ความหมายของฟิสิกส์สมัยใหม่

เอเวลิน ไมตี มาริน
วิศวกรอุตสาหการ, ปริญญาโทสาขาฟิสิกส์ และ กศ.ด

ฟิสิกส์สมัยใหม่เป็นสาขาวิชาที่พัฒนาขึ้นตั้งแต่ศตวรรษที่ 20 ตั้งแต่ฟิสิกส์ควอนตัมไปจนถึงทฤษฎีสัมพัทธภาพ โดยทั่วไปแล้ว หมวดหมู่พื้นฐานสองประเภทสำหรับการทำความเข้าใจพฤติกรรมของวัตถุในระดับต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นอนุภาคมูลฐานหรือดาราจักร ทั้งหมด. ในทำนองเดียวกัน Modern Physics มีหน้าที่รับผิดชอบในการศึกษาและค้นพบอนุภาคใหม่ อะตอม ตลอดจนความสัมพันธ์กับสาขาวิทยาศาสตร์อื่นๆ เช่น อณูชีววิทยา และ เทคโนโลยีที่ทันสมัย

ความสำคัญของ Modern Physics อยู่ที่ความสามารถในการอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติหลายอย่างที่ก่อนหน้านี้ไม่สามารถอธิบายได้ผ่านฟิสิกส์คลาสสิก ตัวอย่างเช่น กลศาสตร์ควอนตัมพร้อมกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทำให้สามารถอธิบายผลกระทบของควอนตัมได้ การหดตัวของอวกาศ การขยายเวลา หรือผลกระทบที่เกิดขึ้นด้วยความเร็วใกล้เคียงกับแสง ในทำนองเดียวกัน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างฟิสิกส์เชิงทฤษฎีคลาสสิกและฟิสิกส์สมัยใหม่ก็คือ ซับซ้อนในแบบจำลองหรือการตีความ และมีความสามารถมากขึ้นสำหรับการคาดคะเนการทดลองโดยคำนึงถึงความหลากหลายมากขึ้น เงื่อนไข.

ด้วยการเกิดขึ้นของควอนตัมฟิสิกส์ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้รับการพัฒนาอย่างมาก เช่น ในด้านอิเล็กทรอนิกส์จากทรานซิสเตอร์และส่วนประกอบอื่นๆ

ปัจจุบัน มีการศึกษามากมายเกี่ยวกับคุณสมบัติพื้นฐานที่ควบคุมแง่มุมที่ซับซ้อนที่สุดของฟิสิกส์ ทันสมัย ​​จำเป็นต้องมีนวัตกรรมอุปกรณ์และเทคโนโลยีขั้นสูง (เช่น เครื่องเร่งความเร็วของ อนุภาค) ผลลัพธ์ที่ได้สามารถนำมาใช้เพื่อสร้างอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพชีวิตตลอดจนความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับจักรวาล

สันนิษฐานว่าเป็นสาขาวิชาที่ครอบคลุมตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 19 จนถึงปัจจุบันและเกี่ยวข้องกับ การวิจัยและความเข้าใจเกี่ยวกับกฎพื้นฐานของโลกทางกายภาพ ตลอดจนการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีในทางปฏิบัติ ทันสมัย. ด้วยเหตุนี้ จึงกลายเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจหลักการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ล่าสุด รวมถึงพลังงานนิวเคลียร์ คอมพิวเตอร์ดิจิทัล และนาโนเทคโนโลยี

การผลิตไฟฟ้าจากแหล่งนิวเคลียร์เป็นไปได้เนื่องจากการมีส่วนร่วมของ Modern Physics ในด้านพลังงาน

มีสาขาเทคโนโลยีจำนวนมากโดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์ยุคใหม่ที่ได้รับการพัฒนาเมื่อการศึกษาดำเนินต่อไปและเทคโนโลยีที่มีอยู่ก็ดีขึ้น ดังนั้นในสาขาวิทยาศาสตร์ที่ได้รับประโยชน์จึงเป็นไปได้ที่จะเน้นวัสดุและวิศวกรรมเครื่องกล ชีวกลศาสตร์ การคำนวณ กระบวนการในห้องปฏิบัติการทางการแพทย์ ระบบการขนส่งและการก่อสร้าง เป็นต้น คนอื่น.

ทฤษฎีสัมพัทธภาพ

ผลงานที่ดำเนินการโดยอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ในปี พ.ศ. 2448 นับเป็นจุดเริ่มต้นอย่างเป็นทางการของความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ไปสู่สิ่งที่เรารู้จักกันในชื่อ "ฟิสิกส์สมัยใหม่" ความลึกของแนวคิดช่วยให้นักวิจัยเห็นภาพกระบวนการที่ซับซ้อนได้ เช่น พลังงานนิวเคลียร์ คลื่นความโน้มถ่วง และแม้แต่หลุมดำในบริบทโลกของจักรวาลวิทยา ทันสมัย.

Albert Einstein (1879 - 1955) ถือเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นที่สุดคนหนึ่งของ Modern Physics

ทฤษฎีสัมพัทธภาพคือชุดของแนวคิด สมการ และรากฐานทางวิทยาศาสตร์ที่ไอน์สไตน์เสนอไว้ในตัวเขา การค้นหาเพื่อตอบสนองความไม่ลงรอยกันทางคณิตศาสตร์ระหว่างฟิสิกส์คลาสสิกในสาขากลศาสตร์นิวตันและ แม่เหล็กไฟฟ้า รากฐานเหล่านี้ได้รับการพัฒนาในสองทฤษฎี:

ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษหรือสัมพัทธภาพจำกัด: ถูกเสนอในปี 1905 และอธิบายถึงการเคลื่อนที่ของวัตถุโดยไม่ใช้ การปรากฏตัวของแรงโน้มถ่วงในระบบเวลาที่ราบเรียบและอวกาศในกรอบอ้างอิง เฉื่อย อนุญาตให้รวมกลศาสตร์ของนิวตันเข้ากับทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป: ตั้งขึ้นในปี 1915 และเกี่ยวข้องกับแนวคิดของระบบอ้างอิงและแรงโน้มถ่วง กล่าวกันว่าเป็นเรื่องทั่วไปเพราะมันขยายหลักการของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและระบุว่ารูปทรงเรขาคณิตของอวกาศ - เวลาถูกแก้ไขโดยการมีอยู่ของสสาร

น่าเสียดายที่การค้นพบของ Modern Physics บางส่วนไม่ได้ถูกนำมาใช้กับเทคโนโลยีและความก้าวหน้าเพื่อประโยชน์ของมนุษยชาติ ความเข้าใจในหลักการของทฤษฎีสัมพัทธภาพก่อให้เกิดระเบิดปรมาณู

กลศาสตร์ควอนตัม

เป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษาพฤติกรรมของสสารในระดับอะตอม อนุภาค และพลังงานของสสาร หนึ่งในผู้นำของมันคือ Louis de Broglie จากการค้นพบคลื่นและธรรมชาติของอนุภาคของวัตถุทางกายภาพ เมื่อประมาณปี 1925 จากสาขาฟิสิกส์นี้ ผลกระทบของควอนตัมที่เกี่ยวข้องกับความเป็นไปไม่ได้ในการกำหนดความเร็วและตำแหน่งของอนุภาคอย่างแม่นยำและพร้อมกันก็ถูกค้นพบเช่นกัน

หนึ่งในการทดลองทางความคิดที่มีชื่อเสียงที่สุดในกลศาสตร์ควอนตัมคือเกี่ยวกับแมวของชโรดิงเงอร์ ซึ่งพูดง่ายๆ ก็คือ สมมติว่าตราบเท่าที่เราไม่มองเข้าไปในกล่อง แมวจะอยู่ซ้อนทับระหว่างสภาพของการมีชีวิตและ ตาย.