Mūsdienu fizikas definīcija

Evelīna Maitī Marina
Rūpniecības inženieris, fizikas maģistrs un EdD

Mūsdienu fizika ir studiju virziens, kas attīstījies kopš 20. gadsimta, sākot no kvantu fizikas līdz relativitātes teorijai. Kopumā divas pamatkategorijas, lai izprastu objektu uzvedību dažādos mērogos neatkarīgi no tā, vai tās ir elementāras daļiņas vai galaktikas. vesels. Tāpat mūsdienu fizika ir atbildīga par jaunu daļiņu izpēti un atklāšanu. subatomiskā, kā arī tās attiecības ar citām zinātnes jomām, piemēram, molekulāro bioloģiju un modernās tehnoloģijas.

Mūsdienu fizikas nozīme ir tās spējā izskaidrot daudzas dabas parādības, kuras iepriekš nebija atšifrējamas ar klasiskās fizikas palīdzību. Piemēram, kvantu mehānika kopā ar vispārināto relativitāti ir ļāvusi izskaidrot kvantu efektus, telpas saraušanās, laika paplašināšanās vai efekti, kas rodas ātrumā, kas ir tuvu gaismas ātrumam. Tāpat galvenā atšķirība starp klasisko teorētisko fiziku un mūsdienu fiziku ir tā, ka pēdējā nosaka vairāk sarežģīti modeļos vai interpretācijās, un tam ir lielāka spēja prognozēt eksperimentus, ņemot vērā lielāku dažādību nosacījumiem.

Līdz ar kvantu fizikas parādīšanos ir attīstījušies lieli tehnoloģiskie sasniegumi, piemēram, elektronikas jomā no tranzistora un citiem komponentiem.

Pašlaik ir veikti daudzi pētījumi par pamatīpašībām, kas regulē dažus no sarežģītākajiem fizikas aspektiem. Mūsdienīga, jo ir nepieciešams novatorisks aprīkojums un progresīvas tehnoloģijas (piemēram, paātrinātāji daļiņas). Iegūtos rezultātus var izmantot, lai radītu efektīvākas ierīces, kas uzlabo dzīves kvalitāti, kā arī labāku izpratni par Visumu.

Tas paredz studiju virzienu, kas aptver no 19. gadsimta beigām līdz mūsdienām un ir saistīts ar fiziskās pasaules fundamentālo likumu izpēte un izpratne, kā arī to praktiskā pielietošana tehnoloģijās moderns. Šī iemesla dēļ tas ir kļuvis par galveno, lai izprastu daudzu jaunāko zinātnes sasniegumu pamatprincipus, tostarp kodolenerģiju, digitālos datorus un nanotehnoloģiju.

Elektroenerģijas ražošana no kodolenerģijas avotiem ir bijusi iespējama, pateicoties mūsdienu fizikas ieguldījumam enerģētikas jomā.

Turpinoties studijām un pilnveidojoties pieejamajām tehnoloģijām, ir attīstītas daudzas tehnoloģiju jomas, kas īpaši saistītas ar mūsdienu fiziku. Tādējādi starp zinātnes jomām, kuras ir guvušas labumu, var izcelt materiālus un mašīnbūvi, biomehānika, skaitļošana, procesi medicīnas laboratorijās, transportēšanas un būvniecības sistēmas, tostarp citi.

Relativitātes teorija

Alberta Einšteina 1905. gadā veiktais darbs iezīmē oficiālu sākumu zinātnes attīstībai virzienā uz to, ko mēs šobrīd zinām kā "moderno fiziku". Viņu konceptuālais dziļums ļāva pētniekiem vizualizēt sarežģītus procesus, piemēram, kodolenerģija, gravitācijas viļņi un pat melnie caurumi globālajā kosmoloģijas kontekstā moderns.

Alberts Einšteins (1879-1955) tiek uzskatīts par vienu no izcilākajiem mūsdienu fizikas zinātniekiem.

Relativitātes teorija ir jēdzienu, vienādojumu un zinātnisku pamatu kopums, ko Einšteins ierosināja savā grāmatā. meklēt, lai reaģētu uz matemātisko nesaderību starp klasisko fiziku Ņūtona mehānikas jomā un elektromagnētisms. Šie pamati ir izstrādāti divās teorijās:

Speciālā vai ierobežotā relativitāte: tā tika ierosināta 1905. gadā un izskaidro ķermeņu kustību bez gravitācijas spēku klātbūtne plakanā laika un telpas sistēmā atskaites rāmjos inerciāls. Tas ļāva konsolidēt Ņūtona mehāniku ar Maksvela elektromagnētisko teoriju.

Vispārējā relativitāte: tā tika postulēta 1915. gadā un attiecas uz atskaites sistēmu un gravitācijas jēdzieniem. Tas esot vispārīgs, jo paplašina speciālās relativitātes principu un nosaka, ka telpas – laika ģeometriju modificē matērijas klātbūtne.

Diemžēl ne visi mūsdienu fizikas atklājumi ir piemēroti tehnoloģijām un sasniegumiem cilvēces labā. Izpratne par relativitātes teorijas izvirzītajiem principiem radīja atombumbu.

Kvantu mehānika

Tā ir fizikas nozare, kas pēta matērijas uzvedību atoma, tā daļiņu un enerģijas līmenī. Viens no tā priekštečiem bija Luijs de Broglis, ap 1925. gadu atklājot fizisko objektu viļņu un daļiņu raksturu. No šīs fizikas jomas tiek atklāti arī kvantu efekti, kas saistīti ar neiespējamību precīzi un vienlaikus noteikt daļiņas ātrumu un pozīciju.

Viens no slavenākajiem domu eksperimentiem kvantu mehānikā ir par Šrēdingera kaķi, kas vienkāršā izteiksmē uzskata, ka, kamēr mēs neskatāmies kastes iekšienē, kaķis atrodas superpozīcijā starp dzīvības stāvokli un miris.