Moderní fyzika - Modern physics

Klasická fyzika se obvykle týká každodenních podmínek: rychlosti jsou mnohem nižší než rychlost rychlost světla, velikosti jsou mnohem větší než u atomů, přesto jsou astronomicky velmi malé. Moderní fyzika se však zabývá vysokými rychlostmi, malými vzdálenostmi a velmi velkými energiemi.
Moderní fyzika

Moderní fyzika je snaha porozumět základním procesům interakcí s hmotou s využitím nástrojů vědy a techniky. Obecně se tento termín používá k označení jakéhokoli odvětví fyziky, které se vyvinulo na počátku 20. století a dále, nebo větví výrazně ovlivněných fyzikou počátku 20. století. Mezi významné obory moderní fyziky patří kvantová fyzika, speciální relativita, a obecná relativita.

Klasická fyzika se obvykle týká každodenních podmínek: rychlosti jsou mnohem nižší než rychlost rychlost světla, velikosti jsou mnohem větší než atomy a energie jsou relativně malé. Moderní fyzika se však zabývá extrémnějšími podmínkami, jako jsou vysoké rychlosti srovnatelné s rychlost světla (speciální relativita), malé vzdálenosti srovnatelné s atomový poloměr (kvantová mechanika ) a velmi vysoké energie (relativita). Obecně se předpokládá, že kvantové a relativistické efekty existují ve všech stupnicích, i když tyto účinky mohou být velmi malé každodenní život. Zatímco kvantová mechanika je kompatibilní se speciální relativitou (viz relativistická kvantová mechanika ), jeden z nevyřešené problémy ve fyzice je sjednocení kvantové mechaniky a obecné relativity, které Standardní model (částicové fyziky) v současné době nemůže odpovídat.

Popis

V doslovném smyslu termín moderní fyzika znamená aktuální fyziku. V tomto smyslu významná část tzv klasická fyzika je moderní.[1] Avšak zhruba od roku 1890 byly nové objevy významné změny paradigmatu[1]: zejména nástup kvantová mechanika (QM) a relativita (ER). Fyzika, která zahrnuje prvky buď QM nebo ER (nebo obojího), je považována za moderní fyzika. V tomto posledním smyslu se tento termín obvykle používá.[1]

Při řešení extrémních podmínek se často setkáváme s moderní fyzikou. Kvantové mechanické jevy se obvykle objevují při jednání s „minimy“ (nízké teploty, malé vzdálenosti), zatímco relativistické efekty se obvykle objevují při jednání s „výškami“ (vysoké rychlosti, velké vzdálenosti), přičemž „prostředníky“ jsou klasické chování. Například při analýze chování a plyn na pokojová teplota, většina jevů bude zahrnovat (klasický) Distribuce Maxwell – Boltzmann. Nicméně blízko absolutní nula „Maxwellova – Boltzmannova distribuce nezohledňuje pozorované chování plynu a (moderní) Fermi – Dirac nebo Bose – Einstein místo toho je třeba použít distribuce.

Němečtí fyzici Albert Einstein, zakladatel teorie relativity, a Max Planck, zakladatel společnosti kvantová teorie

Velmi často je možné najít - nebo „načíst“ - klasické chování z moderního popisu analýzou moderního popisu při nízkých rychlostech a velkých vzdálenostech (pomocí omezit, nebo vytvořením přiblížení ). Výsledkem je tzv klasický limit.

Klasická fyzika (Rayleigh – Jeansův zákon, černá čára) se nepodařilo vysvětlit záření černého tělesa - takzvaný ultrafialová katastrofa. Kvantový popis (Planckův zákon, barevné čáry) moderní fyzika.

Charakteristické znaky

Hlavní články: Historie kvantové mechaniky a Dějiny relativity

Obecně jsou považována za témata považovaná za „jádro“ základů moderní fyziky:

Viz také

Reference

  • A. Beiser (2003). Koncepty moderní fyziky (6. vydání). McGraw-Hill. ISBN  978-0-07-123460-3.
  • P. Tipler, R. Llewellyn (2002). Moderní fyzika (4. vydání). W. H. Freeman. ISBN  978-0-7167-4345-3.

Poznámky

  1. ^ A b C F. K. Richtmyer; E. H. Kennard; T. Lauristen (1955). Úvod do moderní fyziky (5. vydání). New York: McGraw-Hill. str. 1. LCCN  55006862.