Современная физика |
---|
|
Современная физика - это отрасль физики, развитая в начале 20 века и далее, или отрасли, на которые сильно повлияла физика начала 20 века. Известные отрасли современной физики включают квантовую физику , специальную теорию относительности и общую теорию относительности .
Классическая физика обычно занимается повседневными условиями: скорости намного ниже скорости света , размеры намного больше, чем у атомов, а энергии относительно невелики. Современная физика, однако, занимается более экстремальными условиями, такими как высокие скорости, сравнимые со скоростью света (специальная теория относительности), небольшие расстояния, сопоставимые с радиусом атома ( квантовая механика ), и очень высокие энергии (относительность). В целом считается, что квантовые и релятивистские эффекты существуют во всех масштабах, хотя в повседневной жизни эти эффекты могут быть очень незначительными . Хотя квантовая механика совместима со специальной теорией относительности (см. релятивистская квантовая механика ), одна из нерешенных проблем физики - это объединение квантовой механики и общей теории относительности, которую Стандартная модель (физики элементарных частиц) в настоящее время не может объяснить.
Описание [ править ]
В буквальном смысле термин современная физика означает современную физику. В этом смысле значительная часть так называемой классической физики является современной. [1] Однако примерно с 1890 года новые открытия вызвали значительные сдвиги парадигм : [1] особенно появление квантовой механики (КМ) и теории относительности (ER). Физика, которая включает элементы QM или ER (или обоих), считается современной физикой . Этот термин обычно используется именно в этом последнем смысле. [1]
Современная физика часто встречается при работе с экстремальными условиями. Квантовые механические эффекты имеют тенденцию проявляться при работе с «минимумами» (низкие температуры, небольшие расстояния), в то время как релятивистские эффекты имеют тенденцию проявляться при работе с «максимумами» (высокие скорости, большие расстояния), причем «средние точки» представляют собой классическое поведение. Например, при анализе поведения газа при комнатной температуре большинство явлений будет связано с (классическим) распределением Максвелла – Больцмана . Однако вблизи абсолютного нуля распределение Максвелла – Больцмана не учитывает наблюдаемое поведение газа, и вместо него приходится использовать (современные) распределения Ферми – Дирака или Бозе – Эйнштейна .
Очень часто можно найти - или «восстановить» - классическое поведение из современного описания, анализируя современное описание на малых скоростях и на больших расстояниях (путем определения предела или приближения ). При этом результат называется классическим пределом .
Клейма [ править ]
Эти темы обычно считаются "ядром" фундамента современной физики:
- Атомная теория и эволюция атомной модели в целом
- Излучение черного тела
- Эксперимент с каплей масла
- Эксперимент Франка – Герца
- Эксперимент Гейгера – Марсдена ( эксперимент Резерфорда)
- Гравитационное линзирование
- Эксперимент Майкельсона-Морли
- Фотоэлектрический эффект
- Квантовая термодинамика
- Радиоактивные явления в целом
- Прецессия перигелия Меркурия
- Эксперимент Штерна – Герлаха.
- Дуальность волна-частица
- Физика твердого тела
См. Также [ править ]
- История физики
- Классическая физика
- Квантовая механика
- Теория относительности
- Квантовая теория поля
- Современная физика
- Единая теория поля
- Ядерное деление
Ссылки [ править ]
- А. Байзер (2003). Концепции современной физики (6-е изд.). Макгроу-Хилл . ISBN 978-0-07-123460-3.
- П. Типлер, Р. Ллевеллин (2002). Современная физика (4-е изд.). WH Freeman . ISBN 978-0-7167-4345-3.
Заметки [ править ]
- ^ a b c Ф. К. Рихтмайер ; Э. Х. Кеннард; Т. Лауристен (1955). Введение в современную физику (5-е изд.). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл . п. 1. LCCN 55006862 .