Kaasaegse füüsika definitsioon

Evelyn Maitee Marin
Tööstusinsener, MSc füüsikas ja EdD

Kaasaegne füüsika on uurimisvaldkond, mis on arenenud alates 20. sajandist ja ulatub kvantfüüsikast relatiivsusteooriani. Üldiselt on kaks põhikategooriat objektide käitumise mõistmiseks erineval skaalal, olgu need siis elementaarosakesed või galaktikad. terve. Samuti vastutab kaasaegne füüsika uute osakeste uurimise ja avastamise eest. subatomiline, samuti selle seos teiste teadusvaldkondadega, nagu molekulaarbioloogia ja kaasaegsed tehnoloogiad.

Kaasaegse füüsika tähtsus seisneb selle võimes seletada paljusid loodusnähtusi, mis olid varem klassikalise füüsika kaudu lahti seletamatud. Näiteks on kvantmehaanika koos üldistatud relatiivsusteooriaga võimaldanud selgitada kvantefekte, ruumi kokkutõmbumine, aja laienemine või valguse kiirusele lähedasel kiirusel tekkivad efektid. Samuti on peamine erinevus klassikalise teoreetilise füüsika ja kaasaegse füüsika vahel see, et viimane loob mudelites või tõlgendustes keerukad ja suuremat mitmekesisust arvesse võttes on sellel suurem katseprognooside võime tingimused.

Kvantfüüsika esilekerkimisega on arenenud suured tehnoloogilised edusammud, näiteks transistorist ja muudest komponentidest elektroonika vallas.

Praegu on tehtud arvukalt uuringuid füüsika kõige keerukamate aspektide põhiomaduste kohta. Kaasaegne, mis on vajalik uuenduslike seadmete ja arenenud tehnoloogiate (nt kiirendite) olemasolu osakesed). Saadud tulemusi saab kasutada tõhusamate seadmete loomiseks, mis parandavad elukvaliteeti, aga ka universumi paremat mõistmist.

See eeldab uurimisvaldkonda, mis hõlmab 19. sajandi lõpust tänapäevani ja on seotud füüsilise maailma põhiseaduste uurimine ja mõistmine, samuti nende praktiline rakendamine tehnoloogias kaasaegne. Sel põhjusel on see muutunud paljude hiljutiste teaduse edusammude, sealhulgas tuumaenergia, digitaalarvutite ja nanotehnoloogia põhiprintsiipide mõistmiseks.

Elektrienergia tootmine tuumaallikatest on olnud võimalik tänu kaasaegse füüsika panusele energiavaldkonnas.

Eriti kaasaegse füüsikaga on seotud palju tehnoloogiavaldkondi, mida on arenenud õpingute jätkudes ja olemasoleva tehnoloogia paranedes. Seega saab kasu toonud teadusvaldkondadest esile tõsta materjalid ja masinaehitus, biomehaanika, andmetöötlus, protsessid meditsiinilaborites, transpordi- ja ehitussüsteemid jne teised.

Relatiivsusteooria

Albert Einsteini 1905. aastal tehtud töö tähistab ametlikku algust teaduslikule edusammule selle poole, mida me praegu tunneme kui "kaasaegset füüsikat". Nende kontseptuaalne sügavus võimaldas teadlastel visualiseerida keerulisi protsesse nagu tuumaenergia, gravitatsioonilained ja isegi mustad augud kosmoloogia globaalses kontekstis kaasaegne.

Albert Einsteini (1879-1955) peetakse kaasaegse füüsika üheks silmapaistvamaks teadlaseks.

Relatiivsusteooria on mõistete, võrrandite ja teaduslike aluste kogum, mille Einstein pakkus välja oma teoses. otsida vastuseid matemaatilisele vastuolule klassikalise füüsika vahel Newtoni mehaanika valdkonnas ja elektromagnetism. Need alused on välja töötatud kahe teooria alusel:

Eri- või piiratud relatiivsusteooria: see pakuti välja 1905. aastal ja see selgitab kehade liikumist ilma gravitatsioonijõudude olemasolu tasases aja- ja ruumisüsteemis võrdlusraamistikes inertsiaalne. See võimaldas konsolideerida Newtoni mehaanika Maxwelli elektromagnetilise teooriaga.

Üldrelatiivsusteooria: see postuleeriti 1915. aastal ja käsitleb referentssüsteemide ja gravitatsiooni mõisteid. Väidetavalt on see üldine, sest see laiendab erirelatiivsusteooria põhimõtet ja väidab, et ruumi – aja geomeetriat modifitseerib aine olemasolu.

Kahjuks ei ole kõiki kaasaegse füüsika avastusi rakendatud tehnoloogiate ja edusammude puhul inimkonna hüvanguks. Relatiivsusteooria poolt püstitatud põhimõtete mõistmine andis aluse aatomipommi tekkele.

Kvantmehaanika

See on füüsika haru, mis uurib aine käitumist aatomi, selle osakeste ja energia tasandil. Üks selle eelkäijatest oli Louis de Broglie, kes avastas 1925. aasta paiku füüsiliste objektide laine- ja osakeste olemuse. Sellest füüsika valdkonnast avastatakse ka kvantefektid, mis on seotud osakeste kiiruse ja asukoha täpse ja samaaegse määramise võimatusega.

Üks kuulsamaid kvantmehaanika mõtteeksperimente puudutab Schrödingeri kassi, mis lihtsamalt öeldes oletab, et niikaua kui me kasti sisse ei vaata, on kass superpositsioonis elusoleku ja surnud.