De samtidsfysikk Det er den som utvikler seg i samtiden mellom den franske revolusjonen til i dag, det vil si fra det 18. århundre til i dag. På denne måten betraktes moderne fysikk og de nyeste teoriene om partikler og kosmologi som en del av moderne fysikk..
De velkjente mekanismelovene og den universelle gravitasjonen til Isaac Newton, samt lovene om planetbevegelse formulert av Johannes Kepler, regnes som en del av klassisk fysikk, siden de stammer fra det syttende århundre og ikke er en del av moderne fysikk.
Artikkelindeks
Formelt inkluderer studiet av fysikk naturlige fenomener, for eksempel endring i kroppens bevegelsestilstand, de karakteristiske egenskapene til materie, dens grunnleggende komponenter og samspillet mellom dem..
Selvfølgelig, så lenge disse endringene ikke innebærer dannelse av nye stoffer eller biologiske prosesser. Denne definisjonen gjelder både for klassisk og moderne fysikk..
Nå vil vi fokusere på de viktigste oppdagelsene og fysiske teoriene som er utviklet fra den franske revolusjonen til i dag, kort og i mer eller mindre kronologisk rekkefølge:
-Elektrisitet ble gjenoppdaget og den elektrostatiske modellen for kraft, magnetisme og elektromagnetisk teori ble opprettet..
-Konseptene potensiell energi og kinetisk energi dukket opp, så vel som begrepet felt.
-Lovene for bevaring av energi, materie og elektrisk ladning ble etablert.
-Bølgeteorien om lys gjorde sitt utseende og for første gang var det en nøyaktig måling av lysets hastighet. Samspillet mellom lys og elektriske og magnetiske felt ble også studert..
-Med den industrielle revolusjonen kom fremveksten av termodynamikk. Den andre loven om termodynamikk ble uttalt og senere begrepet entropi, også den kinetiske teorien om gasser, statistisk mekanikk og Boltzmann-ligningen.
-Strålingsloven til legemer (Stefans lov) og loven om forskyvning av bølgelengden som en varm kropp avgir som en funksjon av temperaturen (Wins lov) ble oppdaget.
-Elektromagnetiske bølger dukker opp, teoretisk forutsagt, i tillegg til røntgenstråler, naturlig radioaktivitet og elektronet, alt dette på slutten av 1800-tallet.
På dette tidspunktet gikk klassiske teorier gjennom en kriseperiode, siden mange av fenomenene som ble oppdaget på 1800-tallet ikke kunne forklares med disse teoriene. Så det var nødvendig å utvikle en ny fysikk, kjent som moderne fysikk, som fundamentalt forstår kvantemekanikk og relativitetsteori.
Moderne fysikk begynte i 1900 med oppdagelsen av svart kropps strålingslov av Max Planck, der begrepet hvor mye energi i samspillet mellom stråling og materie.
I denne perioden ble det utviklet atommodeller der atomet ser ut til å være sammensatt av partikler mindre enn selve atomet. Dette er elektroner, protoner og nøytroner.
På begynnelsen av 1900-tallet oppdaget Ernest Rutherford atomkjernen og laget en atommodell med en positiv og massiv sentral kjerne, omgitt av lyspartikler med negativ ladning. Derimot. denne modellen ble lagt til side på kort tid, til fordel for modeller som er mer tilpasset de nye funnene.
Albert Einstein foreslo i 1905 at den lysende kvanta, kalt fotoner, de var den eneste måten å forklare den fotoelektriske effekten på. En foton er den minste bunten av lysenergi, som avhenger av frekvensen.
Den spesielle relativitetsteorien, Einsteins mest kjente skapelse, sier at tid og masse er fysiske størrelser som avhenger av referanserammen..
På denne måten var det nødvendig å implementere relativistiske korreksjoner til de klassiske bevegelseslovene..
På den annen side fastslår Albert Einsteins generelle relativitetsteori at tyngdekraften ikke er en kraft, men snarere en konsekvens av krumning i rom-tid, produsert av legemer med masse som solen og planeter. Dette ville forklare nedgangen i Merkurius perihelium og forutsier lysets krumning..
Bøying av lys av en massiv kropp som solen ble bevist uten tvil. Dette fenomenet er det som produserer gravitasjonslinser.
Så forskere begynte å tenke på foreningsteorier, der tyngdekraften og elektromagnetismen er manifestasjoner av forvrengte rom med større dimensjoner, som Kaluza-Klein-teorien..
Den teoretiske muligheten for et ekspanderende univers oppsto da takket være verkene til Alexander Friedman basert på den generelle relativitetsteorien, et faktum som senere ble bekreftet.
Svarte hull dukket opp som løsninger på Einsteins ligninger. Den hinduistiske fysikeren Chandrasekhar satte grensen for stjernekollaps for å generere et svart hull.
En viktig oppdagelse var Compton-effekten, som fastslår at fotoner, til tross for at de ikke har masse, har momentum proporsjonalt med det omvendte av bølgelengden. Konstanten av proporsjonaliteten er Planck er konstant.
Med kvantemekanikkens ankomst er også bølgepartikkel-dualiteten etablert. Teorien forutsa eksistensen av antimateriale, som faktisk ble oppdaget. Nøytronen dukket også opp og med den en ny atommodell: den kvantemekaniske modellen.
Et viktig bidrag er det snurre rundt, en egenskap av subatomære partikler som blant annet kan forklare magnetiske effekter.
Denne grenen av moderne fysikk dukker opp når kjernefysiske prosesser av fisjon og fusjon blir oppdaget. Den første førte til atombomben og kjernekraften, den andre forklarer produksjonen av energi av stjernene, men førte også til H-bomben.
I jakten på kontrollert kjernefusjon ble det oppdaget at protonen og nøytronen har interne strukturer: kvarker, grunnleggende bestanddeler av protoner og nøytroner.
Siden den gang har kvarker og elektroner blitt ansett som grunnleggende partikler, men nye grunnleggende partikler dukket også opp: muon, pion, tau lepton og nøytrinoer..
Første halvdel av 1900-tallet kulminerer med viktige bidrag fra moderne fysikk:
-Superledningsevne og superfluiditet
-Maseren og laseren.
-Magnetisk resonansavbildning av atomkjerner, en oppdagelse som gir opphav til dagens ikke-invasive diagnosesystemer.
-Store teoretiske utviklinger som kvanteelektrodynamikk og Feynman-diagrammer for å forklare grunnleggende interaksjoner.
Denne teorien forklarer superledningsevne, som sier at elektroner, som er partikler fermionikk, samhandle med krystallgitteret på en slik måte at elektroniske par dannes med bosonadferd.
Det gir opphav til begrepet kvanteforvikling og dens mulige anvendelser i kvanteberegning. I tillegg foreslås kvante teleportering og kvante kryptografi, hvorav de første eksperimentelle implementeringene allerede er utført..
Oppdagelsen av kvarker ble fulgt av opprettelsen av standard modell for partikler elementals, med to medlemmer til: W- og Z-bosonene.
Anomalier ble observert i rotasjonshastigheten til stjerner rundt sentrum av galakser, så Vera Rubin foreslår eksistensen av mørk materie som en mulig forklaring..
Forresten, det er viktig bevis på mørk materie, på grunn av oppdagelsen av gravitasjonslinser uten synlig masse som forklarer krumningen av lys..
Et annet viktig studieområde er sorte hulls entropi og Hawking-stråling..
Den akselererte utvidelsen av universet er også bekreftet og mørk energi antas å være ansvarlig..
Det 21. århundre begynte med den eksperimentelle produksjonen av et kvark-gluon-plasma og oppdagelsen av Tau-nøytrino.
Nøyaktige observasjoner av den kosmiske mikrobølgebakgrunnen ble også gjort, og kaster lys over tidlige dannelsesteorier i universet..
En mye kommentert oppdagelse er den fra Higgs-bosonen, partikkelen som er ansvarlig for massen til de forskjellige grunnleggende partiklene, og som støtter standardmodellen for partikler..
Oppdaget i 2015 ble gravitasjonsbølger spådd i første halvdel av det 20. århundre av Albert Einstein. De er resultatet av kollisjonen mellom to supermassive sorte hull.
I 2019 ble bildet av et svart hull oppnådd for første gang, en annen av spådommene i relativitetsteorien.
Blant grenene til dagens fysikk er:
1.- Partikkelfysikk
2.- Plasmafysikk
3.- Kvante- og fotonisk databehandling
4.- Astrofysikk og kosmologi
5.- Geofysikk og biofysikk.
6.- Atom- og kjernefysikk
7.- Fysikk av kondensert materie
Temaene i fysikk som for tiden anses å være åpne og som er i full utvikling er:
-Fysikken til komplekse systemer, kaoteteorier og fraktaler.
-Ikke-lineære dynamiske systemer. Utvikling av nye teknikker og modeller som fører til løsning av slike systemer. Blant applikasjonene er det en bedre værmelding.
-Enhetsteorier som strengteorier og M. teori.Utvikling av kvantegravitasjon.
-Fysikken til væsker og plasma i turbulent regime, som kan brukes i utviklingen av kontrollert kjernefusjon.
-Teorier om opprinnelsen til mørk materie og mørk energi. Hvis disse fenomenene ble forstått, kan romfartsnavigering utvikles gjennom tyngdekraft og konstruksjon av WARP-motorer..
-Superledningsevne ved høy temperatur, anvendelig for å skape mer effektive transportsystemer.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.