Moderne fysica

We leggen uit wat moderne fysica is, welke studies, zijn takken, de verschillen met de klassieke fysica en prominente wetenschappers

Moderne fysica is van mening dat ruimte en tijd een weefsel vormen en zwaartekracht is niets anders dan een vervorming van dat weefsel, veroorzaakt door de aanwezigheid van een deeg, zoals die van de zon

Wat is moderne fysica?

De Moderne fysica Het verwijst naar de fysica die is ontwikkeld aan het begin van de 20e eeuw en dat is gewijd aan de studie van objecten waarvan de snelheid vergelijkbaar is met die van licht, evenals met de lichamen van kleine dimensies: het atoom en de deeltjes die het vormen.

De negentiende eeuw was cruciaal voor thermodynamica en elektriciteit, aangedreven door de industriële revolutie. Maar naarmate de technologie vorderde, toonden steeds meer geavanceerde experimenten fenomenen die wetenschappers niet volledig konden verklaren met geaccepteerde theorieën.

Vooral drie fenomenen waren de sleutels bij de opkomst van de nieuwe fysica: de straling die door zeer hete objecten werd uitgestoten, de spectra van lijnen zijn ontstaan ​​in de elektrische ontladingen in gassen en het foto -elektrische effect.

Wetenschappers hadden geen bevredigende verklaringen voor deze fenomenen, tenzij de revolutionaire postulaten van de kwantummechanica en het dubbele golfdeeltje, zowel van het licht als van materie. Dit was de geboorte van de moderne fysica aan het begin van de twintigste eeuw.

Vandaag geaccepteerd door de wetenschappelijke gemeenschap, op het moment dat ze controversiële theorieën waren, in veel opzichten weg van de fysica van Newton, waarrond alle gebieden van de klassieke fysica draaien.

Wat bestaat uit moderne fysica?

De twee hoofdvelden die de moderne fysica bestuderen, zijn de theorie van relativiteitstheorie en kwantummechanica.

De relativiteitstheorie gaat over het verklaren van het gedrag van mobiele telefoons met snelheden die dicht bij die van het licht zijn. Van zijn kant verdiept de kwantummechanica het onderwerp en de studie van de samenstellende deeltjes.

De relativiteitstheorie

De relativiteitstheorie, voorgesteld door Albert Einstein (1879-1955), gaat over de processen die plaatsvinden met snelheden die dicht bij die van licht zijn. De snelheid van het licht is een constante van de natuur waarvan de vacuümwaarde ongeveer 300 is.000 km/s. Niets beweegt met een hogere snelheid dan dit.

Kan u van dienst zijn: acute geluiden: kenmerken en voorbeelden

Het is echter verkeerd om te denken dat de postulaten van de klassieke of Newtoniaanse fysica niet geldig zijn volgens de nieuwe aanpak van de moderne fysica.

Integendeel, de relativiteitstheorie is een breder gezichtspunt, dat Newtoniaanse fysica omvat wanneer snelheden veel lager zijn dan die van licht. En de meeste alledaagse objecten bewegen zo, behalve het licht zelf.

Kwantummechanica

Van zijn kant gaat de kwantummechanica over de materie op het niveau van de deeltjes waarmee deze samenhangt. Op zo'n kleine schaal vertonen de deeltjes dubbel gedrag: ze zijn tegelijkertijd deeltjes en golven.

De deeltjes hebben massa- en energiegolven, daarom, als de subatomaire deeltjes beide tegelijkertijd zijn, gebeurt het dat massa M en energie en equivalent zijn, zoals de vergelijking laat zien:

E = MC²

Hier vertegenwoordigt C de snelheid van het licht in een vacuüm.

Omdat ze van een golvende aard zijn, zijn deeltjes bovendien geen specifieke objecten waarvan het spoor kan worden gevolgd als die van een biljartbal. Een verrassend feit is dat u alleen de kans kunt weten dat het deeltje zich in een bepaalde positie bevindt.

Takken van moderne fysica

Moderne fysica strekt zich uit in verschillende takken, nauw verbonden, waaronder het mogelijk is om te vermelden:

Relativiteit

Hij postuleert dat de natuurwetten hetzelfde zijn, ongeacht het referentiekader, evenals het feit dat de snelheid van het licht constant is in een vacuüm voor elke waarnemer, zelfs als het beweging heeft.

Kan u van dienst zijn: Factorial Rig: Definitie, formules en oefeningen

Kwantummechanica

Het behandelt het gedrag van materie op een atomaire schaal en dat van de deeltjes die het samenstellen, gezien het feit dat de energie wordt gekwantiseerd, wat betekent dat het niet in willekeurige waarden voorkomt, maar in veelvouden van een hoeveelheid: hoeveel.

Het beschouwt ook dat zowel licht als materie een dubbele aard vertonen: golven en deeltjes. Licht is een elektromagnetische golf, en tegelijkertijd een deeltje, foton genoemd, waarvan de energie E recht evenredig is met de frequentie f:

E = h ∙ f

Omdat hij de planck -constante is, waarvan de waarde in eenheden van het internationale systeem is: 6.62607015 × 10^{-3. 4} J ∙ s

Atoomfysica

Het richt zich op het bestuderen van de eigenschappen van het atoom, het essentiële bestanddeel van het onderwerp, naast de interacties die plaatsvinden tussen hen en tussen atomen en licht.

Kernfysica

Het atoom heeft een structuur bestaande uit een kern en elektronen in orbitaal eromheen. De kern heeft niet alleen de bijna totaliteit van de massa van het atoom, maar ook de eigenschappen die hun individualiteit aan elk element geven. Nucleaire fysica is verantwoordelijk voor het bestuderen van hun eigenschappen en interacties.

Deeltjesfysica

Er is een universum van deeltjes op het subatomaire niveau, waarvan de kenmerken en interacties deeltjesfysica bestuderen.

De deeltjes zijn ingedeeld in twee grote groepen: bosonen en fermionen, de eerste zijn verantwoordelijk voor het bemiddelen van fundamentele interacties, zoals elektromagnetisch via foton. Tot de tweede groep behoren de materiaaldeeltjes zoals het elektron.

Kosmologie

Bestudeer de oorsprong en evolutie van het universum, bestuurd door het licht en deeltjes die het onderwerp vormen.

Verschillen tussen moderne fysica en klassieke fysica

Klassieke fysica is meer vertrouwd en nauwkeuriger, in de zin dat het de macroscopische wereld en het gedrag van objecten bij lage snelheden bevredigend verklaart.

Een ander relevant verschil is dat er magnitudes zijn die in de moderne fysica worden gekwantiseerd, zoals energie en momentum, terwijl ze in de klassieke fysica elke waarde aannemen.

Het kan u van dienst zijn: Live ladingen: concept, kenmerken, voorbeelden

Ten slotte zijn in de klassieke fysica -massa en energie twee verschillende magnitudes, die moderne fysica verbindt door de snelheid van het licht in de hierboven genoemde beroemde Einstein -vergelijking:

E = MC²

Wetenschappers van de moderne fysica en hun bijdragen

De belangrijkste wetenschappers van de moderne fysica, verzameld op de V Conference Solvay, gehouden in Brussel in 1927

Max Planck (1858-1947)

Hij was de eerste die het bestaan ​​van energie voorstelde, als de enige manier om de straling van het zwarte lichaam naar tevredenheid te verklaren, zodat de vader van de kwantumtheorie wordt beschouwd.

Albert Einstein (1879-1955)

Einstein is de schepper van de relativiteitstheorie. Zijn eerste werk over het onderwerp werd gepubliceerd in 1905 en de tweede in 1916, maar kreeg niet de Nobelprijs voor hen, maar voor zijn uitleg van het foto -elektrische effect waarin hij voorstelde dat het dragerdeeltje van elektromagnetische interactie het foton is.

Niels Bohr (1885-1962)

Hij bedacht het eerste kwantumatoommodel, door voor te stellen dat een elektron alleen die orbitalen kan bezetten waarin de hoeveelheid beweging een geheel veelvoud is van h/2π. Wanneer het elektron van het ene orbitaal in het andere verandert, varieert de energie ook in hoeveel, equivalent aan het verschil in energie tussen de uiteindelijke toestand en de beginstaat.

Werner Heisenberg (1901-1976)

Hij is vooral bekend om het onzekerheidsprincipe dat zijn naam draagt, maar heeft ook grote bijdragen geleverd aan de wiskundige formulering van de kwantummechanica.

Erwin Schrodinger (1887-1961)

Hij bedacht een atoommodel op basis van kwantummechanica, maar zijn meest opvallende bijdrage is de golfvergelijking die zijn naam draagt, waardoor het mogelijk is om de kans te evalueren dat een elektron in een bepaalde positie is.