Meddelelse om fysisk opdagelse. De vigtigste stadier i udviklingen af ​​fysik

Fysikere hviler aldrig. Nye funktioner findes ikke kun i planeternes bevægelse, det kosmiske vakuum, der adskiller planeterne, er for nylig blevet udstyret med nye egenskaber. Vores sædvanlige idé om vakuum som et perfekt tomrum er blevet erstattet af en velbegrundet hypotese om, at vakuum under visse forhold kan ... føde elementarpartikler.

rumvakuum

Kosmisk vakuum kan virkelig ikke betragtes som et tomrum – gravitationsfeltet gennemsyrer det altid. Og når et utroligt stærkt elektromagnetisk eller nukleart felt opstår i et vakuum, kan der opstå partikler, som ikke åbenbarer sig i rummets sædvanlige rolige tilstand. Nu overvejer forskere eksperimenter, der ville bekræfte eller afkræfte denne interessante og vigtige hypotese for den videre udvikling af fysikken.

Fysikere fortsætter med at studere i dybden ikke kun vakuumets egenskaber, men også strukturen af ​​faste stoffer, og de har til hensigt at bruge stadig mere energisk stråling med en lille bølgelængde til forskningsformål. Den sovjetiske fysiker A.F. Tulinov og de svenske forskere V. Domey og K. Bjorkvist "belyste" krystaller ikke med røntgenstråler eller en elektronstråle, men med ... en protonstråle. Spredning på kernerne af krystallers atomer gjorde protoner det muligt at opnå et meget klart billede af krystalgitteret på fotografisk film for at bestemme placeringen af ​​individuelle atomer. Ved jævnt at ændre protonstrålens energi og dybden af ​​deres indtrængning i prøverne under undersøgelse var forfatterne af en ny metode til strukturel analyse i stand til at opnå billeder af krystalgitterdefekter i forskellige dybder fra overfladen uden at ødelægge krystallerne.

Krystaller af forskellige stoffer, nøje undersøgt under det skarpe "lys" af højenergipartikler, viste sig på ingen måde at ligne den kolde verden af ​​ubevægelige frosne geometrisk regelmæssige rækker af atomer. Under påvirkning af indførte urenheder, under påvirkning af temperatur, tryk, elektriske og magnetiske felter, kan der forekomme overraskende transformationer i sådanne eksternt uforstyrrede krystaller: for eksempel, i nogle af dem forårsager en temperaturstigning forsvinden af ​​metalliske egenskaber, i andre, det modsatte billede er observeret - en isolerende krystal, der ikke transmitterede elektrisk strøm, bliver til metal.

Jordens elledninger og satellitter er symboler på store tekniske præstationer inden for fysik i det 19. og 20. århundrede. Hvilke opfindelser og opdagelser vil markere fysikkens succeser i de kommende århundreder?

Den sovjetiske fysiker E. L. Nagaev forudsagde teoretisk, at under visse betingelser kun individuelle regioner i krystaller ville ændre deres egenskaber. Samtidig bliver nogle halvlederes krystaller som ... buddinger med rosiner: rosiner er ledende kugler adskilt af dielektriske lag, og generelt transmitterer en sådan krystal ikke elektrisk strøm. Varme og et magnetfelt kan få kuglerne til at forbinde med hinanden, rosinerne ser ud til at opløses i buddingen – og krystallen bliver til en leder af elektrisk strøm. Eksperimenter bekræftede snart muligheden for sådanne overgange i krystaller ...

Ikke alt kan dog forudsiges og beregnes på forhånd. Ofte er drivkraften til skabelsen af ​​nye teorier uforståelige resultater af eksperimenter i laboratoriet eller mærkelige fænomener, som en opmærksom iagttager formår at bemærke i naturen.

solitons

Et af disse fænomener er solitons, eller enkelte bølger, som nu aktivt diskuteres og studeres af mange fysikere, blev først bemærket ... i august 1834. Den engelske videnskabsmand fra første halvdel af forrige århundrede, J. Scott Russell, efterlod os følgende beskrivelse: ”Jeg fulgte bådens bevægelse, som hurtigt blev slæbt langs en smal kanal af et par heste. Da den pludselig standsede, kom vandmassen i kanalen, som blev sat i bevægelse af båden, nær fartøjets stævn i en tilstand af stor ophidselse, brød pludselig væk fra den, rullede frem med stor fart og tog form af en stor ensom forhøjning, afrundet, glat og veldefineret, som fortsatte sin vej gennem kanalen uden nogen synlig ændring i form eller fald i hastighed.

Kun et halvt århundrede senere opnåede teoretikere bevægelsesligningen for en sådan ensom bølge. I dag er solitonbølger blevet opdaget under særlige forhold på vand, i en strøm af ladede ioner, under udbredelsen af ​​lyd, optiske bølger, laserstråler og endda ... under bevægelsen af ​​elektrisk strøm.

En bølge, som vi er vant til at se og beskrive som en ensartet svingning af mange partikler af et medium eller et elektromagnetisk felt, bliver pludselig til en masse energi, der løber ensomt og hurtigt i ethvert medie - i en væske, gas, fast stof. Solitoner bærer al energien fra en almindelig bølge med sig, og hvis årsagerne til deres forekomst er godt undersøgt, vil de måske i den nærmeste fremtid begynde at overføre energi af enhver art, der er nødvendig for en person over lange afstande, for eksempel at levere boligbyggerier med elektricitet opnået af halvlederfotoceller i rummet fra sollys...

Halvlederfotoceller og fotomultiplikatorer, som forfatteren til bogen viser, omdanner øjeblikkeligt lysstråling af enhver bølgelængde til elektrisk energi, reagerer følsomt på solens og fjerne stjerners lys.

Solitoner har egenskaber ikke kun af bølger, men også af partikler. Den japanske fysiker Naryushi Asano, som længe har studeret de fysiske processer, der fører til fremkomsten af ​​ensomme bølger, mener, at videnskabsmænd først og fremmest bør få svar på to vigtige spørgsmål: hvilken rolle spiller solitoner i naturen, og er det elementarpartikler?

lambda hyperon

Søgningen efter videnskabsmænd inden for elementarpartikler er kontinuerlig, i udviklingen af ​​en teori, der nu ville forene alle typer af interaktioner, der findes i naturen. Teoretiske fysikere mener også, at atomer kan eksistere i universet, hvis kerner ikke kun består af neutroner og protoner. En type af sådanne usædvanlige kerner blev opdaget eksperimentelt i kosmiske stråler af polske fysikere så tidligt som i 1935: Ud over protoner og neutroner indeholdt de en mere relativt langlivet og stærkt interagerende partikel - lambda hyperon. Sådanne kerner kaldes hyperkerner.

Nu studerer fysikere opførselen af ​​hyperkerner produceret ved acceleratorer og analyserer omhyggeligt sammensætningen af ​​kosmiske stråler, der kommer til Jorden, og forsøger at opdage endnu mere usædvanlige partikler af stof.

Universets vidder fortsætter med at bringe nye opdagelser til fysikere. For nogle år siden blev en gravitationslinse opdaget i rummet. Lyset udsendt af en af ​​kvasarerne, en fjern og lysende stjerne, blev afbøjet af tyngdefeltet i galakser placeret mellem Jorden og kvasaren, hvilket skabte den illusion, at der i denne del af himlen er ... to tvillingekvasarer.

Forskere har bevist, at opsplitning af billedet sker i henhold til lovene om lysbrydning, kun denne optiske "enhed" er enorm!

Genskab naturen på laboratoriebordet

Men ikke kun teoretiske modeller og observationer af naturen hjælper videnskabsmænd med at forstå essensen af ​​verden, små som store. Opfindsomme eksperimentelle fysikere formår at genskabe naturen på laboratoriebordet.

For nylig, i det videnskabelige tidsskrift "Physics of Plasma", dukkede en besked op om et vellykket forsøg på at reproducere under jordiske forhold ... udbrud på Solen. En gruppe forskere fra Fysisk Institut opkaldt efter. P. N. Lebedeva i Moskva var i stand til at simulere Solens magnetfelt i en laboratorieopstilling; i øjeblikket med et skarpt brud i strømmen, der strømmer gennem laget af ledende gas i dette felt, opstod der kraftig røntgenstråling - præcis som på Solen på tidspunktet for blusset! Det er blevet tydeligere for videnskabsmænd, hvorfor de formidable fænomener i naturen opstår - soludbrud ...

Fysikere fra Georgien har genskabt stjerneprocesser og udført elegante og interessante eksperimenter, roterende (med pludselige stop) cylindriske og sfæriske kar fyldt med flydende helium i forhold til hinanden ved de meget lave temperaturer, når helium bliver superflydende. Fysikere imiterede meget på samme måde pulsarernes "stjerneskælv", som kan opstå, hvis det ydre "normale" lag af radiokilden på et tidspunkt begynder at rotere med en lavere hastighed end pulsarens superflydende kerne.

Det viser sig, at selv fænomener, der opstår i en afstand af flere milliarder lysår fra os, kan opnås eksperimentelt på Jorden ...

Forskere lærer en masse interessante og usædvanlige ting om naturen i deres evige jagt på sandheden. På trods af alle de store resultater af videnskaben i det 20. århundrede glemmer fysikere ikke ordene fra en af ​​deres kolleger: "... menneskers eksistens afhænger af nysgerrighed og medfølelse. Nysgerrighed uden medfølelse er umenneskelig. Medfølelse uden nysgerrighed er ubrugelig..."

Mange videnskabsmænd er nu ikke kun interesseret i de storslåede processer af energifrigivelse fra neutronstjerner eller øjeblikkelige transformationer af elementarpartikler; de er begejstrede over muligheden, opdaget af moderne fysik, for forskellige former for bistand til biologer og læger, for at hjælpe mennesket med de storslåede anordninger og komplekse anordninger, som indtil videre kun repræsentanter for de eksakte videnskaber har mestret.

Fysik og filosofi

En meget vigtig egenskab gør, at fysikken er relateret til den filosofi, den kom fra - fysikken kan overbevisende ved hjælp af tal og fakta besvare spørgsmålet om en nysgerrig person: er den verden, vi lever i, stor eller lille? Og så opstår et tvillingespørgsmål: er mennesket stort eller lille?

Videnskabsmanden og forfatteren Blaise Pascal kaldte en person for et "tænkende rør" og understregede dermed, at en person er skrøbelig, svag og forsvarsløs over for den livløse naturs klart overlegne kræfter; menneskets eneste våben og forsvar er dets tanke.

Hele fysikkens historie overbeviser os om, at besiddelsen af ​​dette uhåndgribelige og usynlige våben gør en person i stand til at trænge ekstraordinært dybt ind i verden af ​​uendeligt små elementarpartikler og nå de fjerneste hjørner af vores enorme univers.

Fysikken viser os, hvor stor og samtidig tæt den verden, vi lever i. Fysik tillader en person at føle al sin storhed, al den ekstraordinære tankekraft, som gør ham til det mest magtfulde væsen i verden.

"Jeg bliver ikke rigere, uanset hvor meget jord jeg erhverver...," skrev Pascal, "men ved hjælp af tanker dækker jeg universet."

Fysik er en af ​​de vigtigste videnskaber studeret af mennesket. Dens tilstedeværelse er mærkbar i alle livets områder, nogle gange ændrer opdagelser endda historiens gang. Derfor er store fysikere så interessante og betydningsfulde for mennesker: deres arbejde er relevant selv efter mange århundreder efter deres død. Hvilke videnskabsmænd bør først og fremmest kendes?

André-Marie Ampère

Den franske fysiker blev født ind i familien til en forretningsmand fra Lyon. Forældrebiblioteket var fyldt med værker af førende videnskabsmænd, forfattere og filosoffer. Siden barndommen var Andre glad for at læse, hvilket hjalp ham med at få dybdegående viden. I en alder af tolv havde drengen allerede lært det grundlæggende i højere matematik, og året efter sendte han sit arbejde til Lyon Academy. Snart begyndte han at give privatundervisning, og fra 1802 arbejdede han som lærer i fysik og kemi, først i Lyon og derefter på den polytekniske skole i Paris. Ti år senere blev han valgt til medlem af Videnskabernes Akademi. Navne på store fysikere er ofte forbundet med de begreber, de har viet deres liv til at studere, og Ampère er ingen undtagelse. Han beskæftigede sig med elektrodynamikkens problemer. Enheden for elektrisk strøm måles i ampere. Derudover var det videnskabsmanden, der introducerede mange af de udtryk, der bruges i dag. For eksempel er disse definitionerne af "galvanometer", "spænding", "elektrisk strøm" og mange andre.

Robert Boyle

Mange store fysikere udførte deres arbejde på et tidspunkt, hvor teknologi og videnskab praktisk talt var i deres vorden, og på trods af dette lykkedes det dem. For eksempel en indfødt i Irland. Han var engageret i forskellige fysiske og kemiske eksperimenter og udviklede den atomistiske teori. I 1660 formåede han at opdage loven om ændring i volumen af ​​gasser afhængigt af tryk. Mange af hans tids store havde ingen idé om atomer, og Boyle var ikke kun overbevist om deres eksistens, men dannede også flere begreber relateret til dem, såsom "elementer" eller "primære blodlegemer." I 1663 lykkedes det ham at opfinde lakmus, og i 1680 var han den første til at foreslå en metode til at få fosfor fra knogler. Boyle var medlem af Royal Society of London og efterlod sig mange videnskabelige værker.

Niels Bohr

Ikke sjældent viste store fysikere sig også at være betydningsfulde videnskabsmænd på andre områder. For eksempel var Niels Bohr også kemiker. Som medlem af Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab og en førende videnskabsmand i det tyvende århundrede, blev Niels Bohr født i København, hvor han modtog sin videregående uddannelse. I nogen tid samarbejdede han med de engelske fysikere Thomson og Rutherford. Bohrs videnskabelige arbejde blev grundlaget for skabelsen af ​​kvanteteori. Mange store fysikere arbejdede efterfølgende i de retninger, som Niels oprindeligt skabte, for eksempel inden for nogle områder af teoretisk fysik og kemi. De færreste ved det, men han var også den første videnskabsmand, der lagde grundlaget for det periodiske system af grundstoffer. I 1930'erne gjort mange vigtige opdagelser inden for atomteori. For sine præstationer blev han tildelt Nobelprisen i fysik.

Max Born

Mange store fysikere kom fra Tyskland. For eksempel blev Max Born født i Breslau, søn af en professor og en pianist. Fra barndommen var han glad for fysik og matematik og gik ind på universitetet i Göttingen for at studere dem. I 1907 forsvarede Max Born sin afhandling om stabiliteten af ​​elastiske kroppe. Som andre store fysikere på den tid, såsom Niels Bohr, samarbejdede Max med Cambridge-specialister, nemlig med Thomson. Born var også inspireret af Einsteins ideer. Max var engageret i studiet af krystaller og udviklede flere analytiske teorier. Derudover skabte Born det matematiske grundlag for kvanteteori. Som andre fysikere ønskede antimilitaristen Born kategorisk ikke Den Store Fædrelandskrig, og i årene med kampe måtte han emigrere. Efterfølgende vil han fordømme udviklingen af ​​atomvåben. For alle sine præstationer modtog Max Born Nobelprisen og blev også optaget på mange videnskabelige akademier.

Galileo Galilei

Nogle store fysikere og deres opdagelser er forbundet med astronomi og naturvidenskab. For eksempel Galileo, en italiensk videnskabsmand. Mens han studerede medicin på universitetet i Pisa, blev han fortrolig med Aristoteles' fysik og begyndte at læse de gamle matematikere. Fascineret af disse videnskaber droppede han ud og begyndte at komponere "Little Scales" - et værk, der hjalp med at bestemme massen af ​​metallegeringer og beskrev figurernes tyngdepunkter. Galileo blev berømt blandt italienske matematikere og modtog en stol i Pisa. Efter nogen tid blev han hoffilosof for hertugen af ​​Medici. I sine værker studerede han principperne for balance, dynamik, fald og bevægelse af kroppe samt materialers styrke. I 1609 byggede han det første teleskop, hvilket gav en tredobbelt forstørrelse, og derefter - med en toogtredive gange. Hans observationer gav oplysninger om Månens overflade og stjernernes størrelse. Galileo opdagede Jupiters måner. Hans opdagelser gjorde et sprøjt på det videnskabelige område. Den store fysiker Galileo var ikke særlig godkendt af kirken, og det afgjorde holdningen til ham i samfundet. Han fortsatte dog med at arbejde, hvilket var årsagen til opsigelsen af ​​inkvisitionen. Han måtte opgive sin lære. Men ikke desto mindre, et par år senere, blev afhandlinger om Jordens rotation omkring Solen, skabt på grundlag af Copernicus ideer, offentliggjort: med den forklaring, at dette kun er en hypotese. Således blev videnskabsmandens vigtigste bidrag bevaret for samfundet.

Isaac Newton

Store fysikeres opfindelser og ordsprog bliver ofte en slags metafor, men legenden om æblet og tyngdeloven er den mest berømte. Alle kender helten i denne historie, ifølge hvilken han opdagede tyngdeloven. Derudover udviklede videnskabsmanden integral- og differentialregning, blev opfinderen af ​​spejlteleskopet og skrev mange grundlæggende værker om optik. Moderne fysikere betragter ham som skaberen af ​​klassisk videnskab. Newton blev født i en fattig familie, studerede på en simpel skole og derefter i Cambridge, mens han arbejdede som tjener sideløbende for at betale for sine studier. Allerede i de første år kom han med ideer, som i fremtiden vil blive grundlaget for opfindelsen af ​​calculussystemer og opdagelsen af ​​tyngdeloven. I 1669 blev han lektor i afdelingen og i 1672 medlem af Royal Society of London. I 1687 udkom det vigtigste værk med titlen "Begyndelser". For uvurderlige præstationer i 1705 fik Newton tildelt adelen.

Christian Huygens

Som mange andre store mennesker var fysikere ofte talentfulde på forskellige områder. For eksempel Christian Huygens, der er hjemmehørende i Haag. Hans far var diplomat, videnskabsmand og forfatter, hans søn fik en fremragende uddannelse inden for det juridiske område, men blev interesseret i matematik. Desuden talte Christian fremragende latin, kunne danse og ride på hest, spillede musik på lut og cembalo. Som barn formåede han selvstændigt at bygge sig selv og arbejde på det. I løbet af sine universitetsår korresponderede Huygens med den parisiske matematiker Mersenne, hvilket i høj grad påvirkede den unge mand. Allerede i 1651 udgav han et værk om kvadraturen af ​​cirklen, ellipsen og hyperbelen. Hans arbejde tillod ham at få et ry som en fremragende matematiker. Så blev han interesseret i fysik, skrev flere værker om kolliderende kroppe, som for alvor påvirkede hans samtidiges ideer. Derudover ydede han bidrag til optik, designede et teleskop og skrev endda et papir om gambling-beregninger relateret til sandsynlighedsteori. Alt dette gør ham til en fremragende figur i videnskabens historie.

James Maxwell

Store fysikere og deres opdagelser fortjener enhver interesse. Dermed opnåede James-Clerk Maxwell imponerende resultater, som alle bør sætte sig ind i. Han blev grundlæggeren af ​​teorierne om elektrodynamik. Videnskabsmanden blev født i en adelig familie og blev uddannet ved universiteterne i Edinburgh og Cambridge. For sine præstationer blev han optaget i Royal Society of London. Maxwell åbnede Cavendish Laboratory, som var udstyret med den nyeste teknologi til at udføre fysiske eksperimenter. I løbet af sit arbejde studerede Maxwell elektromagnetisme, den kinetiske teori om gasser, spørgsmål om farvesyn og optik. Han viste sig også som astronom: det var ham, der konstaterede, at de er stabile og består af ikke-relaterede partikler. Han studerede også dynamik og elektricitet og havde en alvorlig indflydelse på Faraday. Omfattende afhandlinger om mange fysiske fænomener anses stadig for at være relevante og efterspurgte i det videnskabelige samfund, hvilket gør Maxwell til en af ​​de største specialister på dette område.

Albert Einstein

Den fremtidige videnskabsmand blev født i Tyskland. Siden barndommen elskede Einstein matematik, filosofi, var glad for at læse populærvidenskabelige bøger. Til uddannelse gik Albert til Institute of Technology, hvor han studerede sin yndlingsvidenskab. I 1902 blev han ansat ved patentkontoret. I løbet af de år, han har arbejdet der, vil han udgive flere succesfulde videnskabelige artikler. Hans første værker er forbundet med termodynamik og samspillet mellem molekyler. I 1905 blev et af papirerne accepteret som en afhandling, og Einstein blev doktor i naturvidenskab. Albert ejede mange revolutionære ideer om elektronernes energi, lysets natur og den fotoelektriske effekt. Den vigtigste var relativitetsteorien. Einsteins konklusioner har transformeret menneskehedens ideer om tid og rum. Helt fortjent blev han tildelt Nobelprisen og anerkendt i hele den videnskabelige verden.

Videnskaben opstod i oldtiden som et forsøg på at begribe de omgivende fænomener, forholdet mellem natur og menneske. Først var det ikke opdelt i separate områder, som det er nu, men forenet i én fælles videnskab - filosofi. Astronomi opstod som en separat disciplin tidligere end fysik og er sammen med matematik og mekanik en af ​​de ældste videnskaber. Senere opstod naturvidenskaben også som en selvstændig disciplin. Den antikke græske videnskabsmand og filosof Aristoteles kaldte fysik for et af sine værker.

En af fysikkens hovedopgaver er at forklare strukturen af ​​verden omkring os og de processer, der forekommer i den, for at forstå karakteren af ​​de observerede fænomener. En anden vigtig opgave er at identificere og lære de love, der styrer verden omkring os. Når man kender verden, bruger folk naturens love. Al moderne teknologi er baseret på anvendelsen af ​​love opdaget af videnskabsmænd.

Med opfindelsen i 1780'erne. Dampmaskinen startede den industrielle revolution. Den første dampmaskine blev opfundet af den engelske videnskabsmand Thomas Newcomen i 1712. En dampmaskine egnet til industriel brug blev først skabt i 1766 af den russiske opfinder Ivan Polzunov (1728-1766) Skotten James Watt forbedrede designet. Den totakts dampmaskine, som han skabte i 1782, satte maskiner og mekanismer i gang på fabrikker.

Kraften fra dampdrevne pumper, tog, dampbåde, spindevæve og en lang række andre maskiner. En kraftig drivkraft for udviklingen af ​​teknologi var skabelsen af ​​den første elektriske motor af den engelske fysiker Michael Faraday i 1821, den "strålende autodidakt". Oprettelse i 1876 Den tyske ingeniør Nikolaus Otto fra den firetakts forbrændingsmotor åbnede æraen for bilindustrien, muliggjorde eksistensen og den udbredte brug af biler, diesellokomotiver, skibe og andre tekniske genstande.

Det, der før blev betragtet som fantasi, er nu ved at blive det virkelige liv, som vi ikke længere kan forestille os uden lyd- og videoudstyr, en personlig computer, mobiltelefon og internettet. Deres udseende skyldes opdagelser gjort inden for forskellige fysikområder.

Udviklingen af ​​teknologi bidrager dog til fremskridt inden for videnskaben. Oprettelsen af ​​et elektronmikroskop gjorde det muligt at se ind i stoffet. Oprettelsen af ​​præcise måleinstrumenter gjorde det muligt at analysere resultaterne af eksperimenter mere nøjagtigt. Et stort gennembrud inden for udforskning af rummet var netop forbundet med fremkomsten af ​​nye moderne instrumenter og tekniske enheder.

Fysik som videnskab spiller således en enorm rolle i civilisationens udvikling. Det vendte om folks mest grundlæggende ideer - ideer om rum, tid, universets struktur, hvilket tillod menneskeheden at tage et kvalitativt spring i sin udvikling. Fysikkens fremskridt gjorde det muligt at gøre en række grundlæggende opdagelser inden for andre naturvidenskaber, især inden for biologi. Fysikkens udvikling sikrede i størst udstrækning medicinens hurtige fremgang.

Forskernes håb om at give menneskeheden uudtømmelige alternative energikilder, hvis brug vil løse mange alvorlige miljøproblemer, er også forbundet med fysikkens succeser. Moderne fysik er designet til at give en forståelse af universets dybeste grundlag, fremkomsten og udviklingen af ​​vores univers, fremtiden for den menneskelige civilisation.

Fysik er en videnskab, der studerer verdens struktur og udvikling, og er også det vigtigste og vigtige område inden for naturvidenskab. Ordet "fusis" fra det græske sprog betyder - natur. Grundlaget for al naturvidenskab og natur er fysikkens love.

Allerede i det 4. århundrede lagde Aristoteles stor vægt på begrebet "fysik". Tankernes omfang virkede den mest majestætiske. Det så ud til, at filosofien kom tættere på fysikken. Et meget vigtigt spørgsmål forenede dem i én vej - lovene for universets fremkomst og funktion. Sandt nok, efter at videnskaben begyndte at dominere mere, begyndte separate opdelinger af fysik at dukke op.
Denne videnskab kom først ind i det russiske sprog efter udseendet af fysiklærebøger. Forfatteren er M.V. Lomonosov. Hvad angår den indenlandske uddannelsesbog, blev Strakhov forfatteren. En sådan manøvre af den russiske akademiker ændrede hele datidens uddannelsessystem.

I vores århundrede begyndte alle at overveje fysik på deres egen måde. Når alt kommer til alt, hvis du tænker over det, afhænger forskellen mellem det moderne samfund og det, det var før, direkte af fysiske opdagelser. For eksempel studiet af elektromagnetisme. Lignende gennembrud inden for videnskab førte til fremkomsten af ​​telefonen. Så hvis vi begynder at tale om en bil, så opstod den på grund af termodynamik. Computeren er opstået som følge af udviklingen af ​​elektronik.

Sådanne processer står ikke stille, men forbedres kun. Nye opdagelser bidrager til forbedring af industri og teknologi. Du bør tænke på nye naturmysterier, der kræver forklaring. Dette vil hjælpe - fysik.

På trods af at videnskaben er gået for vidt, er det selvfølgelig umuligt at forklare alle naturens fænomener første gang. Grundlæggende om fysisk forskning og metoder udviklet omhyggeligt, baseret på akkumuleret viden.

Eksisterer: eksperimentel og teoretisk fysik. Hvis vi betragter det eksperimentelle, så er teorier og love kun baseret på data efter forskning.

Teoretisk fysik har flere opgaver. Enhver teori har evnen til eksperimentelt at overveje hele essensen af ​​fænomeners "tilstrækkelighed". Ethvert studie af fysik bærer med sig evnen til at tyde formuleringen af ​​forskellige systemer.

Fysikkens områder er mangefacetterede og dermed interessante. I klassisk mekanik vil løsningen være korrekt, hvis atomerne er mindre end dimensionerne af de genstande, der undersøges. Det er vigtigt, at gravitationskræfterne er små, og at objekternes hastighed er mindre end lysets hastighed.

Lad os mentalt spole hundrede år og en hale frem og prøve at forestille os, hvordan situationen i videnskaben var på det tidspunkt. På det tidspunkt var der en stor revolution i gang i fysikken, forårsaget af de fantastiske opdagelser i slutningen af ​​århundredet før sidst og begyndelsen af ​​fortiden. Strålende opdagelser fulgte den ene efter den anden, i lyset af hvilke materie syntes anderledes end hvad videnskabsmænd havde forestillet sig så for nylig. Så blev røntgenstråler opdaget (1895), radioaktivitet (Vecquerel, 1896), elektron (Thomson, 1897), radium (Curies, 1899), teorien om radioaktivt henfald af atomer blev skabt (Rutherford og Sodley, 1902). Elektronen optrådte ikke kun som den mindste partikel af negativ elektricitet, men også som en fælles komponent af alle atomer, som en mursten af ​​alle atomare strukturer. Fra det øjeblik brød ideen om et uforanderligt, udeleligt atom, ideen om evige kemiske elementer, der ikke bliver til hinanden, som dominerede videnskabsmænds sind i mange århundreder, pludselig sammen og endelig og uigenkaldeligt.

Samtidig begyndte opdagelser inden for lysfænomener. I 1900 blev der gjort to bemærkelsesværdige opdagelser inden for optik. Planck opdagede strålingens diskrete (atomistiske) natur og introducerede handlingsbegrebet; Lebedev målte (og opdagede derfor eksperimentelt) lysets tryk. Heraf fulgte logisk, at lys skal have masse.

Nogle få år senere (i 1905) skabte Einstein relativitetsteorien (dens særlige princip) og udledte den grundlæggende lov for moderne fysik - loven om forholdet mellem masse og energi. Samtidig fremsatte han konceptet om en foton (eller "lysatom").

Det 19. og 20. århundredes skifte var perioden med det dybeste brud på de gamle fysiske begreber. Hele det gamle, faktisk mekanistiske, verdensbillede brød sammen. Ikke kun begreberne atom og grundstof blev brudt, men også begreberne masse og energi, stof og lys, rum og tid, bevægelse og handling. Begrebet en konstant masse, som ikke afhænger af kroppens hastighed, er blevet erstattet af begrebet en masse, der ændrer sig i størrelse afhængig af den hastighed, kroppen bevæger sig med. I stedet for konceptet om kontinuerlig bevægelse og handling kom ideen om deres diskrete, kvantenatur. Hvis energifænomener tidligere var matematisk beskrevet af kontinuerte funktioner, var det nu nødvendigt at indføre diskontinuerligt varierende størrelser for at beskrive dem.

Rum og tid fremstod ikke som ydre i forhold til materien, til bevægelse og til hinandens værensformer, men som afhængige både af dem og af hinanden. Stof og lys, tidligere adskilt af en absolut skillevæg, afslørede fællesligheden af ​​deres egenskaber (tilstedeværelsen af ​​masse, selvom kvalitativt forskellig) og deres struktur (diskret, granulær karakter).

Men den tid var ikke kun præget af sammenbruddet af forældede ideer: på ruinerne af gamle principper, der havde gennemgået et generelt nederlag (med L. Poincarés ord), begyndte de første teoretiske konstruktioner at blive opført hist og her, men de var endnu ikke omfattet af en generel plan, var ikke samlet i et generelt arkitektonisk ensemble af videnskabelige ideer.

"De har bevæget sig væk fra atomet," hvilket betyder, at de er holdt op med at betragte atomet som grænsen for viden, den sidste partikel af stof, ud over hvilken det er umuligt at bevæge sig, der er ingen steder. "De har ikke nået elektronen" betyder, at de endnu ikke har skabt en ny idé om strukturen af ​​et atom fra elektroner (inklusive ideen om en positiv ladning i et atom).

Skabelsen af ​​en ny elektronisk teori om stoffets struktur er blevet fysikernes centrale opgave. For at løse dette problem var det først og fremmest nødvendigt at besvare de følgende fire spørgsmål.

Første spørgsmål. Hvordan er den positive elektriske ladning fordelt eller koncentreret inde i atomet? Nogle fysikere mente, at det var jævnt fordelt i hele atomet, andre mente, at det var placeret i midten af ​​atomet, som en "neutral stjerne" af en miniature, som ifølge dem er et atom.

Andet spørgsmål. Hvordan opfører elektroner sig inde i et atom? Nogle videnskabsmænd mente, at elektronerne sidder tæt fast i atomet, som om de er indblandet i det, og danner et statisk system, mens andre tværtimod antog, at elektronerne bevæger sig med stor hastighed inde i atomet i bestemte baner.

Tredje spørgsmål. Hvor mange elektroner kan der være i et atom i et kemisk grundstof? Dette spørgsmål blev ikke engang givet et hypotetisk svar.

Fjerde spørgsmål. Hvordan er elektroner fordelt inde i et atom: i lag eller i form af en kaotisk sværm? Intet svar kunne gives på dette spørgsmål, i det mindste så længe det samlede antal elektroner i atomet forblev ubestemt.

Det første spørgsmål blev besvaret i 1911. Ved at bombardere atomer med positivt ladede alfapartikler fandt Rutherford ud af, at alfapartikler frit trængte ind i atomet i alle retninger og i alle dets dele, bortset fra midten. Nær midten afveg partiklerne tydeligt fra den retlinede vej, som om de oplevede en frastødende effekt, der udgik fra atomets centrum. Da partiklerne viste sig at være rettet direkte mod midten af ​​atomet, hoppede de tilbage, som om der var et ekstremt stærkt, hårdt korn i midten. Dette indikerede, at atomets positive ladning faktisk er koncentreret i atomets kerne, såvel som næsten hele atomets masse. Rutherford beregnede på grundlag af sine eksperimentelle data, at størrelsen af ​​kernen i et atom er hundrede tusinde gange mindre end selve atomet. (Atomets diameter er omkring 10 cm, diameteren af ​​kernen er omkring 10-13 cm.)

Men hvis dette er tilfældet, så kan elektronerne ikke være i stationær tilstand inde i atomet: intet kan fiksere dem ét sted dér. Tværtimod skal de bevæge sig rundt om kernen, ligesom planeterne bevæger sig rundt om solen.

Dette var svaret på det andet spørgsmål. Det endelige svar på det fik man dog ikke umiddelbart. Faktum er, at ifølge begreberne i klassisk elektrodynamik skal et elektrisk ladet legeme, der bevæger sig i et elektromagnetisk felt, konstant miste sin energi. Som et resultat af dette måtte elektronen gradvist nærme sig kernen og til sidst falde på den. Faktisk sker der ikke noget af den slags; atomet opfører sig som et fuldstændig stabilt system.

Uden at vide, hvordan de skulle løse den vanskelighed, der opstod foran dem, kunne fysikere ikke give et entydigt svar på det andet spørgsmål. Men mens søgen efter et svar på det andet spørgsmål fortsatte, kom svaret på det tredje pludselig.

... I slutningen af ​​det 19. århundrede så det ud til for mange videnskabsmænd, at svaret på spørgsmålet om, hvad der er stoffets struktur, ville blive givet af den periodiske lov om kemiske grundstoffer. Det mente D. I. Mendeleev selv. Fysiske opdagelser, der blev gjort i begyndelsen af ​​det 19. og 20. århundrede, var tilsyneladende på ingen måde forbundet med denne lov og stod adskilt fra den.

Som et resultat opstod der to uafhængige videnskabelige udviklingslinjer, isoleret fra hinanden: den ene er den gamle, som begyndte allerede i 1869 (da den periodiske lov blev opdaget) og fortsatte ind i det 20. århundrede (det var så tale, en kemisk linje), den anden - en ny, som opstod i 1895, da den "nylige revolution inden for naturvidenskab" (den fysiske linje) begyndte.

Manglen på forbindelse mellem begge linjer i den videnskabelige udvikling blev forværret af det faktum, at mange kemikere forestillede sig Mendeleevs periodiske system som en fortolkning af uforanderligheden af ​​kemiske grundstoffer. Den nye fysik udgik tværtimod udelukkende fra begreberne transformerende og kollapsende elementer.

Naturvidenskabens storslåede spring fremad blev først og fremmest muligt på grund af det faktum, at to linjer for videnskabelig udvikling - "kemisk" (kommer fra den periodiske lov) og "fysisk" (kommer fra røntgenstråler, radioaktivitet, elektron- og quantum) - fusioneret, gensidigt berigende hinanden. ven.

I 1912 dukkede den unge fysiker Moseley op i Rutherfords laboratorium. Han tog sit eget tema op, som Rutherford varmt godkendte. Moseley ønskede at finde ud af forholdet mellem grundstoffernes plads (det drejede sig om) i Mendeleevs periodiske system og det karakteristiske røntgenspektrum for det samme grundstof. Her var selve ideen genial, selve ideen om det planlagte arbejde for at forbinde den periodiske lov med de eksperimentelle data fra røntgenanalyse. Som det ofte er tilfældet i videnskaben, gav den korrekte formulering af problemet straks nøglen til dets løsning.

I 1913 havde Moseley vores løsning på problemet. Ud fra de matematisk behandlede røntgenspektrumdata for et eller andet kemisk grundstof udledte han ved hjælp af simple operationer et bestemt heltal specifikt for hvert grundstof. Efter at have omnummereret alle grundstofferne i rækkefølgen af ​​deres arrangement i det periodiske system, så Moseley, at tallet N fundet fra de eksperimentelle data er lig med ordenstallet for grundstoffet i Mendeleev-systemet. Dette var et afgørende skridt hen imod besvarelsen af ​​det tredje spørgsmål.

Ja. Hvad er den fysiske betydning af tallet N? Næsten samtidigt svarede flere fysikere: "Tallet N angiver størrelsen af ​​den positive ladning af atomkernen (Z), og dermed antallet af elektroner i skallen af ​​et neutralt atom af et givet grundstof." Et sådant svar blev givet af Niels Vohr, Moseley og den hollandske fysiker van den Broek.

Således begyndte et direkte angreb på en af ​​naturens vigtigste fæstninger, som endnu ikke var blevet erobret af det menneskelige sind - atomets elektroniske struktur. Succesen med dette angreb blev sikret af den begyndende forening af kemikere og fysikeres ideer, en slags interaktion mellem forskellige "våben af ​​de væbnede styrker".

Mens Moseley opdagede loven, der nu bærer hans navn, kom en stærk støtte til den videnskabsgruppe, der stormede den førnævnte fæstning, fra videnskabsmænd, der studerede radioaktive fænomener. Tre vigtige opdagelser er blevet gjort i dette område.

For det første blev der etableret forskellige former for radioaktivt henfald: alfa-henfald, hvor alfapartikler - heliumkerner flyver ud af kernen: beta-henfald (elektroner flyver ud af kernen) og gamma-henfald (kernen udsender hård elektromagnetisk stråling). For det andet viste det sig, at der er tre forskellige radioaktive serier: , thorium og actinium. For det tredje blev det konstateret, at ved forskellige atomvægte er nogle medlemmer af en serie kemisk uadskillelige og uadskillelige fra medlemmer af en anden serie.

Alle disse fænomener krævede en forklaring, og den blev givet i det samme betydningsfulde år 1913. Men læs om det i vores næste artikel.

P. S. Hvad taler britiske videnskabsmænd ellers om: at for en bedre forståelse af mange fysiske opdagelser ville det være fantastisk at læse banebrydende videnskabsmænds værker i originalen - på engelsk. For at gøre dette bør du måske ikke forsømme sådanne ting som engelsk for børn i Istra, fordi sproget skal undervises fra en tidlig alder, især hvis du skal læse seriøse videnskabelige værker i det i fremtiden.