No Image

10 потрясающих открытий в физике

СОДЕРЖАНИЕ
0
06 января 2021
array(3) {
  [0]=>
  array(50) {
    [0]=>
    string(113) "571506fbe8df9197365d09295f6e9f98.jpg"
    [1]=>
    string(113) "b88ed02be890a3da2ab655eb4cc1b8da.jpg"
    [2]=>
    string(113) "31d0b3587f071325fe44cbe047b6681f.jpg"
    [3]=>
    string(115) "8f6212bbdf4860780db4f49189775af6.jpeg"
    [4]=>
    string(115) "29fe16fd79fccf99d11fb488a7fcfa24.jpeg"
    [5]=>
    string(115) "5b3e9d11ba95a8457ae16ec68feb5088.jpeg"
    [6]=>
    string(115) "d250901d20b6a6c71ab6a33f60f5e214.jpeg"
    [7]=>
    string(115) "ea6b03321fba0f02632fdf690873b459.jpeg"
    [8]=>
    string(115) "882e66a898e919a32dd8dd357bfb6362.jpeg"
    [9]=>
    string(115) "65502c9e4477dca75971fa68cf3d93a1.jpeg"
    [10]=>
    string(115) "1b629a877279f6b424ba9b5f4913f9ce.jpeg"
    [11]=>
    string(115) "32de739e8643f1cff2daa89adf7f6f44.jpeg"
    [12]=>
    string(115) "f1e7b3526b8084ed350d976452b1351b.jpeg"
    [13]=>
    string(115) "2060e796976962e8cd4304a07c353021.jpeg"
    [14]=>
    string(115) "0cbc01e26336bfc9fc2a0732845c3247.jpeg"
    [15]=>
    string(115) "abf6f0e3ee7b3f1b7bad56bc344b995e.jpeg"
    [16]=>
    string(115) "776ed4f8fc1bb59bcc97a3ed87d3b6c2.jpeg"
    [17]=>
    string(115) "875d203f07ee3fc2856fa2f9108a0dd5.jpeg"
    [18]=>
    string(115) "a9a104d9835ef089d62935fe7bffd83c.jpeg"
    [19]=>
    string(115) "cd66b75299c810d0f0311f95d39b68d9.jpeg"
    [20]=>
    string(115) "b61d6e9c557e5f97a32318a22204b09d.jpeg"
    [21]=>
    string(115) "7a088b155deaaf4ea4209e1db1023fb6.jpeg"
    [22]=>
    string(115) "4f4f4c3519e9f4562449ead9be1485b5.jpeg"
    [23]=>
    string(115) "52632cf1da0e28a885c7d5c7549f1ceb.jpeg"
    [24]=>
    string(115) "48262c1ed003d608b893fc0bc91c1d21.jpeg"
    [25]=>
    string(113) "16808752c9de13ba3ee6adf8aa89485d.png"
    [26]=>
    string(115) "1a4e8af2bd52126a8364dec560410b16.jpeg"
    [27]=>
    string(115) "3559ffea2991c0b2da284f994536c1d6.jpeg"
    [28]=>
    string(115) "1522ecb589c1b4e1226da3b57a1ea0b3.jpeg"
    [29]=>
    string(115) "758e8a71e562f21e07fda0e55265a8a0.jpeg"
    [30]=>
    string(115) "0525d0b1b3e82c6e8274216aa6e70b32.jpeg"
    [31]=>
    string(115) "9bf70e2365886a87c1edef12bf4dbf75.jpeg"
    [32]=>
    string(115) "c8cde709237a9d74d8e07fb315360259.jpeg"
    [33]=>
    string(115) "705c9b8c34086746a969ad455796754d.jpeg"
    [34]=>
    string(115) "b5592683f10f18931396ec39928875ba.jpeg"
    [35]=>
    string(115) "b1e493b7be8a1cf0c8363a7231054929.jpeg"
    [36]=>
    string(115) "a7bc55981c5d1c320e8b3fe1d02a67e7.jpeg"
    [37]=>
    string(115) "3489999d5c0e3b94b5cfa487c3bfc6c5.jpeg"
    [38]=>
    string(115) "5f4157746d804a6c9b678671d028f7d4.jpeg"
    [39]=>
    string(113) "add9f263a1508df47431e79ec3b291a8.png"
    [40]=>
    string(115) "d8c037d257ff6a2628affa2670e3e3a6.jpeg"
    [41]=>
    string(115) "07cdc1b123cde5224210e94e3e95fff7.jpeg"
    [42]=>
    string(113) "b6bd1d2549870eaafa4011d5e6824d95.png"
    [43]=>
    string(113) "e7214adf2d99d6ce87d1d266a49ee979.png"
    [44]=>
    string(113) "c9c8daf082eb6eaed2d332f13d8d8fbb.png"
    [45]=>
    string(115) "c2091e4d97a8b25e84de43406aeb8ca4.jpeg"
    [46]=>
    string(115) "e332dc09a621e62c5b816e6edc86f8a3.jpeg"
    [47]=>
    string(115) "fe05db42e8682e6d4852b8c6de9a8180.jpeg"
    [48]=>
    string(115) "aec95f2479467f0dc625a30e6e6b9e61.jpeg"
    [49]=>
    string(115) "f3bb3fa97d0e02f6ef75bdf9dd0e8a23.jpeg"
  }
  [1]=>
  array(50) {
    [0]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/5/7/1/571506fbe8df9197365d09295f6e9f98.jpg"
    [1]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/b/8/8/b88ed02be890a3da2ab655eb4cc1b8da.jpg"
    [2]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/3/1/d/31d0b3587f071325fe44cbe047b6681f.jpg"
    [3]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/8/f/6/8f6212bbdf4860780db4f49189775af6.jpeg"
    [4]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/2/9/f/29fe16fd79fccf99d11fb488a7fcfa24.jpeg"
    [5]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/5/b/3/5b3e9d11ba95a8457ae16ec68feb5088.jpeg"
    [6]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/d/2/5/d250901d20b6a6c71ab6a33f60f5e214.jpeg"
    [7]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/e/a/6/ea6b03321fba0f02632fdf690873b459.jpeg"
    [8]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/8/8/2/882e66a898e919a32dd8dd357bfb6362.jpeg"
    [9]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/6/5/5/65502c9e4477dca75971fa68cf3d93a1.jpeg"
    [10]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/1/b/6/1b629a877279f6b424ba9b5f4913f9ce.jpeg"
    [11]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/3/2/d/32de739e8643f1cff2daa89adf7f6f44.jpeg"
    [12]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/f/1/e/f1e7b3526b8084ed350d976452b1351b.jpeg"
    [13]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/2/0/6/2060e796976962e8cd4304a07c353021.jpeg"
    [14]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/0/c/b/0cbc01e26336bfc9fc2a0732845c3247.jpeg"
    [15]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/a/b/f/abf6f0e3ee7b3f1b7bad56bc344b995e.jpeg"
    [16]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/7/7/6/776ed4f8fc1bb59bcc97a3ed87d3b6c2.jpeg"
    [17]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/8/7/5/875d203f07ee3fc2856fa2f9108a0dd5.jpeg"
    [18]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/a/9/a/a9a104d9835ef089d62935fe7bffd83c.jpeg"
    [19]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/c/d/6/cd66b75299c810d0f0311f95d39b68d9.jpeg"
    [20]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/b/6/1/b61d6e9c557e5f97a32318a22204b09d.jpeg"
    [21]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/7/a/0/7a088b155deaaf4ea4209e1db1023fb6.jpeg"
    [22]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/4/f/4/4f4f4c3519e9f4562449ead9be1485b5.jpeg"
    [23]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/5/2/6/52632cf1da0e28a885c7d5c7549f1ceb.jpeg"
    [24]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/4/8/2/48262c1ed003d608b893fc0bc91c1d21.jpeg"
    [25]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/1/6/8/16808752c9de13ba3ee6adf8aa89485d.png"
    [26]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/1/a/4/1a4e8af2bd52126a8364dec560410b16.jpeg"
    [27]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/3/5/5/3559ffea2991c0b2da284f994536c1d6.jpeg"
    [28]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/1/5/2/1522ecb589c1b4e1226da3b57a1ea0b3.jpeg"
    [29]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/7/5/8/758e8a71e562f21e07fda0e55265a8a0.jpeg"
    [30]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/0/5/2/0525d0b1b3e82c6e8274216aa6e70b32.jpeg"
    [31]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/9/b/f/9bf70e2365886a87c1edef12bf4dbf75.jpeg"
    [32]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/c/8/c/c8cde709237a9d74d8e07fb315360259.jpeg"
    [33]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/7/0/5/705c9b8c34086746a969ad455796754d.jpeg"
    [34]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/b/5/5/b5592683f10f18931396ec39928875ba.jpeg"
    [35]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/b/1/e/b1e493b7be8a1cf0c8363a7231054929.jpeg"
    [36]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/a/7/b/a7bc55981c5d1c320e8b3fe1d02a67e7.jpeg"
    [37]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/3/4/8/3489999d5c0e3b94b5cfa487c3bfc6c5.jpeg"
    [38]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/5/f/4/5f4157746d804a6c9b678671d028f7d4.jpeg"
    [39]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/a/d/d/add9f263a1508df47431e79ec3b291a8.png"
    [40]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/d/8/c/d8c037d257ff6a2628affa2670e3e3a6.jpeg"
    [41]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/0/7/c/07cdc1b123cde5224210e94e3e95fff7.jpeg"
    [42]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/b/6/b/b6bd1d2549870eaafa4011d5e6824d95.png"
    [43]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/e/7/2/e7214adf2d99d6ce87d1d266a49ee979.png"
    [44]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/c/9/c/c9c8daf082eb6eaed2d332f13d8d8fbb.png"
    [45]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/c/2/0/c2091e4d97a8b25e84de43406aeb8ca4.jpeg"
    [46]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/e/3/3/e332dc09a621e62c5b816e6edc86f8a3.jpeg"
    [47]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/f/e/0/fe05db42e8682e6d4852b8c6de9a8180.jpeg"
    [48]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/a/e/c/aec95f2479467f0dc625a30e6e6b9e61.jpeg"
    [49]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/f/3/b/f3bb3fa97d0e02f6ef75bdf9dd0e8a23.jpeg"
  }
  [2]=>
  array(50) {
    [0]=>
    string(36) "571506fbe8df9197365d09295f6e9f98.jpg"
    [1]=>
    string(36) "b88ed02be890a3da2ab655eb4cc1b8da.jpg"
    [2]=>
    string(36) "31d0b3587f071325fe44cbe047b6681f.jpg"
    [3]=>
    string(37) "8f6212bbdf4860780db4f49189775af6.jpeg"
    [4]=>
    string(37) "29fe16fd79fccf99d11fb488a7fcfa24.jpeg"
    [5]=>
    string(37) "5b3e9d11ba95a8457ae16ec68feb5088.jpeg"
    [6]=>
    string(37) "d250901d20b6a6c71ab6a33f60f5e214.jpeg"
    [7]=>
    string(37) "ea6b03321fba0f02632fdf690873b459.jpeg"
    [8]=>
    string(37) "882e66a898e919a32dd8dd357bfb6362.jpeg"
    [9]=>
    string(37) "65502c9e4477dca75971fa68cf3d93a1.jpeg"
    [10]=>
    string(37) "1b629a877279f6b424ba9b5f4913f9ce.jpeg"
    [11]=>
    string(37) "32de739e8643f1cff2daa89adf7f6f44.jpeg"
    [12]=>
    string(37) "f1e7b3526b8084ed350d976452b1351b.jpeg"
    [13]=>
    string(37) "2060e796976962e8cd4304a07c353021.jpeg"
    [14]=>
    string(37) "0cbc01e26336bfc9fc2a0732845c3247.jpeg"
    [15]=>
    string(37) "abf6f0e3ee7b3f1b7bad56bc344b995e.jpeg"
    [16]=>
    string(37) "776ed4f8fc1bb59bcc97a3ed87d3b6c2.jpeg"
    [17]=>
    string(37) "875d203f07ee3fc2856fa2f9108a0dd5.jpeg"
    [18]=>
    string(37) "a9a104d9835ef089d62935fe7bffd83c.jpeg"
    [19]=>
    string(37) "cd66b75299c810d0f0311f95d39b68d9.jpeg"
    [20]=>
    string(37) "b61d6e9c557e5f97a32318a22204b09d.jpeg"
    [21]=>
    string(37) "7a088b155deaaf4ea4209e1db1023fb6.jpeg"
    [22]=>
    string(37) "4f4f4c3519e9f4562449ead9be1485b5.jpeg"
    [23]=>
    string(37) "52632cf1da0e28a885c7d5c7549f1ceb.jpeg"
    [24]=>
    string(37) "48262c1ed003d608b893fc0bc91c1d21.jpeg"
    [25]=>
    string(36) "16808752c9de13ba3ee6adf8aa89485d.png"
    [26]=>
    string(37) "1a4e8af2bd52126a8364dec560410b16.jpeg"
    [27]=>
    string(37) "3559ffea2991c0b2da284f994536c1d6.jpeg"
    [28]=>
    string(37) "1522ecb589c1b4e1226da3b57a1ea0b3.jpeg"
    [29]=>
    string(37) "758e8a71e562f21e07fda0e55265a8a0.jpeg"
    [30]=>
    string(37) "0525d0b1b3e82c6e8274216aa6e70b32.jpeg"
    [31]=>
    string(37) "9bf70e2365886a87c1edef12bf4dbf75.jpeg"
    [32]=>
    string(37) "c8cde709237a9d74d8e07fb315360259.jpeg"
    [33]=>
    string(37) "705c9b8c34086746a969ad455796754d.jpeg"
    [34]=>
    string(37) "b5592683f10f18931396ec39928875ba.jpeg"
    [35]=>
    string(37) "b1e493b7be8a1cf0c8363a7231054929.jpeg"
    [36]=>
    string(37) "a7bc55981c5d1c320e8b3fe1d02a67e7.jpeg"
    [37]=>
    string(37) "3489999d5c0e3b94b5cfa487c3bfc6c5.jpeg"
    [38]=>
    string(37) "5f4157746d804a6c9b678671d028f7d4.jpeg"
    [39]=>
    string(36) "add9f263a1508df47431e79ec3b291a8.png"
    [40]=>
    string(37) "d8c037d257ff6a2628affa2670e3e3a6.jpeg"
    [41]=>
    string(37) "07cdc1b123cde5224210e94e3e95fff7.jpeg"
    [42]=>
    string(36) "b6bd1d2549870eaafa4011d5e6824d95.png"
    [43]=>
    string(36) "e7214adf2d99d6ce87d1d266a49ee979.png"
    [44]=>
    string(36) "c9c8daf082eb6eaed2d332f13d8d8fbb.png"
    [45]=>
    string(37) "c2091e4d97a8b25e84de43406aeb8ca4.jpeg"
    [46]=>
    string(37) "e332dc09a621e62c5b816e6edc86f8a3.jpeg"
    [47]=>
    string(37) "fe05db42e8682e6d4852b8c6de9a8180.jpeg"
    [48]=>
    string(37) "aec95f2479467f0dc625a30e6e6b9e61.jpeg"
    [49]=>
    string(37) "f3bb3fa97d0e02f6ef75bdf9dd0e8a23.jpeg"
  }
}

Открытие транзистора

Уильям Шокли, Джон Бардин, Уолтер Браттейн

Без сомнения, открытие транзистора является одним из важнейших открытий в истории человечества.

Первый рабочий транзистор был создан в 1947 г. американскими физиками Уолтер Браттейном, Уильямом Шокли и Джоном Бардиным. Вначале эти великие учёные продемонстрировали опыт, в котором с помощью обычной скрепки для бумаг, золотой фольги и небольшого количества германия увеличили силу тока в сотни раз. Это случилось 16 декабря. А уже через неделю было готово устройство, которое можно было считать действующим транзистором. В июне 1948 г. был создан радиоприёмник, где привычные электронные лампы были заменены транзисторами.

В 1956 г. авторы первого транзистора получили Нобелевскую премию за своё изобретение. А уже в 1958 г. была продемонстрирована первая интегральная схема, которая представляла собой два транзистора, расположенные на одной подложке из кремния.

В электронике началась новая транзисторная эра. Транзисторы заменили лампы повсюду – в телевизорах, радиоприёмниках, ламповых компьютерах.

Если бы не открытие транзистора, современные компьютеры не существовали бы в таком виде, как сейчас. Они не обладали бы таким огромным быстродействием и большой памятью. Не существовало бы жидкокристаллических мониторов, ноутбуков и мобильных телефонов.

Конечно, современные транзисторы отличаются от тех, которые были созданы в середине ХХ века. Технологии изменились. Ина одной подложке размещаются уже миллионы транзисторов.

Второй закон Ньютона

В примере с автобусом видно, что пассажиры стараются сохранить свою скорость относительно Земли — инерциальной системы отсчета. Такое явление называется инерцией.

Инерция — явление, при котором тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Инертность — физическое свойство, заключающееся в том, что любое тело оказывает сопротивление изменению его скорости (как по модулю, так и по направлению).

Не все тела одинаково инертны. Вы можете взять мячик и придать ему большое ускорение. Но вы не можете придать такое же ускорение гире, хотя она обладает похожим размером. Но мячик и гиря различаются между собой массой.

Масса — скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности тела. Чем больше масса, тем больше инертность тела.

Масса обозначается буквой m. Единица измерения массы — кг. Прибор для измерения массы — весы.

Чтобы придать одинаковую скорость двум телам с разной инертностью, к телу с большей инертностью придется приложить больше силы. Попробуйте сдвинуть с места стол, а затем — шкаф. Сдвинуть с места стол будет проще.

Если же приложить две одинаковые силы к телам с разной инертностью, будет видно, что тело с меньшей инертностью получает большее ускорение. Если приставить к пружине теннисный шарик, а затем сжать ее и резко отпустить, шарик улетит далеко. Если вместо теннисного шарика взять железный, он лишь откатится на некоторое расстояние.

Описанные выше примеры показывают, что между силой, прикладываемой к телу, и ускорением, которое оно получает в результате прикладывания этой силы, и массой этого тела есть взаимосвязь. Она раскрывается во втором законе Ньютона.

Второй закон Ньютона

Сила, действующая на тело, равна произведению массы этого тела на ускорение, которое сообщает эта сила.

F = ma

где F — сила, которую прикладывают к телу, a — ускорение, которое сообщает эта сила, m — масса тела

Сила — количественная мера действия тел друг на друга, в результате которого тела получают ускорения.

Сила — векторная физическая величина. Обозначается F. Единица измерения — Н (Ньютон). Прибор для измерения силы — динамометр.

Пример №1. Определить, с какой силой действует Земля на яблоко, если, упав с ветки, оно получило ускорение 9,8 м/с2. Масса яблока равна 200 г.

Сначала переведем массу яблока в кг. 200 г = 0,2 кг. Теперь найдем силу, действующую на яблоко со стороны Земли, по второму закону Ньютона:

F = ma = 0,2 ∙ 9,8 = 1,96 (Н)

XVII столетие

Набравший ход рост интереса к науке продолжился и в XVII веке. Немецкий механик и математик Иоганн Кеплер стал первооткрывателем законов движения планет в Солнечной системе (законов Кеплера). Свои взгляды он изложил в книге «Новая астрономия», изданной в 1609 году. Кеплер оппонировал Птолемею, заключив, что планеты движутся по эллипсам, а не по окружностям, как считалось еще в античности. Этот же ученый внес значительный вклад в развитие оптики. Он исследовал дальнозоркость и близорукость, выяснив физиологические функции хрусталика глаза. Кеплер ввел понятия оптической оси и фокуса, сформулировал теорию линз.

Француз Рене Декарт создал новую научную дисциплину – аналитическую геометрию. Также он предложил закон преломления света. Главным трудом Декарта стала книга «Начала философии», изданная в 1644 году.

Немногие ученые-физики и их открытия известны так, как англичанин Исаак Ньютон. В 1687 году он написал революционную книгу «Математические начала натуральной философии». В ней исследователь изложил закон всемирного тяготения и три закона механики (также ставшие известными как законы Ньютона). Этот ученый работал над теорией цвета, оптикой, интегральными и дифференциальными исчислениями. История физики, история законов механики – все это тесно связано с открытиями Ньютона.

Эвoлюция и естественный отбор

Теперь, когда мы установили некоторые из основных понятий о том, с чего началась Вселенная и как физические законы влияют на нашу повседневную жизнь, давайте обратим внимание на человеческую форму и выясним, как мы дошли до такого. По мнению большинства ученых, вся жизнь на Земле имеет общего предка

Но для того, чтобы образовалась такая огромная разница между всеми живыми организмами, некоторые из них должны были превратиться в отдельный вид.

В общем смысле, эта дифференциация произошла в процессе эволюции. Популяции организмов и их черты прошли через такие механизмы, как мутации. Те, у кого черты были более выгодными для выживания, вроде коричневых лягушек, которые отлично маскируются в болоте, были естественным образом избраны для выживания. Вот откуда взял начало термин естественный отбор.

Можно умножить две этих теории на много-много времени, и собственно это сделал Дарвин в 19 веке. Эволюция и естественный отбор объясняют огромное разнообразие жизни на Земле.

Современные вызовы

Во второй половине XX века история развития физики, хронология которой продолжается и сегодня, перешла на принципиально новый этап. Этот период ознаменовался расцветом исследования космоса. Небывалый скачок сделала астрофизика. Появились космические телескопы, межпланетные зонды, детекторы внеземных излучений. Началось детальное изучение физических данных различных тел Солнечной планеты. С помощью современной техники ученые обнаружили экзопланеты и новые светила, в том числе радиогалактики, пульсары и квазары.

Космос продолжает таить в себе множество неразгаданных загадок. Изучаются гравитационные волны, темная энергия, темная материя, ускорение расширения Вселенной и ее структура. Дополняется теория Большого взрыва. Данные, которые можно получить в земных условиях, несоизмеримо малы по сравнению с тем, сколько работы у ученых есть в космосе.

Ключевые проблемы, стоящие перед физиками сегодня, включают в себя несколько фундаментальных вызовов: разработку квантового варианта гравитационной теории, обобщение квантовой механики, объединение в одну теорию всех известных сил взаимодействия, поиск «тонкой настройки Вселенной», а также точное определение явления темной энергии и темной материи.

Что такое «фрагмент энергии»?

Он и его коллега Джеффри Эйшен сочли фрагмент энергии отличным кандидатом на роль искомого строительного блока Вселенной, обладающего свойствами и частиц и волн. Авторы исследования, которое пока что не прошло экспертную оценку и не опубликовано в научном журнале, отмечают, что фрагмент энергии очень похож на звезды в далекой галактике: издалека галактика выглядит как яркое пятнышко света, излучающегося наружу. Но при ближайшем рассмотрении астрономы могут определить отдельные звезды, составляющие галактику. Фрагмент энергии, по словам ученых, представляет собой концентрацию энергии, которая течет и рассеивается наружу, прочь от центра.

Космический телескоп Hubble наблюдает за тем, как формируются звезды в далеких галактиках.

Введя фрагмент энергии в вычисления, физики сформулировали новый набор уравнений для решения физических задач. Свою теорию исследователи решили проверить на двух задачах, в свое время решенных Альбертом Эйнштейном.

Теория Большого Взрыва

Если и стоит знать хотя бы одну научную теорию, то пусть она объяснит, как вселенная достигла нынешнего своего состояния (или не достигла, если опровергнут). На основании исследований, проведенных Эдвином Хабблом, Жоржем Леметром и Альбертом Эйнштейном, теория Большого Взрыва постулирует, что Вселенная началась 14 миллиардов лет назад с массивного расширения. В какой-то момент Вселенная была заключена в одной точке и охватывала всю материю нынешней вселенной. Это движение продолжается и по сей день, а сама вселенная постоянно расширяется.

Теория Большого Взрыва получила широкую поддержку в научных кругах после того, как Арно Пензиас и Роберт Уилсон обнаружили космический микроволновый фон в 1965 году. С помощью радиотелескопов два астронома обнаружили космический шум, или статику, которая не рассеивается со временем. В сотрудничестве с принстонским исследователем Робертом Дике, пара ученых подтвердила гипотезу Дике о том, что первоначальный Большой Взрыв оставил после себя излучение низкого уровня, которое можно обнаружить по всей Вселенной.

Переосмысление науки

В XX веке история физики, кратко говоря, перешла к тому этапу, когда наступил кризис уже устоявшихся классических теоретических моделей. Старые научные формулы начали противоречить новым данным. К примеру, исследователи выяснили, что скорость света не зависит от, казалось бы, незыблемой системы отсчета. На рубеже столетий были открыты требовавшие подробного объяснения явления: электроны, радиоактивность, рентгеновские лучи.

Вследствие накопившихся загадок произошел пересмотр старой классической физики. Ключевым событием в этой очередной научной революции стало обоснование теории относительности. Ее автором был Альберт Эйнштейн, впервые поведывавший миру о глубинной связи пространства и времени. Возник новый раздел теоретической физики – квантовая физика. В ее становлении приняли участие сразу несколько ученых с мировым именем: Макс Планк, Макс Бон, Эрвин Шредингер, Пауль Эренфест и другие.

Женщина-физик: Мария Кюри-Склодовская

Ученые-физики всего мира до сих пор пользуются в своей работе и достижениями Марии Кюри-Склодовской. Она является единственным физиком-женщиной, которая два раза была номинирована на Нобелевскую премию. Мария Кюри родилась 7 ноября 1867 года в Варшаве. В детстве в семье девочки случилась трагедия – погибла мать и одна из сестер. Во время обучения в школе Мария Кюри отличалась прилежностью и интересом к науке.

В 1890 году Мария Кюри переехала к старшей сестре в Париж, где поступила в Сорбонну. Тогда же она познакомилась и со своим будущим супругом – Пьером Кюри. В результате многолетних научных исследований супруги открыли два новых радиоактивных элемента – радий и полоний. Незадолго до начала войны на территории Франции был открыт радиевый институт, где Мария Кюри занимала должность директора. В 1920 году она выпустила книгу под названием «Радиология и война», в которой был обобщен ее научный опыт.

Кратко о законах Ньютона

Первый закон Ньютона

  1. Формулировка. В наше время встречаются несколько формулировок, вот одна из самых современных: «Существуют такие инерциальные системы отсчёта, относительно которых тело, если на него не действуют другие силы (либо действие других сил компенсируется), находится в покое либо движется равномерно и прямолинейно». Этот закон иногда называют Законом инерции.
  2. Трактовка. Если описать это утверждение простыми словами, то можно увидеть, что всё достаточно просто: если какое-то тело находится в покое относительно чего-либо, то оно и будет оставаться в покое до тех пор, пока на него не подействует какой-либо предмет. То же самое, если тело движется равномерно прямолинейно, то оно будет продолжать так двигаться, пока на него не подействует какая-либо сила. До Ньютона его открыл Галилео Галилей, но он не совсем точно его описал. Теперь осталось только разобраться, что такое инерциальные системы отсчёта. Проще говоря, это такая система, для которой выполняется Первый закон Ньютона.
  3. Пример действия. Представьте себе парашютиста, который движется прямолинейно равномерно к Земле. Это будет продолжаться до тех пор, пока притяжение к поверхности Земли будет компенсироваться сопротивлением воздуха. Если же сопротивление станет меньше либо больше, то тогда на тело начнёт действовать сила притяжения, и оно станет двигаться прямолинейно равноускоренно.
  4. История открытия. Существует легенда об открытии этого утверждения. Когда-то Ньютон сидел под деревом, и рядом с ним упало яблоко. Это подтолкнуло его на размышления о том, почему яблоко упало перпендикулярно земле, каковы были причины данного явления. По крайней мере, так описывал этот эпизод знаменитый биограф Уильям Стьюкли.
  5. Формулы у него нет.

Второй закон Ньютона

Он описывает поведение тела при действии на него других объектов. Что с ним происходит, как он начинает двигаться и прочее.

  1. Формулировка. «В инерциальных системах отсчёта ускорение тела с постоянной массой прямо пропорционально равнодействующей всех сил и обратно пропорционально его массе».
  2. Формула. Математическое описание этого утверждения такое: а = F/m, где a — это ускорение, F — равнодействующая всех сил, приложенных к телу, m — масса тела.
  3. Трактовка. Из формулы мы видим, что ускорение тела зависит от силы, приложенной к этому телу, и массы. А также можно увидеть, что чем больше равнодействующая всех сил, то тем больше ускорение, и чем больше масса тела, тем ускорение меньше. Говоря простым языком, если равнодействующая всех сил не равна нулю и не меньше нуля, то выполняется данное утверждение. Можно сказать ещё проще, если на тело действует сила, то оно приобретает ускорение.
  4. Пример действия. Возьмём бейсбольную биту и мяч. Если ударить битой по мячу, и удар будет сильнее действия всех других сил, то мяч приобретёт ускорение равное отношению равнодействующей всех сил к массе.

Третий закон Ньютона

  1. Формулировка. «Тела взаимодействуют друг на друга с силами одинаковой природы, направленными вдоль прямой, которая соединяет центры масс этих тел, а силы равны по модулю и разнонаправленны».
  2. Трактовка. Это значит, что на каждое действие есть своё противодействие.
  3. Пример действия. Более понятно это можно рассмотреть на таком примере: представьте пушку, из которой стреляют ядром. Ядро будет действовать на пушку с той же силой, с какой пушка вытолкала ядро. Поэтому при выстреле пушка откатится чуть-чуть назад, это происходит из-за того, что размеры пушки и ядра разные. Примерно то же самое происходит и при падении яблока на землю. Земля действует на яблоко с некой силой и яблоко тоже действует на Землю. Только из-за того, что масса Земли в миллионы раз больше яблока этого действия не видно. Еще один пример действия Третьего закона для закрепления усвоенного. Возьмём довольно сложный пример: притяжение планет. Луна вертится вокруг Земли благодаря тому, что она притягивается к Земле, но по Третьему закону Ньютона Луна тоже притягивает Землю к себе. Однако, из-за того, что их массы разные, Луна не может притянуть Землю, но у неё получается вызвать отливы и приливы в морях и океанах.
  4. Формула. Математически это утверждение можно записать так: F1 = -F2, где F1 — это сила, с которой первое тело действует на второе, а F2 — сила, с которой второе тело действует на первое.

Основные понятия и законы кинематики

кинематикойМеханическим движениемСистемой отсчётаТелом отсчётаМатериальной точкойТраекториейпрямолинейноекриволинейное
Путь — это длина траектории, которую описывает материальная точка за данный промежуток времени. Это скалярная величина.Перемещение — это вектор, соединяющий начальное положение материальной точки с её конечным положением (см. рис.).

Очень важно понимать, чем путь отличается от перемещения. Самое главной отличие в том, что перемещение – это вектор с началом в точке отправления и с концом в точке назначения (при этом абсолютно неважно, каким маршрутом это перемещение совершалось)

А путь – это, наборот, скалярная величина, отражающая длину пройденной траектории.

Равномерным прямолинейным движением называют движение, при котором материальная точка за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещенияСкоростью равномерного прямолинейного движения называют отношение перемещения ко времени, за которое это перемещение произошло:

Для неравномерного движения пользуются понятием средней скорости. Часто вводят среднюю скорость как скалярную величину. Это скорость такого равномерного движения, при котором тело проходит тот же путь за то же время, что и при неравномерном движении:

Мгновенной скоростью называют скорость тела в данной точке траектории или в данный момент времени.Равноускоренное прямолинейное движение — это прямолинейное движение, при котором мгновенная скорость за любые равные промежутки времени изменяется на одну и ту же величину

Ускорением

Зависимость координаты тела от времени в равномерном прямолинейном движении имеет вид: x = x + Vxt, где x — начальная координата тела, Vx — скорость движения.Свободным падением называют равноускоренное движение с постоянным ускорением g = 9,8 м/с2, не зависящим от массы падающего тела. Оно происходит только под действием силы тяжести.

Скорость при свободном падении рассчитывается по формуле:
Перемещение по вертикали рассчитывается по формуле:

Одним из видов движения материальной точки является движение по окружности. При таком движении скорость тела направлена по касательной, проведённой к окружности в той точке, где находится тело (линейная скорость). Описывать положение тела на окружности можно с помощью радиуса, проведённого из центра окружности к телу. Перемещение тела при движении по окружности описывается поворотом радиуса окружности, соединяющего центр окружности с телом. Отношение угла поворота радиуса к промежутку времени, в течение которого этот поворот произошёл, характеризует быстроту перемещения тела по окружности и носит название угловой скорости
ω
:
Угловая скорость связана с линейной скоростью соотношением где r — радиус окружности.
Время, за которое тело описывает полный оборот, называется периодом обращения. Величина, обратная периоду — частота обращения — ν
Поскольку при равномерном движении по окружности модуль скорости не меняется, но меняется направление скорости, при таком движении существует ускорение. Его называют центростремительным ускорением, оно направлено по радиусу к центру окружности:

Альберт Эйнштейн: один из величайших умов планеты

Ученые-физики всей планеты знают имя Альберта Эйнштейна. Его авторству принадлежит теория относительности. Современная физика во многом опирается на взгляды Эйнштейна, несмотря на то что не все современные ученые согласны с его открытиями. Эйнштейн был лауреатом Нобелевской премии. В течение своей жизни он написал порядка 300 научных работ, касающихся физики, а также 150 работ об истории и философии науки. До 12 лет Эйнштейн был очень религиозным ребенком, так как образование он получал в католической школе. После того, как маленький Альберт прочитал несколько научных книг, он пришел к выводу: не все положения в Библии могут быть правдивыми.

Многие считают, что Эйнштейн был гениален с самого детства. Это далеко не так. Будучи школьником, Эйнштейн считался весьма слабым учеником. Хотя уже тогда его интересовала математика, физика, а также философские труды Канта. В 1896 году Эйнштейн поступил на педагогический факультет в Цюрихе, где также познакомился со своей будущей супругой – Милевой Марич. В 1905 году Эйнштейном были опубликованы некоторые статьи, которые, однако, некоторые ученые-физики подвергли критике. В 1933 году Эйнштейн навсегда переезжает в США.

Количественный характер физики

Физика — количественная наука. Физический эксперимент опирается на измерения, то есть сравнение характеристик исследуемых явлений с определёнными эталонами. С этой целью физика развила совокупность физических единиц и измерительных приборов. Отдельные физические единицы объединяются в системы физических единиц. Так, на современном этапе развития науки стандартом является Международная система единиц (СИ), но большинство теоретиков по-прежнему предпочитает пользоваться Гауссовой системой единиц (СГС).

Полученные экспериментально количественные зависимости позволяют использовать для своей обработки математические методы и строить теоретические, то есть математические модели изучаемых явлений.

С изменением представлений о природе тех или иных явлений меняются также физические единицы, в которых измеряются физические величины. Так, например, для измерения температуры сначала были предложены произвольные температурные шкалы, которые делили промежуток температур между характерными явлениями (например, замерзанием и кипением воды) на определённое количество меньших промежутков, которые получили название градусов температуры. Для измерения количества теплоты была введена единица — калория, которая определяла количество теплоты, необходимой для нагрева грамма воды на один градус. Однако со временем физики установили соответствие между механической и тепловой формой энергии. Таким образом, оказалось, что предложенная ранее единица количества теплоты, калория, является излишней, как и единица измерения температуры. И количество теплоты, и температуру можно измерять в единицах механической энергии. В современную эпоху калория и градус не вышли из практического употребления, но между этими величинами и единицей энергии Джоулем существует точное числовое соотношение. Градус, как единица измерения температуры входит в систему СИ, а коэффициент перехода от температурной к энергетическим величинам — постоянная Больцмана — считается физической постоянной.

Прикладные открытия

Если история начала физики развивалась исходя из того, что наука должна была объяснить причину природных явлений, то в XIX веке ситуация значительно изменилась. Теперь у нее появилось новое призвание. От физики стали требовать управления природными силами. В связи с этим стала ускоренно развиваться не только экспериментальная, но и прикладная физика. «Ньютон электричества» Андре-Мари Ампер ввел новое понятие электрического тока. В этой же области работал Майкл Фарадей. Он открыл явление электромагнитной индукции, законы электролиза, диамагнетизм и стал автором таких терминов, как анод, катод, диэлектрик, электролит, парамагнетизм, диамагнетизм и т. д.

Сложились новые разделы науки. Термодинамика, теория упругости, статистическая механика, статистическая физика, радиофизика, теория упругости, сейсмология, метеорология – все они формировали единую современную картину мира.

В XIX столетии возникли новые научные модели и понятия. Томас Юнг обосновал закон сохранения энергии, Джеймс Клерк Максвелл предложил собственную электромагнитную теорию. Русский химик Дмитрий Менделеев стал автором значительно повлиявшей на всю физику периодической системы элементов. Во второй половине века появилась электротехника и двигатель внутреннего сгорания. Они стали плодами прикладной физики, ориентированной на решение определенных технологических задач.

Эволюция и генетика

Здесь собраны самые большие и светлые умы эволюционной науки и генетики, которые поделились своими мыслями и исследованиями с широкой аудиторией.

Стивен Джей Гоулд

Если вы хоть сколько-нибудь заинтересованы в эволюционной науке вообще, вы наверняка слышали об этом человеке. Палеонтолог и профессор в Гарварде, Гоулд был также одаренным писателем, создающим книги и эссе про эволюцию и естественную историю, которые остаются популярными по сей день.

Ричард Докинз

В то время как его обвиняют в беззастенчивых нападениях на религию, труды Докинза на тему эволюции и генетики являются обязательными к прочтению для каждого студента, который собирается сделать карьеру в этих областях. Его книги «Эгоистичный ген» и «Расширенный фенотип» взбудоражили научную общественность еще тридцать лет назад и до сих пор остаются весьма значительными в эволюционной биологии.

Мэтт Ридли

Ридли является автором нескольких работ в научно-популярной сфере, в том числе и таких, как «Геном: автобиография видов в 23 главах» и «Рациональный оптимист: как эволюционирует успех», и рассуждает на самые разные темы, начиная генетическим кодом и заканчивая путем нашего воспроизведения.

Джеймс Д. Уотсон

Немногие открытия изменили наш мир так же, как разгадка тайны нашего собственного ДНК, которую осуществил ученый Джеймс Д. Уотсон совместно со своим партнером Фрэнсисом Криком. Его самая знаменитая книга «Двойная спираль» демонстрирует свойства ДНК почти так же, как «мыльная опера», которую крутят по телевидению, — жизнь людей.

Льюис Томас

Физик и этимолог Томас заслужил массу наград на протяжении своей жизни за свое творчество. Его книга «Жизнь клетки» является блестяще написанным сборником эссе, рассказывающем о взаимосвязанности жизни на Земле.

Роджер Левин

Вместе с Ричардом Лики Роджер Левин, антрополог и ученый, к 1980 году написал три книги. Он работал внештатным автором на протяжении трех десятилетий, создавая работы, которые являются одновременно информативными и написаны доступным языком.

Ричард Левонтин

Студенты, которые работают над степенью по биологии, многое упустили бы, не прочитав книги, написанные этим влиятельным ученым. Он был пионером в сферах молекулярной биологии, эволюционной теории и популяционной генетики.

Карл Циммер

Выдающийся писатель статей и книг о науке. Циммер — один из самых популярных популяризаторов науки (простите за тавтологию) на сегодня. Он пишет практически обо всем, что касается биологии, начиная природой вирусов и заканчивая теорией эволюции.

Макс Борн

Многие великие ученые-физики были родом из Германии. Например, Макс Борн родился в Бреслау, в семье профессора и пианистки. Он с детства увлекался физикой и математикой и поступил в Геттингенский университет для их изучения. В 1907 году Макс Борн защитил диссертацию, посвященную устойчивости упругих тел. Как и другие великие ученые-физики того времени, например Нильс Бор, Макс сотрудничал со специалистами Кембриджа, а именно с Томсоном. Вдохновляли Борна и идеи Эйнштейна. Макс занимался исследованием кристаллов и разработал несколько аналитических теорий. Кроме того, Борн создал математическую основу квантовой теории. Как и другие физики, Великой Отечественной войны антимилитарист Борн категорически не хотел, и в годы сражений ему пришлось эмигрировать. Впоследствии он выступит с осуждением разработок ядерного оружия. За все свои достижения Макс Борн получил Нобелевскую премию, а также был принят во многие научные академии.

Комментировать
0