k ďalšiemu objavu.

Ľudia vedeli o existencii atómu už pred 100 rokmi. Mysleli si, že elektróny a protóny sú v nej rovnomerne rozložené. Toto sa nazývalo model „hrozienkového pudingu“, pretože sa predpokladalo, že elektróny sú rozmiestnené v atóme ako hrozienka vo vnútri pudingu.

Na začiatku dvadsiateho storočia Ernest Rutherford uskutočnil experiment na ďalšie skúmanie štruktúry atómu. Nasmeroval rádioaktívne častice alfa na zlatú fóliu. Chcel vedieť, čo sa stane, keď alfa častice zasiahnu zlato. Vedec neočakával nič zvláštne, pretože si myslel, že väčšina častíc alfa prejde zlatom bez toho, aby sa odrazila alebo zmenila smer.

Výsledok bol však nečakaný. Podľa neho to bolo to isté, ako keby ste na kus hmoty vystrelili 380-milimetrový náboj, ktorý by sa od neho odrazil. Niektoré častice alfa sa okamžite odrazili od zlatej fólie. To by sa mohlo stať iba vtedy, ak by bolo vo vnútri atómu malé množstvo hustej hmoty, ktorá by nebola rozložená ako hrozienka v pudingu. Rutherford nazval toto malé množstvo hmoty jadrom.

Vďaka Rutherfordovmu objavu vedci zistili, že atóm pozostáva z jadra, protónov a elektrónov. Tento obrázok dokončil James Chadwick, študent Rutherforda. Objavil neutrón.

Chadwick uskutočnil experiment, ktorý ukázal, že jadro pozostáva z protónov a neutrónov. Použil na to veľmi šikovnú metódu rozpoznávania. Na zachytenie častíc, ktoré vyšli z rádioaktívneho procesu, použil Chadwick tuhý parafín.

Objav neutrónu bol najväčším vedeckým úspechom. V roku 1939 skupina vedcov pod vedením Enrica Fermiho použila neutrón na rozdelenie atómu, čím otvorila dvere veku jadrovej technológie.

Supravodiče. Fermilab má jeden z najväčších urýchľovačov častíc na svete. Ide o 7 km dlhý podzemný prstenec, v ktorom sa subatomárne častice urýchľujú takmer na rýchlosť svetla a potom sa zrazia. To bolo možné až potom, čo sa objavili supravodiče.

Supravodiče boli objavené okolo roku 1909. Holandský fyzik Heike Kamerlingh Onnes ako prvý prišiel na to, ako premeniť hélium z plynu na kvapalinu. Potom mohol použiť hélium ako mraziacu kvapalinu, ale chcel študovať vlastnosti materiálov pri veľmi vysokých teplotách. nízke teploty. V tom čase sa ľudia zaujímali o to, ako elektrický odpor kov závisí od teploty - stúpa alebo klesá.

Na pokusy používal ortuť, ktorú vedel dobre čistiť. Umiestnil ho do špeciálneho prístroja, nakvapkal ho do tekutého hélia v mrazničke, znížil teplotu a zmeral odpor. Zistil, že čím nižšia teplota, tým nižší odpor a keď teplota dosiahla mínus 268 °C, odpor klesol na nulu. Pri tejto teplote by ortuť viedla elektrický prúd bez straty alebo prerušenia toku. Toto sa nazýva supravodivosť.

Supravodiče umožňujú elektrický prúd pohybovať sa bez straty energie. Vo Fermilabe sa používajú na vytvorenie silného magnetického poľa. Magnety sú potrebné na to, aby sa protóny a antiprotóny mohli pohybovať vo fazotróne a obrovskom prstenci. Ich rýchlosť je takmer rovnaká ako rýchlosť svetla.

Urýchľovač častíc vo Fermilabe vyžaduje neuveriteľne silný výkon. Chladenie supravodičov na mínus 270 °C, keď sa odpor stáva nulovým, stojí každý mesiac elektrinu milión dolárov.

Teraz je hlavnou úlohou nájsť supravodiče, ktoré by fungovali pri vyšších teplotách. vysoké teploty a vyžadovalo by si to nižšie náklady.

Začiatkom 80. rokov objavila skupina výskumníkov zo švajčiarskej pobočky IBM nový typ supravodiče, ktoré mali nulový odpor pri teplotách o 100 °C vyšších ako normálne. Samozrejme, 100 stupňov nad absolútnou nulou nie je rovnaká teplota ako vo vašej mrazničke. Musíme nájsť materiál, ktorý by bol pri bežnej izbovej teplote supravodičom. To by bol najväčší prielom, ktorý by sa stal revolúciou vo svete vedy. Všetko, čo teraz beží na elektrický prúd, by sa stalo oveľa efektívnejším.

Quark. Tento objav je hľadaním najmenších častíc hmoty vo vesmíre.

Najprv bol objavený elektrón, potom protón a potom neutrón. Teraz má veda nový model atómu, ktorý tvorí akékoľvek telo.

S vývojom urýchľovačov, ktoré by dokázali rozdrviť subatomárne častice rýchlosťou svetla, si človek uvedomil existenciu desiatok ďalších častíc, na ktoré sa atómy lámali. Fyzici to všetko začali nazývať „zoo častíc“.

Americký fyzik Murray Gell-Man si všimol vzor v množstve novoobjavených „zoo“ častíc. Častice rozdelil do skupín podľa spoločných charakteristík. Po ceste izoloval najmenšie zložky atómového jadra, ktoré tvoria samotné protóny a neutróny.

Predpokladal, že neutrón alebo protón nie sú elementárne častice, ako si mnohí mysleli, ale pozostávajú z ešte menších častíc – kvarkov – s nezvyčajnými vlastnosťami.

Gell-Mannov objav kvarkov bol pre subatomárne častice tým, čím bola periodická tabuľka pre chemické prvky. Za svoj objav v roku 1969 bol ocenený Murray Gell-Man nobelová cena v oblasti fyziky. Jeho klasifikácia najmenších hmotných častíc dala do poriadku celú ich „zoo“.

Hoci Gell-Manom ​​​​bol presvedčený o existencii kvarkov, nemyslel si, že by ich niekto skutočne dokázal odhaliť. Prvým potvrdením správnosti jeho teórií boli úspešné experimenty jeho kolegov uskutočnené na Stanfordskom lineárnom urýchľovači. V ňom sa oddelili elektróny od protónov a urobila sa makro fotografia protónu. Ukázalo sa, že v ňom boli tri kvarky.

Po objavoch Isaaca Newtona a Michaela Faradaya vedci verili, že príroda má dve hlavné sily: gravitáciu a elektromagnetizmus. Ale v dvadsiatom storočí boli objavené ďalšie dve sily spojené jedným konceptom - atómová energia. Tak sa z prírodných síl stali štyri.

Každá sila pôsobí v rámci špecifického spektra. Gravitácia nám bráni letieť do vesmíru rýchlosťou 1500 km/h. Potom tu máme elektromagnetické sily – svetlo, rádio, televízia atď. Okrem toho existujú dve ďalšie sily, ktorých pole pôsobenia je veľmi obmedzené: existuje jadrová príťažlivosť, ktorá neumožňuje rozpad jadra, a jadrová energia, ktorá vyžaruje rádioaktivitu a infikuje všetko, a tiež tým, že cesta, ohrieva stred Zeme, práve vďaka nej sa stred našej Planéta už niekoľko miliárd rokov neochladila - to je efekt pasívneho žiarenia, ktoré sa mení na teplo.

Ako zistiť pasívne žiarenie? To je možné vďaka Geigerovým počítadlám. Častice, ktoré sa uvoľňujú pri rozdelení atómu, sa pohybujú na ďalšie atómy, čím vytvárajú malý elektrický výboj, ktorý je možné merať. Keď je detekovaný, Geigerovo počítadlo cvakne.

Ako merať jadrovú príťažlivosť? Tu je situácia zložitejšia, pretože práve táto sila bráni rozpadu atómu. Tu potrebujeme rozdeľovač atómov. Doslova potrebujete rozbiť atóm na úlomky, niekto prirovnal tento proces k hodeniu klavíra zo schodov, aby pochopil princípy jeho fungovania počúvaním zvukov, ktoré klavír vydáva pri dopade na schody.

Takže máme štyri sily základnej interakcie: gravitáciu, elektromagnetizmus, jadrovú príťažlivosť, slabá interakcia) a jadrovej energie (silná sila, silná interakcia). Posledné dve sa nazývajú kvantové sily a ich opis možno spojiť do niečoho tzv štandardný model. Toto môže byť najškaredšia teória v dejinách vedy, ale je skutočne možná na subatomárnej úrovni. Teória štandardného modelu tvrdí, že je najvyššia, ale to jej nebráni v tom, aby bola škaredá. Na druhej strane máme gravitáciu – veľkolepý, úžasný systém, je nádherný až k slzám – fyzici doslova plačú, keď vidia Einsteinove vzorce. Usilujú sa spojiť všetky sily prírody do jednej teórie a nazývajú ju „teóriou všetkého“. Spojila by všetky štyri sily do jednej superveľmoci, ktorá existuje od počiatku vekov.

Nie je známe, či sa nám niekedy podarí objaviť superveľmoc, ktorá by zahŕňala všetky štyri základné sily prírody a či budeme schopní vytvoriť fyzikálnu teóriu všetkého. Jedno je však isté: každý objav vedie k novému výskumu a ľudia – najkurióznejší druh na planéte – sa nikdy neprestanú usilovať o pochopenie, hľadanie a objavovanie.

Vlnové vlastnosti elektrónov. Keď v roku 1911 Bohr a Rutherford navrhli model atómu, ktorý bol veľmi podobný slnečnej sústave, zdalo sa, že sme sa naučili všetky tajomstvá hmoty. Na jeho základe, berúc do úvahy dodatky Einsteina a Plancka o povahe svetla, vedci dokázali vypočítať spektrum atómu vodíka. Ťažkosti však nastali už s atómom hélia. Teoretické výpočty sa výrazne líšili od experimentálnych údajov.

Nemecký fyzik Heisenberg zistil, že nie je možné súčasne určiť polohu a rýchlosť elektrónov. Čím presnejšie určíme rýchlosť elektrónu, tým neistejšia bude jeho poloha. Tento vzťah sa nazýval Heisenbergov princíp neurčitosti. Tým sa však zvláštnosť elektrónov neskončila. V dvadsiatych rokoch už fyzici vedeli, že svetlo má vlastnosti vĺn aj častíc. Preto francúzsky vedec de Broglie v roku 1923 navrhol, že iné elementárne častice, najmä elektróny, môžu mať podobné vlastnosti. Podarilo sa mu uskutočniť sériu experimentov, ktoré potvrdili vlnové vlastnosti elektrónu.

Atómové delenie. Tridsiate roky minulého storočia možno nazvať rádioaktívne. Všetko sa to začalo v roku 1920, keď Ernest Rutherford vyslovil hypotézu, že kladne nabité protóny držia v jadre atómu určité častice s neutrálnym nábojom. Rutherford navrhol nazývať tieto častice neutróny.

Na tento predpoklad fyzici na dlhé roky zabudli. Pripomenulo sa to až v roku 1930, keď si nemeckí fyzici Bothe a Becker všimli, že keď sa bór alebo berýlium ožarujú časticami alfa, objavuje sa nezvyčajné žiarenie.

Január 1932 Frederic a Irène Joliot-Curie nasmerovali Bothe-Beckerovu radiáciu na ťažké atómy. Ako sa ukázalo, pod vplyvom tohto žiarenia sa atómy stali rádioaktívnymi. Tak bola objavená umelá rádioaktivita. James Chadwick zopakoval experimenty manželov Joliot-Curie a zistil, že za to môžu určité neutrálne nabité častice s hmotnosťou blízkou protónu. Elektrická neutralita umožňuje týmto časticiam voľne prenikať do jadra atómu a destabilizovať ho. Tento objav umožnil vytvoriť mierové jadrové elektrárne a najviac ničivá zbraň- atómová bomba.

Polovodiče a tranzistory. 16. decembra 1947 dokázali inžinieri z americkej spoločnosti AT&T Bell Laboratories William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain ovládať veľký prúd pomocou malého prúdu. V tento deň bol vynájdený tranzistor - malé zariadenie pozostávajúce z dvoch p-n prechodov smerujúcich k sebe.

To umožnilo vytvoriť zariadenie, ktoré by mohlo riadiť prúd. Tranzistor nahradil vákuové elektrónky, čo umožnilo výrazne znížiť hmotnosť zariadenia aj elektrinu spotrebovanú zariadeniami. Vydláždil cestu logickým čipom, čo viedlo v roku 1971 k vytvoreniu prvého mikroprocesora. Ďalší rozvoj mikroelektroniky umožnil vytvárať moderné procesory pre počítače.

Prieskum vesmíru. 4. októbra 1957 Sovietsky zväz spustil ako prvý na svete umelý satelit Zem. A aj keď bol veľmi malý a na palube nemal prakticky žiadne vedecké vybavenie, ľudstvo vstúpilo do tohto momentu vesmírny vek. Odkedy 12. apríla 1961 letel do vesmíru človek, neuplynuli ani štyri roky. A opäť sa Sovietskemu zväzu podarilo dostať pred USA a vyslať prvého kozmonauta Jurija Gagarina na obežnú dráhu okolo našej planéty skôr ako ktokoľvek iný. Táto udalosť podnietila vedecký a technologický pokrok. Dve veľmoci začali preteky v objavovaní vesmíru. Ďalším cieľom bolo pristáť človeka na Mesiaci. Na realizáciu tohto projektu bolo potrebných veľa vynálezov. Americkí dizajnéri tu už svoje víťazstvo oslávili.

Priestor bol spočiatku len drahý projekt, ktorého návratnosť bola extrémne malá. Postupné skúmanie vesmíru však umožnilo ľudstvu vytvárať systémy, bez ktorých si už náš život nie je mysliteľný. Osobitný pokrok sa dosiahol v oblastiach predpovede počasia, geologického prieskumu, komunikácie a určovania polohy na povrchu planéty. To umožnilo, aby štarty vesmírnych satelitov boli komerčne ziskové.

Uhlíkové nanorúrky. V roku 1985 výskumníci Robert Curl, Heath O Brian, Harold Croteau a Richard Smalley študovali hmotnostné spektrá grafitových pár produkovaných laserovou expozíciou. Tak boli objavené nové variácie uhlíka, nazývané „fullerén“ (na počesť inžiniera Buckminstera Fullera) a „rugben“ (pretože jeho molekula pripomína rugbyovú loptu).

Títo jedinečné formácie majú množstvo užitočných fyzikálnych vlastností, preto sa široko používajú v rôznych zariadeniach. To však nie je to najdôležitejšie. Vedci vyvinuli technológiu na výrobu nanorúrok z týchto variácií uhlíka - skrútených a zosieťovaných vrstiev grafitu. Nanorúrky s dĺžkou 1 centimeter a priemerom 5-7 nanometrov už boli získané! Navyše, takéto nanorúrky majú rôzne fyzikálne vlastnosti – od polovodičových až po kovové.

Na ich základe boli získané nové materiály pre displeje a komunikáciu z optických vlákien. Okrem toho sa v medicíne používajú nanorúrky na biologické dodávanie účinných látok na správne miesto v tele. Na ich základe boli vyvinuté palivové články a ultracitlivé chemické senzory, ako aj mnohé ďalšie užitočné zariadenia.

Keď teda hovoríme o úlohe fyziky, zdôrazňujeme tri hlavné body. Po prvé, fyzika je najdôležitejším zdrojom vedomostí o svete okolo nás. Po druhé, fyzika, neustále sa rozširujúca a znásobujúca schopnosti človeka, zabezpečuje jeho sebavedomý pokrok na ceste technického pokroku. Po tretie, fyzika významne prispieva k rozvoju duchovného obrazu človeka, formuje jeho svetonázor a učí ho orientovať sa v škále kultúrnych hodnôt. Preto budeme hovoriť o vedeckom, technickom a humanitárnom potenciáli fyziky.

Tieto tri potenciály boli vo fyzike vždy obsiahnuté. No obzvlášť zreteľne a mohutne sa prejavili vo fyzike 20. storočia, čo predurčilo mimoriadne dôležitú úlohu, ktorú fyzika začala hrať v modernom svete.

Fyzika ako najdôležitejší zdroj vedomostí o svete okolo nás. Ako viete, fyzika študuje najvšeobecnejšie vlastnosti a formy pohybu hmoty. Hľadá odpovede na otázky: ako funguje svet okolo nás; Akým zákonom podliehajú javy a procesy v ňom prebiehajúce? V snahe pochopiť „prvé princípy vecí“ a „základné príčiny javov“ fyzika v procese svojho vývoja najskôr vytvorila mechanický obraz sveta (XVIII - XIX storočia), potom elektromagnetický obraz ( druhá polovica XIX - začiatok XX storočia) a napokon moderný fyzický obrazový svet (polovica 20. storočia).

3. Význam fyziky v modernom svete

Posledné desaťročia boli na objavy chudobnejšie ako kedykoľvek predtým v histórii ľudstva. Prakticky v žiadnej oblasti poznania sa neobjavilo nič zásadne nové, iba pokračovanie už urobeného, ​​logické dôsledky zo starých objavov. A, samozrejme, nové technológie, založené opäť na rovnakých už známych faktoch. Vysoká fyzika si vzala dovolenku a väčšina vedcov pracuje na aplikovaných problémoch.

Na úsvite vied bola fyzika súčasťou filozofie a nebola ani tak „exaktnou“ vedou, ako sa dnes bežne nazýva, ale opisnou vedou. Neexistoval žiadny „presný“ jazyk, ktorý by dokázal fyziku priviesť k akémukoľvek spoločnému menovateľovi a urobiť ju menej špekulatívnou. To znamená, že neexistovala žiadna matematika zodpovedajúca fyzikálnym teóriám.

Nedostatok matematiky však nezabránil vytvoreniu atómovej teórie Leucippa-Democrita a nebol prekážkou ani pre Lucretia, ktorý túto teóriu dokázal podať podrobne a veľmi prístupným spôsobom. Ale podľa informácií, ktoré sa k nám dostali, Demokritos v žiadnom prípade nebol študentom slávnych filozofov a materialistov tej doby. Naopak, kúzelníci a Chaldejci sa venovali jeho výcviku. A študoval nielen dva krát dva, ale teóriu levitácie, čítanie myšlienok na diaľku, teleportáciu a ďalšie absolútne neuveriteľné veci, ktoré moderná tradičná veda takmer úplne odmieta ako neexistujúce, rozprávkové fantázie. A predsa to boli práve tieto „fantázie“, ktoré umožnili vytvoriť jednu z najmaterialistických teórií. Zdalo by sa to neuveriteľné! Ale, ako vidíte, nie je to len možné, ale je to hotový fakt. Moderná fyzika ako základná veda je v stave hlbokej krízy. Dnes to nebolo známe. Takmer od začiatku dvadsiateho storočia sa mnoho vedcov pokúšalo upozorniť na jednoduchý fakt: fyzika sa dostala do slepej uličky; matematický aparát, ktorý bol pôvodne jazykom fyziky, sa stal tak ťažkopádnym, že už nie je tak opísať fyzikálne javy ako masku ich podstaty. Tento matematický aparát je navyše beznádejne zastaraný a zaostalý, s jeho pomocou nie je možné popísať, tým menej vysvetliť mnohé pozorované javy, výsledky a podstatu vykonávaných experimentov a pod.

Ako sa jazyk objavuje a vyvíja? Ak sa na to pozrieme zjednodušene, tak vznik jazyka je dôsledkom zložitosti každodenného života a nárastu množstva vedomostí. Na úsvite civilizácie bola sluchová komunikácia len doplnková, bolo celkom možné vystačiť si s rečou gest a pohybov tela. Objem informácií sa však neustále zväčšoval a bolo potrebné stráviť príliš veľa času na ich opísanie a prenos pomocou posunkovej reči a presnosť prenosu zostala príliš neuspokojivá (predstavte si na chvíľu, ako napr. zdravotne postihnutý, šabľozubý tiger pri love, by mohol vysvetliť nové princípy zariadenia pascí - bude mu veľmi ťažké porozumieť, pretože má obmedzené možnosti gestikulácie). Ale sluchový prenos informácií nemal také nevýhody a začal sa veľmi rozširovať. Každý predmet začal zodpovedať konkrétnemu symbolu-slovu.

Ak by sa ľudstvo zastavilo pri posunkovej reči, potom by s najväčšou pravdepodobnosťou mohol vzniknúť nejaký relatívne civilizovaný život, ale museli by sme zabudnúť na rozvoj vedy. Zamyslite sa nad tým, ako môžete vyjadriť pojem kybernetika pomocou gest, ako vysvetliť, čo je počítač? Rozvoj vedy a techniky si opäť vyžaduje zodpovedajúci vývoj jazyka. Predstavte si, že sa neobjavilo slovo „počítač“ ani žiadna iná jeho náhrada. Ako by si mal vysvetliť, o čo ide? hovoríme o? „Elektronické zariadenie, ktoré dokáže počítať a riešiť logické problémy, vybavené obdĺžnikovou obrazovkou a sadou kľúčov“? Súhlasíte, že to znie nielen šialene, ale je to pre používateľa aj mimoriadne nepohodlné. Ak by sme zakaždým, keď by sme hovorili o počítači, museli ho opísať takouto ťažkopádnou sadou symbolov, museli by sme zabudnúť na akýkoľvek vývoj v kybernetike.

No práve takáto situácia sa vyvinula vo fyzike, ktorej jazyk – matematika – zaostával a už nedokáže opísať pozorované javy. Ťažkopádne a nestráviteľné vzorce pripomínajú vyššie uvedený popis počítača: sú rovnako „pohodlné“ na prácu a rovnako „úplne“ opisujú predmet, ktorého sú symbolom.

V dôsledku toho zostáva buď odložiť pokusy o ďalšie pochopenie sveta - kým sa matematika nezačne vyrovnávať so svojou... nie, nie úlohou, poslaním; alebo použiť metódu Democritus a popísať javy pomocou minimálnej matematiky.

Záver

Môžeme teda konštatovať, že ešte na začiatku dvadsiateho storočia si ľudia ani nevedeli predstaviť, čo je to auto, televízia alebo počítač. Vedecké objavy v dvadsiatom storočí mali významný vplyv na celé ľudstvo. V dvadsiatom storočí bolo urobených viac vedeckých objavov ako vo všetkých predchádzajúcich storočiach. Ľudské poznanie rýchlo rastie, takže môžeme s istotou povedať, že ak bude tento trend pokračovať, potom v 21. storočí dôjde k ešte viac vedeckým objavom, ktoré môžu radikálne zmeniť ľudský život.

Zároveň nie je potrebné dokazovať, že moderný svetonázor je dôležitou súčasťou ľudskej kultúry. Každý kultivovaný človek musí mať aspoň všeobecnú predstavu o tom, ako funguje svet, v ktorom žije. To je potrebné nielen pre všeobecný rozvoj. Láska k prírode predpokladá rešpekt k procesom, ktoré sa v nej vyskytujú, a preto musíte pochopiť zákony, podľa ktorých sa vyskytujú. Máme veľa poučných príkladov, keď nás príroda potrestala za nevedomosť; Je čas naučiť sa z toho poučiť. Netreba zabúdať ani na to, že znalosť prírodných zákonov je účinnou zbraňou v boji proti mystickým predstavám a je základom ateistickej výchovy.

Moderná fyzika výrazne prispieva k rozvoju nového štýlu myslenia, ktorý možno nazvať planetárne myslenie. Venuje sa otázkam veľkého významu pre všetky krajiny a národy. Patria sem napríklad problémy slnečno-zemských spojení súvisiace s vplyvom slnečného žiarenia na magnetosféru, atmosféru a biosféru Zeme; predpovede fyzického obrazu sveta po jadrovej katastrofe, ak k nej dôjde; globálne ekologické problémy spojené so znečistením svetového oceánu a zemskej atmosféry.

Na záver podotýkame, že fyzika tým, že ovplyvňuje samotnú povahu myslenia, pomáha orientovať sa v rebríčku životných hodnôt, v konečnom dôsledku prispieva k rozvoju adekvátneho postoja k svetu okolo nás a najmä aktívnej životnej pozície. Pre každého človeka je dôležité vedieť, že svet je v princípe poznateľný, že náhoda nie je vždy škodlivá, že je potrebné a možné orientovať sa a pracovať vo svete nasýtenom náhodami, že v tomto meniacom sa svete predsa len existujú „referenčné body“, invarianty (bez ohľadu na to, čo sa mení a energia sa šetrí), že s prehlbovaním vedomostí sa obraz nevyhnutne stáva zložitejším, dialektickým, takže včerajšie „rozdelenia“ už nie sú vhodné.

Sme teda presvedčení, že moderná fyzika skutočne obsahuje silný humanitárny potenciál. Slová amerického fyzika I. Rabiho nemožno považovať za príliš veľké preháňanie: „Fyzika je jadro slobodné umelecké vzdelanie náš čas".

fyzika vedecký objav

Zoznam použitej literatúry

1.Ankin D.V. Aktuálne problémy teórie poznania. Jekaterinburg: Uralská univerzita, 2013 - 69 s.

2.Baturin VK. Základy teórie poznania a modernej filozofie vedy: monografia. Odintsovo: Humanitárny inštitút Odintsovo, 2010 - 244 s.

.Illarionov S.V. Teória poznania a filozofia vedy / S. V. Illarionov. Moskva: ROSSPEN, 2007 - 535 s.

.Kulíková O.B. Filozofia poznania: analýza hlavných problémov. Všeobecné charakteristiky metód vedecké poznatky: Ivanovo: Ivanovský štát. Energetická univerzita pomenovaná po. IN AND. Lenin, 2009 - 91 s.

.Kurashov V.I. Teoretická a praktická filozofia v čo najkratšom súhrne. Moskva: Univerzita. Dom knihy, 2007 - 131 s.

.Motroshilova N.V. Ruská filozofia 50-80 rokov XX storočia a západné myslenie. Moskva: Akad. projekt, 2012 - 375 s.

.Orlov V.V. História ľudskej inteligencie. Perm: štát Perm. univ., 2007 - 187 s.

.Starostin A.M. Sociálne a humanitné poznatky v kontexte filozofických inovácií. Rostov na Done: Donizdat, 2013-512 s.

.Tetyuev L.I. Teoretická filozofia: problém poznania: Moderné diskusie okolo teórie poznania. Saratov: Veda, 2010 - 109 s.

10.Shchedrina T.G. Filozofia poznania. Moskva: ROSSPEN, 2010 - 663 s.

Podmienky

1.ABSOLÚTNE ČIERNE TELO je model telesa, ktoré úplne pohltí akékoľvek elektromagnetické žiarenie dopadajúce na jeho povrch. Najbližšie k čiernemu telesu je zariadenie pozostávajúce z uzavretej dutiny s otvorom, ktorého rozmery sú malé v porovnaní s rozmermi samotnej dutiny.

2.ADATOM – atóm na povrchu kryštálu.

.ADIABATICKÁ APROXIMÁCIA - aproximácia v teórii pevných látok, v ktorej sa pohyb jadier iónov kryštálovej mriežky považuje za poruchu.

.ACCEPTOR - nečistota v polovodičovom materiáli, ktorá zachytáva voľný elektrón.

.ALFA ČASTICE (α- častica) - jadro atómu hélia. Obsahuje dva protóny a dva neutróny. Podľa emisií α- častíc je sprevádzaná jednou z rádioaktívnych premien (alfa rozpad jadier) určitých chemických prvkov.

.ANIHILATION je jedným z typov vzájomných premien elementárnych častíc, pri ktorých sa častica a jej zodpovedajúca antičastica premenia na elektromagnetické žiarenie.

.ANTI-častice sú elementárne častice, ktoré sa líšia od ich zodpovedajúcich častíc znakom elektrického, baryónového a leptónového náboja, ako aj niektorými ďalšími charakteristikami.

.BARYÓNOVÝ NÁBOJ (baryónové číslo) (b) - charakteristika elementárnych častíc, rovná sa +1 pre baryóny, -1 pre antibaryóny a 0 pre všetky ostatné častice.

.BETA PARTICLE - elektrón emitovaný počas beta rozpadu. Prúd beta častíc je typ rádioaktívneho žiarenia s penetračnou silou väčšou ako alfa častíc, ale menšou ako gama žiarenie.

10.VALENČNÉ PÁSMO - pásmo valenčných elektrónov, pri nulovej teplote vo vlastnom polovodiči je úplne vyplnené.

11.VODÍKOVÉ ATÓMY - ióny pozostávajúce ako atóm vodíka z jadra a jedného elektrónu. Patria sem ióny prvkov s atómovým číslom Z väčším alebo rovným 2, ktoré stratili všetky elektróny okrem jedného: He+, Li2+ atď.

.VZBUDENÝ STAV kvantového systému (atóm, molekula, atómové jadro atď.) je nestabilný stav s energiou prevyšujúcou energiu základného (nulového) stavu.

.CHARAKTERISTIKA VOLT-AMP - závislosť prúdu od napätia. Hlavná charakteristika každého polovodičového zariadenia.

.Stimulované ŽIARENIE (indukované žiarenie) je elektromagnetické žiarenie emitované excitovanými atómami alebo molekulami pod vplyvom vonkajšieho žiarenia rovnakej frekvencie. Vyžarované stimulované žiarenie sa zhoduje s hnacím nielen vo frekvencii, ale aj v smere šírenia, polarizácie a fázy, pričom sa od neho akokoľvek odlišuje.

.GÁLIUM je prvkom piatej skupiny periodickej tabuľky prvkov.

.GALVANOMAGNETICKÉ ÚČINKY - účinky spojené s pôsobením magnetického poľa na elektrické (galvanické) vlastnosti pevných vodičov.

.GAMA ŽIARENIE (gama kvanta) - krátkovlnné elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou menšou ako 2 × 10-10 m.

.HYPERÓNY sú elementárne častice patriace do triedy baryónov spolu s nukleónmi (protón, neutrón). Hyperóny sú hmotnejšie ako nukleóny a majú nenulovú charakteristiku elementárnych častíc nazývanú podivnosť.

.PRINCIPÁLNE KVANTOVÉ ČÍSLO (n) je celé číslo, ktoré určuje možné hodnoty energie stacionárnych stavov atómov vodíka a atómov podobných vodíku.

.DVOJROZMERNÝ ELEKTRONOVÝ PLYN - elektrónový plyn, ktorý sa nachádza v potenciálovej studni, ktorá obmedzuje pohyb pozdĺž jednej zo súradníc.

.DEUTÉRIUM je ťažký stabilný izotop vodíka s hmotnostným číslom 2. Obsah v prírodnom vodíku je 0,156 % (hmotn.).

.DEUTRON je jadro atómu deutéria. Pozostáva z jedného protónu a jedného neutrónu.

.HMOTNOSŤ DEFEKT je rozdiel medzi súčtom hmotností častíc (telies) tvoriacich prepojený systém a hmotnosťou celého tohto systému.

.VADY KRYŠTÁLU - akékoľvek porušenie periodicity kryštálu.

.DIVACANCE - konglomerát kryštálových defektov, pozostávajúci z dvoch voľných miest.

.DIÓDA je polovodičové zariadenie s dvoma elektródami.

.DISLOKÁCIA - lineárny defekt kryštálu.

.NESPRÁVNA DISLOKÁCIA je jedným z typov lineárnych defektov v kryštáli, keď je do kryštálovej mriežky vložená ďalšia polrovina.

.DÁVKA ŽIARENIA je fyzikálna veličina, ktorá je mierou radiačnej expozície živých organizmov rádioaktívnemu žiareniu alebo časticiam s vysokou energiou. Rozlišuje sa absorbovaná dávka žiarenia, ekvivalentná dávka a expozičná dávka.

.DONOR - druh dopantu, ktorý dodáva voľné elektróny.

.DIERA - kvázičastica v pevnej látke s kladným nábojom, ktorý sa v absolútnej hodnote rovná náboju elektrónu.

.OTVOROVÁ VODIVOSŤ - v polovodiči s vodivosťou typu p sa na vodivosti podieľajú hlavne nosiče náboja.

.HOLE SEMICONDUCTOR - polovodič s vodivosťou typu p, hlavnými prúdovými nosičmi sú diery.

.ZÁKON RÁDIOAKTÍVNEHO ROZKLADU – Počet nerozložených rádioaktívnych jadier v každej vzorke sa zníži o polovicu v každom časovom intervale, ktorý sa nazýva polčas rozpadu.

.ZÁKON POSUNU VÍNA - s rastúcou teplotou sa maximum energie v spektre žiarenia absolútne čierneho telesa posúva smerom ku kratším vlnám a navyše tak, že súčin vlnovej dĺžky, pri ktorej dopadá maximálna energia žiarenia a absolútneho teplota tela sa rovná konštantnej hodnote.

.STEPHAN-BOLZMANN ZÁKON - energia emitovaná za sekundu na jednotku plochy absolútne čierneho telesa je priamo úmerná štvrtej mocnine jeho absolútnej teploty.

.GATE - riadiaca elektróda v tranzistore s efektom poľa.

.ZONE je termín z teórie pásma, ktorý označuje oblasť povolených energetických hodnôt, ktoré môžu elektróny alebo diery prijať.

.PÁSKOVÁ TEÓRIA PEVNÝCH LÁTOK je jednoelektrónová teória pre periodický potenciál, ktorá vysvetľuje mnohé z elektrofyzikálnych vlastností polovodičov. Používa adiabatickú aproximáciu.

.RADIATÍVNA REKOMBINÁCIA - rekombinácia s emisiou jedného alebo viacerých fotónov po zániku páru elektrón-diera; zdroj žiarenia v LED a laserových diódach.

.IZOTOPY sú odrody daného chemického prvku, ktoré sa líšia hmotnostným počtom jadier. Jadrá izotopov toho istého prvku obsahujú rovnaký počet protónov, ale rôzny počet neutrónov. Izotopy, ktoré majú rovnakú štruktúru elektrónových obalov, majú takmer identické chemické vlastnosti. Izotopy sa však môžu značne líšiť vo svojich fyzikálnych vlastnostiach.

.INJEKCIA je jav vedúci k objaveniu sa nerovnovážnych nosičov v polovodiči, keď elektrický prúd prechádza cez p-n prechod alebo heteroprechod.

.IONIZUJÚCE ŽIARENIE je žiarenie, ktorého interakcia s prostredím vedie k ionizácii jeho atómov a molekúl. Ide o röntgenové žiarenie a γ- žiarenie, prúdi β- častice, elektróny, pozitróny, protóny, neutróny atď. Viditeľné a ultrafialové žiarenie nie je klasifikované ako ionizujúce žiarenie.

.SOURCE je termín, ktorý označuje jeden z kontaktov v tranzistore s efektom poľa.

.KVANTUM SVETLA (fotón) - časť energie elektromagnetického žiarenia, elementárna častica, ktorá je časťou elektromagnetického žiarenia, nositeľom elektromagnetickej interakcie.

.KVARKY sú bodové útvary bez štruktúry súvisiace so skutočne elementárnymi časticami, ktoré boli zavedené s cieľom systematizovať početné (viac ako sto) elementárnych častíc objavených v 20. storočí (elektrón, protón, neutrón atď.). Charakteristickým znakom kvarkov, ktorý sa u iných častíc nenachádza, je zlomkový elektrický náboj, násobok 1/3 elementárneho náboja. Pokusy odhaliť kvarky vo voľnom stave neviedli k úspechu.

.DUALIZMUS KONKRÉTNYCH VLNOV je univerzálna vlastnosť prírody, ktorá spočíva v tom, že v správaní mikroobjektov sa objavujú korpuskulárne aj vlnové črty.

.MULTIPLIKAČNÝ FAKTOR NEUTRONOV je charakteristika reťazového procesu rozpadu rádioaktívnych jadier, ktorá sa rovná pomeru počtu neutrónov v ktorejkoľvek generácii reťazovej reakcie k počtu neutrónov, ktoré ich vygenerovali v predchádzajúcej generácii.

.ČERVENÝ LIMIT FOTOEFEKTU je minimálna frekvencia svetla ν0 alebo maximálna vlnová dĺžka λ0, v ktorých je ešte možný fotoelektrický efekt.

.SILICON je polovodič, hlavný materiál moderného polovodičového priemyslu.

.CRYSTAL je idealizovaný model telesa s translačnou symetriou.

.KRITICKÁ HMOTNOSŤ je minimálna hmotnosť jadrového paliva, pri ktorej je možná reťazová reakcia jadrového štiepenia.

.LASER (optický kvantový generátor) je svetelný zdroj pracujúci na princípe stimulovanej emisie.

.LINE SPECTRA sú optické spektrá pozostávajúce z jednotlivých spektrálnych čiar. Čiarové spektrá sú charakteristické pre žiarenie zahrievaných látok, ktoré sú v plynnom atómovom (ale nie molekulovom) stave.

.LUMINESCENCIA je elektromagnetické vyžarovanie telesa, ktoré je nadmerné než tepelné (studená žiara), spôsobené buď bombardovaním látky elektrónmi (katodoluminiscencia), alebo prechodom elektrického prúdu cez látku (elektroluminiscencia), alebo pôsobením nejakého druhu. ožiarenia (fotoluminiscencia).

.LUMINOFÓRY sú pevné a kvapalné látky schopné vyžarovať svetlo vplyvom tokov elektrónov (katodoluluminofóry), ultrafialového žiarenia (fotoluminofóry) atď.

.HMOTNOSTNÉ ČÍSLO je počet nukleónov (protónov a neutrónov) v atómovom jadre. Hmotnostné číslo sa rovná relatívnemu číslu zaokrúhlenému na celé číslo atómová hmotnosť element. Pre hmotnostné číslo existuje zákon zachovania, čo je špeciálny prípad zákona zachovania baryónového náboja.

.NEUTRINO je ľahká (možno bezhmotná) elektricky neutrálna častica, ktorá sa zúčastňuje iba slabých a gravitačných interakcií. Charakteristickou vlastnosťou neutrín je ich obrovská penetračná schopnosť. Predpokladá sa, že tieto častice vypĺňajú celý vonkajší priestor s priemernou hustotou asi 300 neutrín na 1 cm3.

.NEUTRON je elektricky neutrálna častica s hmotnosťou 1839-krát väčšou ako elektrón. Voľný neutrón je nestabilná častica, ktorá sa rozpadá na protón a elektrón. Neutrón je jedným z nukleónov (spolu s protónom) a je súčasťou atómového jadra.

.KONTINUÁLNE SPEKTRUM (spojité spektrum) je spektrum obsahujúce súvislú postupnosť všetkých frekvencií (alebo vlnových dĺžok) elektromagnetického žiarenia, plynule prechádzajúce jedna do druhej.

.JADERNÁ SYNTÉZA je sled jadrových reakcií vedúcich k tvorbe čoraz ťažších atómových jadier z iných, ľahších.

.JARÁ je všeobecný názov pre protóny a neutróny – častice, z ktorých sa budujú atómové jadrá.

.OPTICKÉ PRECHODY - prechody elektrónu v pevnej látke medzi stavmi s rôznymi energiami s emisiou alebo absorpciou svetla.

.ZÁKLADNÝ STAV je stav atómu, molekuly alebo nejakého iného kvantového systému s najnižšou možnou vnútornou energiou. Na rozdiel od excitovaných stavov je základný stav stabilný.

.HLAVNÉ NOSIČE - typ nosičov náboja prevládajúci v polovodiči.

.POČAS ŽIVOTA je časový úsek, počas ktorého sa pôvodný počet rádioaktívnych jadier v priemere zníži na polovicu. Pre rôzne prvky môže nadobudnúť hodnoty od mnohých miliárd rokov až po zlomky sekundy.

.POSITRON je elementárna častica s kladným nábojom rovným náboju elektrónu, s hmotnosťou rovnou hmotnosti elektrónu. Je to antičastica k elektrónu.

.BRIPPED SPECTRA sú optické spektrá molekúl a kryštálov, pozostávajúce zo širokých spektrálnych pásov, ktorých poloha je pre rôzne látky odlišná.

.BOHROVE POSTULÁTY sú základnými princípmi „starej“ kvantovej teórie – teórie atómu, vyvinutej v roku 1913 dánskym fyzikom Bohrom.

.PROTON je kladne nabitá elementárna častica s hmotnosťou 1836-krát väčšou ako hmotnosť elektrónu; jadro atómu vodíka. Protón (spolu s neutrónom) je jedným z nukleónov a je súčasťou atómových jadier všetkých chemických prvkov.

.PRACOVNÁ PRÁCA - Minimálna práca, ktorú je potrebné vykonať na odstránenie elektrónu z pevnej alebo kvapalnej látky do vákua. Pracovná funkcia je určená druhom látky a stavom jej povrchu.

.RÁDIOAKTIVITA je schopnosť niektorých atómových jadier spontánne sa premeniť na iné jadrá emitovaním rôznych častíc: Každý spontánny rádioaktívny rozpad je exotermický, to znamená, že k nemu dochádza pri uvoľňovaní tepla.

.SILNÁ INTERAKCIA je jednou zo štyroch základných interakcií elementárnych častíc, ktorej konkrétnym prejavom sú jadrové sily.

.SLABÁ INTERAKCIA je jedna zo štyroch základných interakcií elementárnych častíc, ktorej konkrétnym prejavom je beta rozpad atómových jadier.

.VZŤAH NEISTOTY je základný vzťah kvantovej mechaniky, podľa ktorého súčin neistôt („nepresností“) v súradnici a zodpovedajúcej projekcii hybnosti častice pri akejkoľvek presnosti ich súčasného merania nemôže byť menší ako polovica Planckovej konštanty. .

.SPEKTRUM ŽIARENIA je súbor frekvencií alebo vlnových dĺžok obsiahnutých v žiarení danej látky.

.ABSORPČNÉ SPEKTRUM je súbor frekvencií (alebo vlnových dĺžok) elektromagnetického žiarenia absorbovaného danou látkou.

.SPEKTRÁLNA ANALÝZA je metóda na určenie chemického zloženia látky z jej spektra.

.SPIN je vnútorný moment hybnosti elementárnej častice. Má kvantovú povahu a (na rozdiel od momentu hybnosti bežných telies) nesúvisí s pohybom častice ako celku.

.TEPELNÉ ŽIARENIE je elektromagnetické žiarenie vznikajúce z vnútornej energie látky, ktorá ho vyžaruje.

.TERMONUKLEÁRNE REAKCIE sú jadrové reakcie medzi ľahkými atómovými jadrami, ktoré prebiehajú pri veľmi vysokých teplotách (~108 K a viac).

.TRACK je stopa zanechaná nabitou časticou v detektore.

.TRITIUM je superťažký rádioaktívny izotop vodíka s hmotnostným číslom 3. Priemerný obsah trícia v prírodné vody- 1 atóm na 1018 atómov vodíka.

.EINSTEINOVA ROVNICE pre fotoelektrický jav je rovnica, ktorá vyjadruje vzťah medzi energiou fotónu podieľajúceho sa na fotoelektrickom jave, maximálnou kinetickou energiou elektrónu emitovaného z látky a charakteristikou kovu, na ktorom je fotoelektrický jav pozorovaný - pracovná funkcia pre kov.

.FOTON je elementárna častica, ktorá je kvantom elektromagnetického žiarenia (v užšom zmysle - svetlom).

.FOTOEFEKT (externý fotoefekt) je vyžarovanie elektrónov telesami pod vplyvom svetla.

.CHEMICKÉ AKCIE SVETLA sú akcie svetla, v dôsledku ktorých dochádza k chemickým premenám - fotochemickým reakciám - v látkach, ktoré svetlo absorbujú.

.REŤAZOVÁ REAKCIA je samoudržiavacia štiepna reakcia ťažkých jadier, pri ktorej neustále vznikajú neutróny, ktoré delia stále viac nových jadier.

.ČIERNA DIERA je oblasť vesmíru, v ktorej je také silné gravitačné pole, že ani svetlo nemôže túto oblasť opustiť a ísť do nekonečna.

.ELEMENTARY PARTICLES je konvenčný názov pre veľkú skupinu mikroobjektov, ktoré nie sú atómami alebo atómovými jadrami (s výnimkou protónu - jadra atómu vodíka).

.VÄZBA ENERGIE ATÓMOVÉHO JADRA je minimálna energia, ktorá je potrebná na úplné rozdelenie jadra na jednotlivé nukleóny.

.KOMPÓNOVÝ EFEKT je zníženie frekvencie elektromagnetického žiarenia pri jeho rozptyle voľnými elektrónmi.

.JADROVÝ (PLANETÁRNY) MODEL ATÓMU - model štruktúry atómu, navrhnutý anglickým fyzikom Rutherfordom, podľa ktorého je atóm prázdny ako Slnečná sústava.

.JADROVÉ REAKCIE sú premeny atómových jadier ako výsledok interakcie medzi sebou navzájom alebo s akýmikoľvek elementárnymi časticami.

.JADROVÉ SILY sú mierou interakcie nukleónov v atómovom jadre. Práve tieto sily držia podobne nabité protóny v jadre, čím bránia ich rozptylu pod vplyvom elektrických odpudivých síl.

.JADROVÉ FOTOEMULZIE sú fotoemulzie používané na zaznamenávanie stôp nabitých častíc. Pri štúdiu vysokoenergetických častíc sú tieto fotografické emulzie naukladané do stohov po niekoľkých stovkách vrstiev.

.JADROVÝ REAKTOR je zariadenie, v ktorom prebieha riadená reťazová reakcia jadrového štiepenia. Hlavnou časťou jadrového reaktora je aktívna zóna, v ktorej dochádza k reťazovej reakcii a uvoľňovaniu jadrovej energie.

100.JADRO (atómové) je kladne nabitá centrálna časť atómu, v ktorej je sústredených 99,96 % jeho hmoty. Polomer jadra je ~10-15 m, čo je približne stotisíckrát menej ako polomer celého atómu, určený veľkosťou jeho elektrónového obalu.

Osobnosti

1.ABDUS SALAM. Príspevky k jednotnej teórii slabých a elektromagnetických interakcií medzi elementárnymi časticami, vrátane predikcie slabých neutrálnych prúdov.

2.IVOR JAYEVER. Experimentálne objavy tunelovacích javov v polovodičoch a supravodičoch, resp.

.ALEXANDER GRIGORIEVICH STOLETOV (1839-1896). Alexander Grigorievich Stoletov sa narodil 10. augusta 1839 v rodine chudobného obchodníka Vladimíra. Jeho otec Grigorij Michajlovič vlastnil malý obchod s potravinami a dielňu na výrobu kože.

.ALBERT EINSTEIN (1879-1955). Jeho meno je často počuť v najbežnejšej ľudovej reči. "Nie je tu žiadny zápach Einsteina"; „Wow Einstein“; "Áno, toto rozhodne nie je Einstein!" Vo svojom veku, keď veda dominovala viac ako kedykoľvek predtým, stojí bokom, ako symbol intelektuálnej sily, niekedy sa dokonca objavuje myšlienka, že ľudstvo je rozdelené na dve časti - Alberta Einsteina a zvyšok sveta.

.ALFRED CASTLER. Objav a vývoj optických metód na štúdium Hertzových rezonancií v atómoch.

.AMEDEO AVOGADRO (1776-1856). Avogadro sa zapísal do dejín fyziky ako autor jedného z najdôležitejších zákonov molekulovej fyziky. Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregna e di Cerreto sa narodil 9. augusta 1776 v Turíne, hlavnom meste talianskej provincie Piemont, v rodine justičného zamestnanca Filippa Avogadra. Amedeo bol tretím z ôsmich detí.

.ANDRE MARIE AMPERE (1775-1836). Francúzsky vedec Ampere je v dejinách vedy známy najmä ako zakladateľ elektrodynamiky. Medzitým bol univerzálnym vedcom so zásluhami v oblasti matematiky, chémie, biológie a dokonca aj lingvistiky a filozofie. Bol to brilantná myseľ, úžasná svojimi encyklopedickými znalosťami všetkých ľudí, ktorí ho poznali zblízka.