fizica contemporană Este cea care se dezvoltă în perioada contemporană, între Revoluția Franceză și până în prezent, adică din secolul al XVIII-lea până în prezent. În acest fel, fizica modernă și cele mai recente teorii despre particule și cosmologie sunt considerate parte a fizicii contemporane..
Cunoscutele legi ale mecanicii și gravitației universale ale lui Isaac Newton, precum și legile mișcării planetare formulate de Johannes Kepler, sunt considerate parte a fizica clasică, deoarece datează din secolul al XVII-lea și nu fac parte din fizica contemporană.
Indice articol
În mod formal, studiul Fizicii include fenomene naturale, precum schimbarea stării de mișcare a corpurilor, proprietățile caracteristice ale materiei, componentele sale fundamentale și interacțiunile dintre ele..
Desigur, atâta timp cât aceste modificări nu implică formarea de noi substanțe sau procese biologice. Această definiție este valabilă atât pentru fizica clasică, cât și pentru cea contemporană..
Acum ne vom concentra asupra principalelor descoperiri și teorii fizice dezvoltate de la Revoluția Franceză până în prezent, pe scurt și într-o ordine mai mult sau mai puțin cronologică:
-Electricitatea a fost redescoperită și au fost create modelul electrostatic al forței, magnetismului și teoriei electromagnetice..
-Au apărut conceptele de energie potențială și energie cinetică, precum și cea de câmp.
-Au fost stabilite legile de conservare a energiei, materiei și sarcinii electrice.
-Teoria undelor luminii și-a făcut apariția și pentru prima dată a existat o măsurare exactă a vitezei luminii. De asemenea, au fost studiate interacțiunile luminii cu câmpurile electrice și magnetice..
-Odată cu revoluția industrială a venit ascensiunea termodinamicii. A fost enunțată a doua lege a termodinamicii și mai târziu conceptul de entropie, de asemenea teoria cinetică a gazelor, mecanica statistică și ecuația Boltzmann.
-Legea radiației corpurilor (legea lui Stefan) și legea deplasării lungimii de undă emise de un corp fierbinte în funcție de temperatura acestuia (legea lui Wien) au fost descoperite.
-Undele electromagnetice apar, anticipate teoretic, pe lângă razele X, radioactivitatea naturală și electronul, toate acestea la sfârșitul secolului al XIX-lea.
În acest moment, teoriile clasice au trecut printr-o perioadă de criză, deoarece multe dintre fenomenele descoperite în secolul al XIX-lea nu au putut fi explicate cu aceste teorii. Deci, a fost necesar să dezvoltăm o nouă fizică, cunoscută sub numele de fizica moderna, care înțelege fundamental mecanica cuantică și teoria relativității.
Fizica modernă a început în 1900 odată cu descoperirea legea radiației corpului negru de Max Planck, în care conceptul de cata energie în interacțiunea radiației cu materia.
În această perioadă au fost dezvoltate modele atomice în care atomul pare să fie compus din particule mai mici decât atomul în sine. Acestea sunt electroni, protoni și neutroni.
La începutul secolului al XX-lea, Ernest Rutherford a descoperit nucleul atomic și a realizat un model atomic cu un nucleu central pozitiv și masiv, înconjurat de particule de lumină cu o sarcină negativă. In orice caz. acest model a fost pus deoparte într-un timp scurt, în favoarea unor modele mai adaptate noilor descoperiri.
Albert Einstein a propus în 1905 că cuantele luminoase, numite fotoni, au fost singura modalitate de a explica efectul fotoelectric. Un foton este cel mai mic pachet de energie luminoasă, care depinde de frecvența sa.
Teoria specială a relativității, cea mai cunoscută creație a lui Einstein, afirmă că timpul și masa sunt mărimi fizice care depind de cadrul de referință..
În acest fel, a fost necesar să se pună în aplicare corecții relativiste ale legilor clasice ale mișcării..
Pe de altă parte, teoria relativității generale a lui Albert Einstein stabilește că gravitația nu este o forță, ci mai degrabă o consecință a curburii spațiu-timp, produsă de corpuri cu masă precum Soarele și planetele. Acest lucru ar explica precesiunea periheliului lui Mercur și prezice curbura luminii..
Îndoirea luminii de către un corp masiv precum Soarele a fost dovedită fără îndoială. Acest fenomen este cel care produce lentile gravitaționale.
Așa că oamenii de știință au început să se gândească la teoriile unificării, în care gravitația și electromagnetismul sunt manifestări ale unor spații distorsionate de mai mult de patru dimensionalități, precum teoria Kaluza-Klein..
Posibilitatea teoretică a unui univers în expansiune a apărut atunci, grație lucrărilor lui Alexander Friedman bazate pe teoria generală a relativității, fapt confirmat ulterior.
Găurile negre au apărut ca soluții la ecuațiile lui Einstein. Fizicianul hindus Chandrasekhar a stabilit limita colapsului stelar pentru a genera o gaură neagră.
O descoperire importantă a fost efectul Compton, care stabilește că fotonii, în ciuda faptului că nu au masă, au un impuls proporțional cu inversul lungimii lor de undă. Constanta proporționalității este Constanta lui Planck.
Odată cu venirea mecanicii cuantice, se stabilește și dualitatea undă-particulă. Teoria a prezis existența antimateriei, care a fost într-adevăr descoperită. A apărut și neutronul și odată cu acesta un nou model atomic: modelul mecanic cuantic.
O contribuție importantă este cea a a învârti, o proprietate a particulelor subatomice capabile, printre altele, să explice efectele magnetice.
Această ramură a fizicii contemporane apare atunci când sunt descoperite procesele nucleare de fisiune și fuziune. Primul a dus la bomba atomică și la energia nucleară, al doilea explică producția de energie de către stele, dar a dus și la bomba H.
În căutarea fuziunii nucleare controlate, s-a descoperit că protonul și neutronul au structuri interne: quarks, constituenții fundamentali ai protonilor și neutronii.
De atunci, cuarcii și electronii au fost considerați particule fundamentale, dar au apărut și noi particule fundamentale: muonul, pionul, leptonul tau și neutrinii..
Prima jumătate a secolului al XX-lea culminează cu contribuții importante din fizica contemporană:
-Superconductivitate și superfluiditate
-Maserul și laserul.
-Imagistica prin rezonanță magnetică a nucleelor atomice, o descoperire care dă naștere sistemelor de diagnostic non-invazive de astăzi.
-Dezvoltări teoretice majore, cum ar fi electrodinamica cuantică și diagramele Feynman, pentru a explica interacțiunile fundamentale.
Această teorie explică superconductivitatea, care afirmă că electronii, care sunt particule fermionică, interacționează cu rețeaua cristalină în așa fel încât perechile electronice să se formeze cu comportamentul bosonului.
Acesta dă naștere conceptului de legatura cuantica și posibilele sale aplicații în calculul cuantic. În plus, sunt propuse teleportarea cuantică și criptografia cuantică, dintre care au fost deja realizate primele implementări experimentale..
Descoperirea quarkurilor a fost urmată de crearea model standard de particule elementare, cu încă doi membri: bosonii W și Z.
S-au observat anomalii în viteza de rotație a stelelor în jurul centrului galaxiilor, așa că Vera Rubin propune existența materiei întunecate ca o posibilă explicație..
Apropo, există dovezi importante ale materiei întunecate, datorită descoperirii lentilelor gravitaționale fără masă vizibilă care explică curbura luminii..
Un alt domeniu important de studiu este cel al entropiei găurilor negre și al radiației Hawking..
De asemenea, expansiunea accelerată a universului a fost confirmată și se crede că energia întunecată este responsabilă..
Secolul 21 a început cu producția experimentală a plasmei de quark-gluon și descoperirea neutrino-ului Tau.
Au fost făcute, de asemenea, observații precise ale fundalului cosmic cu microunde, care aruncă lumină asupra teoriilor de formare timpurie ale universului..
O descoperire mult comentată este cea a bosonului Higgs, particula responsabilă de masa diferitelor particule fundamentale, care susține modelul standard de particule..
Detectate în 2015, undele gravitaționale au fost prezise în prima jumătate a secolului al XX-lea de Albert Einstein. Acestea sunt rezultatul coliziunii dintre două găuri negre supermasive.
În 2019, a fost obținută pentru prima dată imaginea unei găuri negre, o altă predicție a teoriei relativității.
Printre ramurile fizicii contemporane actuale se numără:
1.- Fizica particulelor
2.- Fizica plasmatică
3.- Calcul cuantic și fotonic
4.- Astrofizică și cosmologie
5.- Geofizică și biofizică.
6.- Fizica atomică și nucleară
7.- Fizica materiei condensate
Subiectele fizicii care sunt considerate în prezent deschise și care sunt în plină dezvoltare sunt:
-Fizica sistemelor complexe, teoriile haosului și fractali.
-Sisteme dinamice neliniare. Dezvoltarea de noi tehnici și modele care conduc la soluționarea unor astfel de sisteme. Printre aplicațiile sale se numără o prognoză meteo mai bună.
-Teorii de unificare, cum ar fi teoriile șirurilor și teoria M. Dezvoltarea gravitației cuantice.
-Fizica fluidelor și plasmelor în regim turbulent, care poate fi aplicată în dezvoltarea fuziunii nucleare controlate.
-Teorii despre originea materiei întunecate și a energiei întunecate. Dacă aceste fenomene ar fi înțelese, poate că navigația spațială ar putea fi dezvoltată, prin anti-gravitație și construcția motoarelor WARP..
-Superconductivitate la temperaturi ridicate, aplicabilă în crearea unor sisteme de transport mai eficiente.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.