Ορισμός της Σύγχρονης Φυσικής

Έβελιν Μέιτ Μάριν
Βιομηχανικός Μηχανικός, MSc στη Φυσική, και EdD

Η Σύγχρονη Φυσική είναι ένα πεδίο μελέτης που αναπτύχθηκε από τον 20ο αιώνα, από την κβαντική φυσική έως τη σχετικότητα. Γενικά, δύο θεμελιώδεις κατηγορίες για την κατανόηση της συμπεριφοράς αντικειμένων σε διαφορετικές κλίμακες, είτε πρόκειται για στοιχειώδη σωματίδια είτε για γαλαξίες. ολόκληρος. Ομοίως, η Σύγχρονη Φυσική είναι υπεύθυνη για τη μελέτη και την ανακάλυψη νέων σωματιδίων. υποατομική, καθώς και η σχέση της με άλλα επιστημονικά πεδία όπως η μοριακή βιολογία και σύγχρονες τεχνολογίες.

Η σημασία της Σύγχρονης Φυσικής έγκειται στην ικανότητά της να εξηγεί πολλά φυσικά φαινόμενα που προηγουμένως ήταν ανεξήγητα μέσω της κλασικής Φυσικής. Για παράδειγμα, η Κβαντική Μηχανική, μαζί με τη γενικευμένη σχετικότητα, κατέστησαν δυνατή την εξήγηση των κβαντικών επιδράσεων, η συστολή του χώρου, η διαστολή του χρόνου ή τα φαινόμενα που δημιουργούνται με ταχύτητες κοντά σε αυτή του φωτός. Ομοίως, η κύρια διαφορά μεταξύ της Κλασικής Θεωρητικής Φυσικής και της Σύγχρονης Φυσικής είναι ότι η τελευταία καθιερώνει ένα περισσότερο πολύπλοκο στα μοντέλα ή τις ερμηνείες και έχει μεγαλύτερη ικανότητα για πειραματικές προβλέψεις λαμβάνοντας υπόψη μια μεγαλύτερη ποικιλία συνθήκες.

Με την εμφάνιση της κβαντικής φυσικής, έχουν αναπτυχθεί μεγάλες τεχνολογικές εξελίξεις, για παράδειγμα, στον τομέα της ηλεκτρονικής από το τρανζίστορ και άλλα εξαρτήματα.

Επί του παρόντος, υπάρχουν πολυάριθμες μελέτες σχετικά με τις θεμελιώδεις ιδιότητες που διέπουν μερικές από τις πιο περίπλοκες πτυχές της Φυσικής. Σύγχρονο, όντας απαραίτητο να διαθέτει καινοτόμο εξοπλισμό και προηγμένες τεχνολογίες (όπως επιταχυντές του σωματίδια). Τα αποτελέσματα που λαμβάνονται μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία πιο αποτελεσματικών συσκευών που βελτιώνουν την ποιότητα ζωής, καθώς και για την καλύτερη κατανόηση του σύμπαντος.

Προϋποθέτει ένα πεδίο σπουδών που καλύπτει από τα τέλη του 19ου αιώνα έως σήμερα και σχετίζεται με έρευνα και κατανόηση των θεμελιωδών νόμων του φυσικού κόσμου, καθώς και η πρακτική εφαρμογή τους στην τεχνολογία μοντέρνο. Για το λόγο αυτό, έχει γίνει κλειδί για την κατανόηση των βασικών αρχών πίσω από πολλές πρόσφατες επιστημονικές προόδους, συμπεριλαμβανομένης της πυρηνικής ενέργειας, των ψηφιακών υπολογιστών και της νανοτεχνολογίας.

Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από πυρηνικές πηγές κατέστη δυνατή χάρη στις συνεισφορές της Σύγχρονης Φυσικής στον ενεργειακό τομέα.

Υπάρχουν πολλά τεχνολογικά πεδία που σχετίζονται ιδιαίτερα με τη Σύγχρονη Φυσική που έχουν αναπτυχθεί καθώς συνεχίζονται οι μελέτες και βελτιώνεται η διαθέσιμη τεχνολογία. Έτσι, μεταξύ των τομέων της επιστήμης που έχουν ωφεληθεί, είναι δυνατό να επισημανθούν τα υλικά και η μηχανολογία, εμβιομηχανική, υπολογιστές, διεργασίες σε ιατρικά εργαστήρια, συστήματα μεταφορών και κατασκευών, μεταξύ των οι υπολοιποι.

Θεωρία της σχετικότητας

Το έργο που πραγματοποιήθηκε από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν το 1905 σηματοδοτεί την επίσημη αρχή της επιστημονικής προόδου προς αυτό που σήμερα γνωρίζουμε ως «Σύγχρονη Φυσική». Τα εννοιολογικά τους βάθη επέτρεψαν στους ερευνητές να οπτικοποιήσουν πολύπλοκες διαδικασίες όπως π.χ πυρηνική ενέργεια, βαρυτικά κύματα, ακόμη και μαύρες τρύπες στο παγκόσμιο πλαίσιο της κοσμολογίας μοντέρνο.

Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν (1879 - 1955), θεωρείται ένας από τους πιο εξέχοντες επιστήμονες της Σύγχρονης Φυσικής.

Η θεωρία της σχετικότητας είναι ένα σύνολο εννοιών, εξισώσεων και επιστημονικών θεμελίων που προτείνει ο Αϊνστάιν στο αναζήτηση για να ανταποκριθεί στη μαθηματική ασυμβατότητα μεταξύ της κλασικής φυσικής στον τομέα της Νευτώνειας μηχανικής και της ηλεκτρομαγνητισμός. Αυτά τα θεμέλια αναπτύσσονται σε δύο θεωρίες:

Ειδική ή περιορισμένη σχετικότητα: προτάθηκε το 1905 και εξηγεί την κίνηση των σωμάτων χωρίς παρουσία βαρυτικών δυνάμεων σε επίπεδο σύστημα χρόνου και χώρου σε πλαίσια αναφορών αδρανειακή. Επέτρεψε την εδραίωση της Νευτώνειας μηχανικής με την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell.

Γενική σχετικότητα: υποτέθηκε το 1915 και ασχολείται με τις έννοιες των συστημάτων αναφοράς και της βαρύτητας. Λέγεται ότι είναι γενικό, γιατί επεκτείνει την αρχή της ειδικής σχετικότητας και δηλώνει ότι η γεωμετρία του χώρου - χρόνου τροποποιείται από την παρουσία της ύλης.

Δυστυχώς, δεν έχουν εφαρμοστεί όλα τα ευρήματα της Σύγχρονης Φυσικής σε τεχνολογίες και προόδους προς όφελος της ανθρωπότητας. Η κατανόηση των αρχών που θέτει η θεωρία της σχετικότητας προκάλεσε την ατομική βόμβα.

Κβαντική μηχανική

Είναι ένας κλάδος της Φυσικής που μελετά τη συμπεριφορά της ύλης στο επίπεδο του ατόμου, των σωματιδίων και της ενέργειάς της. Ένας από τους προδρόμους του ήταν ο Louis de Broglie, μέσω της ανακάλυψης της κυματικής και σωματιδιακής φύσης των φυσικών αντικειμένων, γύρω στο 1925. Από αυτόν τον τομέα της Φυσικής, ανακαλύπτονται επίσης κβαντικά φαινόμενα που σχετίζονται με την αδυναμία ακριβούς και ταυτόχρονου προσδιορισμού της ταχύτητας και της θέσης ενός σωματιδίου.

Ένα από τα πιο διάσημα πειράματα σκέψης στην κβαντική μηχανική είναι για τη γάτα του Σρέντινγκερ, η οποία με απλά λόγια υποθέτει ότι, όσο δεν κοιτάμε μέσα στο κουτί, το αιλουροειδές βρίσκεται σε υπέρθεση μεταξύ της συνθήκης του να είναι ζωντανός και νεκρός.