Šiuolaikinės fizikos apibrėžimas

Evelyn Maitee Marin
Pramonės inžinierius, fizikos magistras ir EdD

Šiuolaikinė fizika yra studijų sritis, kuri vystėsi nuo XX amžiaus ir apima nuo kvantinės fizikos iki reliatyvumo. Apskritai, dvi pagrindinės kategorijos, skirtos suprasti objektų elgseną skirtingais masteliais, nesvarbu, ar tai elementarios dalelės, ar galaktikos. visas. Taip pat šiuolaikinė fizika yra atsakinga už naujų dalelių tyrimą ir atradimą. subatominė, taip pat jos ryšys su kitomis mokslo sritimis, tokiomis kaip molekulinė biologija ir šiuolaikinės technologijos.

Šiuolaikinės fizikos svarba slypi jos gebėjime paaiškinti daugelį gamtos reiškinių, kurie anksčiau buvo neiššifruoti naudojant klasikinę fiziką. Pavyzdžiui, kvantinė mechanika kartu su apibendrinta reliatyvumo teorija leido paaiškinti kvantinius efektus, erdvės susitraukimas, laiko išsiplėtimas arba efektai, sukuriami esant artimam šviesos greičiui. Taip pat pagrindinis skirtumas tarp klasikinės teorinės fizikos ir šiuolaikinės fizikos yra tas, kad pastaroji sukuria daugiau sudėtingi modeliai ar interpretacijos, ir turi daugiau galimybių prognozuoti eksperimentus, atsižvelgiant į didesnę įvairovę sąlygos.

Atsiradus kvantinei fizikai, buvo sukurta didelė technologinė pažanga, pavyzdžiui, tranzistoriaus ir kitų komponentų elektronikos srityje.

Šiuo metu yra atlikta daugybė pagrindinių savybių, kurios valdo kai kuriuos sudėtingiausius fizikos aspektus, tyrimų. Modernus, būtina turėti naujovišką įrangą ir pažangias technologijas (pvz., greitintuvus). dalelės). Gauti rezultatai gali būti panaudoti kuriant efektyvesnius prietaisus, gerinančius gyvenimo kokybę, taip pat geresnį visatos supratimą.

Jame numatoma studijų kryptis, apimanti nuo XIX amžiaus pabaigos iki šių dienų ir susijusi su pagrindinių fizinio pasaulio dėsnių tyrimai ir supratimas, taip pat jų praktinis pritaikymas technologijose modernus. Dėl šios priežasties jis tapo labai svarbus norint suprasti pagrindinius daugelio naujausių mokslo pasiekimų principus, įskaitant branduolinę energiją, skaitmeninius kompiuterius ir nanotechnologijas.

Elektros gamyba iš branduolinių šaltinių buvo įmanoma dėl šiuolaikinės fizikos indėlio į energetikos sritį.

Tęsiant studijas ir tobulėjant turimoms technologijoms, yra daug technologijų sričių, ypač susijusių su šiuolaikine fizika. Taigi iš naudingų mokslo sričių galima išskirti medžiagas ir mechaninę inžineriją, biomechanika, kompiuterija, procesai medicinos laboratorijose, transportavimo ir statybos sistemos ir kt kiti.

Reliatyvumo teorija

1905 m. Alberto Einšteino atliktas darbas žymi oficialią mokslo pažangos pradžią link to, ką šiuo metu vadiname „šiuolaikine fizika“. Jų konceptualios gelmės leido tyrėjams vizualizuoti sudėtingus procesus, tokius kaip branduolinė energija, gravitacinės bangos ir net juodosios skylės pasauliniame kosmologijos kontekste modernus.

Albertas Einšteinas (1879–1955) laikomas vienu iškiliausių šiuolaikinės fizikos mokslininkų.

Reliatyvumo teorija yra sąvokų, lygčių ir mokslinių pagrindų rinkinys, kurį Einšteinas pasiūlė savo knygoje. ieškoti atsako į matematinį nesuderinamumą tarp klasikinės fizikos Niutono mechanikos srityje ir elektromagnetizmas. Šie pagrindai yra sukurti dviem teorijomis:

Specialusis arba ribotas reliatyvumas: jis buvo pasiūlytas 1905 m. ir paaiškina kūnų judėjimą be gravitacinių jėgų buvimas plokščioje laiko ir erdvės sistemoje atskaitos sistemose inercinis. Tai leido sujungti Niutono mechaniką su Maksvelo elektromagnetine teorija.

Bendrasis reliatyvumas: jis buvo postuluotas 1915 m. ir susijęs su atskaitos sistemų ir gravitacijos sąvokomis. Sakoma, kad jis yra bendras, nes išplečia specialiojo reliatyvumo principą ir teigia, kad erdvės geometrija – laikas yra modifikuojama dėl materijos buvimo.

Deja, ne visos šiuolaikinės fizikos išvados buvo pritaikytos technologijoms ir pažangai žmonijos labui. Reliatyvumo teorijos principų supratimas davė pradžią atominei bombai.

Kvantinė mechanika

Tai fizikos šaka, tirianti materijos elgesį atomo, jo dalelių ir energijos lygmenyje. Vienas iš jo pirmtakų buvo Louis de Broglie, atradęs fizinių objektų bangų ir dalelių prigimtį, maždaug 1925 m. Šioje fizikos srityje taip pat aptinkami kvantiniai efektai, susiję su negalimybe tiksliai ir vienu metu nustatyti dalelės greitį ir padėtį.

Vienas garsiausių kvantinės mechanikos minčių eksperimentų yra apie Schrödingerio katę, kuri paprastai teigia, kad tol, kol nežiūrime į dėžės vidų, katinas yra superpozicijoje tarp gyvenimo sąlygų ir miręs.