Das zeitgenössische Physik Es ist dasjenige, das sich in der heutigen Zeit zwischen der Französischen Revolution und der Gegenwart, dh vom 18. Jahrhundert bis zur Gegenwart, entwickelt. Auf diese Weise werden die moderne Physik und die neuesten Theorien über Teilchen und Kosmologie als Teil der zeitgenössischen Physik betrachtet..
Die bekannten Gesetze der Mechanik und der universellen Gravitation von Isaac Newton sowie die von Johannes Kepler formulierten Gesetze der Planetenbewegung gelten als Teil der klassische Physik, da sie aus dem 17. Jahrhundert stammen und nicht Teil der zeitgenössischen Physik sind.
Artikelverzeichnis
Formal umfasst das Studium der Physik natürliche Phänomene wie die Änderung des Bewegungszustands von Körpern, die charakteristischen Eigenschaften der Materie, ihre grundlegenden Komponenten und die Wechselwirkungen zwischen ihnen..
Natürlich, solange diese Veränderungen nicht die Bildung neuer Substanzen oder biologischer Prozesse beinhalten. Diese Definition gilt sowohl für die klassische als auch für die zeitgenössische Physik..
Jetzt konzentrieren wir uns kurz und in mehr oder weniger chronologischer Reihenfolge auf die wichtigsten Entdeckungen und physikalischen Theorien, die von der Französischen Revolution bis heute entwickelt wurden:
-Die Elektrizität wurde wiederentdeckt und das elektrostatische Modell von Kraft, Magnetismus und elektromagnetischer Theorie erstellt..
-Die Konzepte der potentiellen Energie und der kinetischen Energie erschienen ebenso wie die des Feldes.
-Die Gesetze zur Erhaltung von Energie, Materie und elektrischer Ladung wurden festgelegt.
-Die Wellentheorie des Lichts erschien und zum ersten Mal gab es eine genaue Messung der Lichtgeschwindigkeit. Die Wechselwirkungen von Licht mit elektrischen und magnetischen Feldern wurden ebenfalls untersucht..
-Mit der industriellen Revolution kam der Aufstieg der Thermodynamik. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik wurde formuliert und später das Konzept der Entropie, auch die kinetische Theorie der Gase, die statistische Mechanik und die Boltzmann-Gleichung.
-Das Strahlungsgesetz von Körpern (Stefan-Gesetz) und das Gesetz der Verschiebung der Wellenlänge, die ein heißer Körper in Abhängigkeit von seiner Temperatur emittiert (Wien-Gesetz), wurden entdeckt.
-Theoretisch vorhergesagte elektromagnetische Wellen treten neben Röntgenstrahlen, natürlicher Radioaktivität und dem Elektron Ende des 19. Jahrhunderts auf.
Zu dieser Zeit erlebten klassische Theorien eine Krise, da viele der im 19. Jahrhundert entdeckten Phänomene mit diesen Theorien nicht erklärt werden konnten. Es war also notwendig, eine neue Physik zu entwickeln, die als die bekannt ist moderne Physik, das versteht grundlegend die Quantenmechanik und die Relativitätstheorie.
Die moderne Physik begann 1900 mit der Entdeckung der Schwarzkörperstrahlungsgesetz von Max Planck, in dem das Konzept von wie viel Energie in der Wechselwirkung von Strahlung mit Materie.
In dieser Zeit wurden Atommodelle entwickelt, bei denen das Atom aus Teilchen zusammengesetzt zu sein scheint, die kleiner sind als das Atom selbst. Dies sind Elektronen, Protonen und Neutronen.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entdeckte Ernest Rutherford den Atomkern und erstellte ein Atommodell mit einem positiven und massiven zentralen Kern, umgeben von leichten Teilchen mit negativer Ladung. Jedoch. Dieses Modell wurde in kurzer Zeit zugunsten von Modellen beiseite gelegt, die stärker an die neuen Entdeckungen angepasst waren.
Albert Einstein schlug 1905 vor, die Lichtquanten zu nennen Photonen, Sie waren die einzige Möglichkeit, den photoelektrischen Effekt zu erklären. Ein Photon ist das kleinste Bündel Lichtenergie, das von seiner Frequenz abhängt.
Die spezielle Relativitätstheorie, Einsteins bekannteste Schöpfung, besagt, dass Zeit und Masse physikalische Größen sind, die vom Referenzrahmen abhängen..
Auf diese Weise mussten relativistische Korrekturen an den klassischen Bewegungsgesetzen vorgenommen werden..
Andererseits legt Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie fest, dass die Schwerkraft keine Kraft, sondern eine Folge der Raum-Zeit-Krümmung ist, die von Körpern mit Masse wie Sonne und Planeten erzeugt wird. Dies würde die Präzession des Perihels von Merkur erklären und die Krümmung des Lichts vorhersagen..
Die Biegung des Lichts durch einen massiven Körper wie die Sonne wurde zweifelsfrei bewiesen. Dieses Phänomen erzeugt Gravitationslinsen.
Daher begannen Wissenschaftler, über Vereinigungstheorien nachzudenken, in denen Schwerkraft und Elektromagnetismus Manifestationen verzerrter Räume mit mehr als vier Dimensionen sind, wie die Kaluza-Klein-Theorie..
Die theoretische Möglichkeit eines expandierenden Universums ergab sich dann dank der Arbeiten von Alexander Friedman, die auf der allgemeinen Relativitätstheorie basierten, eine Tatsache, die später bestätigt wurde.
Schwarze Löcher erschienen als Lösungen für Einsteins Gleichungen. Der hinduistische Physiker Chandrasekhar setzte die Grenze für den Zusammenbruch von Sternen, um ein Schwarzes Loch zu erzeugen.
Eine wichtige Entdeckung war der Compton-Effekt, der feststellt, dass Photonen trotz fehlender Masse einen Impuls haben, der proportional zur Umkehrung ihrer Wellenlänge ist. Die Proportionalitätskonstante ist Plancksche Konstante.
Mit der Ankunft der Quantenmechanik wird auch die Welle-Teilchen-Dualität hergestellt. Die Theorie sagte die Existenz von Antimaterie voraus, die tatsächlich entdeckt wurde. Das Neutron erschien ebenfalls und damit ein neues Atommodell: das quantenmechanische Modell.
Ein wichtiger Beitrag ist der von rotieren, eine Eigenschaft subatomarer Teilchen, die unter anderem magnetische Effekte erklären kann.
Dieser Zweig der zeitgenössischen Physik erscheint, wenn die nuklearen Prozesse der Spaltung und Fusion entdeckt werden. Der erste führte zur Atombombe und Atomkraft, der zweite erklärt die Energieerzeugung durch die Sterne, führte aber auch zur H-Bombe.
Bei der Suche nach kontrollierter Kernfusion wurde entdeckt, dass das Proton und das Neutron interne Strukturen haben: Quarks, Grundbestandteile von Protonen und Neutronen.
Seitdem gelten Quarks und Elektronen als fundamentale Teilchen, aber es erschienen auch neue fundamentale Teilchen: das Myon, das Pion, das Tau-Lepton und die Neutrinos..
Die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts gipfelt in wichtigen Beiträgen der zeitgenössischen Physik:
-Supraleitung und Superfluidität
-Der Maser und der Laser.
-Magnetresonanztomographie von Atomkernen, eine Entdeckung, aus der heutige nicht-invasive Diagnosesysteme hervorgehen.
-Wichtige theoretische Entwicklungen wie die Quantenelektrodynamik und Feynman-Diagramme zur Erklärung grundlegender Wechselwirkungen.
Diese Theorie erklärt die Supraleitung, die besagt, dass Elektronen Teilchen sind Fermionik, interagieren mit dem Kristallgitter so, dass elektronische Paare mit Bosonenverhalten gebildet werden.
Es entsteht das Konzept von Quantenverschränkung und seine möglichen Anwendungen im Quantencomputer. Zusätzlich werden Quantenteleportation und Quantenkryptographie vorgeschlagen, von denen die ersten experimentellen Implementierungen bereits durchgeführt wurden..
Der Entdeckung von Quarks folgte die Schaffung von Standardmodell von Partikeln Elementare mit zwei weiteren Mitgliedern: den W- und Z-Bosonen.
Anomalien wurden in der Rotationsgeschwindigkeit von Sternen um das Zentrum von Galaxien beobachtet, daher schlägt Vera Rubin die Existenz dunkler Materie als mögliche Erklärung vor..
Übrigens gibt es wichtige Hinweise auf dunkle Materie aufgrund der Entdeckung von Gravitationslinsen ohne sichtbare Masse, die die Krümmung des Lichts erklären..
Ein weiteres wichtiges Untersuchungsgebiet ist die Entropie des Schwarzen Lochs und die Hawking-Strahlung..
Die beschleunigte Expansion des Universums wurde ebenfalls bestätigt und es wird angenommen, dass dunkle Energie dafür verantwortlich ist..
Das 21. Jahrhundert begann mit der experimentellen Herstellung eines Quark-Gluon-Plasmas und der Entdeckung des Tau-Neutrinos.
Genaue Beobachtungen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds wurden ebenfalls gemacht, um die frühen Bildungstheorien des Universums zu beleuchten..
Eine viel kommentierte Entdeckung ist die des Higgs-Bosons, des Partikels, das für die Masse der verschiedenen Grundpartikel verantwortlich ist und das Standardmodell der Partikel unterstützt..
Die 2015 entdeckten Gravitationswellen wurden in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts von Albert Einstein vorhergesagt. Sie sind das Ergebnis der Kollision zwischen zwei supermassiven Schwarzen Löchern.
2019 wurde erstmals das Bild eines Schwarzen Lochs aufgenommen, eine weitere Vorhersage der Relativitätstheorie.
Zu den Zweigen der gegenwärtigen zeitgenössischen Physik gehören:
1.- Teilchenphysik
2.- Plasmaphysik
3.- Quanten- und photonisches Rechnen
4. Astrophysik und Kosmologie
5.- Geophysik und Biophysik.
6.- Atom- und Kernphysik
7.- Physik der kondensierten Materie
Die Themen der Physik, die derzeit als offen gelten und sich in voller Entwicklung befinden, sind:
-Die Physik komplexer Systeme, Chaostheorien und Fraktale.
-Nichtlineare dynamische Systeme. Entwicklung neuer Techniken und Modelle, die zur Lösung solcher Systeme führen. Zu seinen Anwendungen gehört eine bessere Wettervorhersage.
-Vereinigungstheorien wie Stringtheorien und M-Theorie. Entwicklung der Quantengravitation.
-Die Physik von Flüssigkeiten und Plasmen im turbulenten Regime, die bei der Entwicklung einer kontrollierten Kernfusion angewendet werden kann.
-Theorien über den Ursprung der Dunklen Materie und der Dunklen Energie. Wenn diese Phänomene verstanden würden, könnte möglicherweise die Raumnavigation durch Anti-Schwerkraft und den Bau von WARP-Motoren entwickelt werden..
-Hochtemperatursupraleitung zur Schaffung effizienterer Transportsysteme.
Bisher hat noch niemand einen Kommentar zu diesem Artikel abgegeben.