Современная физика - Modern physics
Современная физика это попытка понять основные процессы взаимодействия с материей, используя инструменты науки и техники. В общем, этот термин используется для обозначения любой отрасли физики, развитой в начале 20 века и далее, или отраслей, на которые сильно повлияла физика начала 20 века. Известные отрасли современной физики включают: квантовая физика, специальная теория относительности, и общая теория относительности.
Классическая физика обычно заботится о повседневных условиях: скорости намного ниже, чем скорость света, размеры намного больше, чем у атомов, а энергии относительно малы. Современная физика, однако, занимается более экстремальными условиями, такими как высокие скорости, сравнимые с скорость света (специальная теория относительности), небольшие расстояния, сравнимые с радиус атома (квантовая механика ) и очень высоких энергий (относительность). В целом считается, что квантовые и релятивистские эффекты существуют во всех масштабах, хотя эти эффекты могут быть очень небольшими в повседневная жизнь. Хотя квантовая механика совместима со специальной теорией относительности (см. релятивистская квантовая механика ), один из нерешенные проблемы физики представляет собой объединение квантовой механики и общей теории относительности, что Стандартная модель (физики элементарных частиц) в настоящее время не может объяснить.
Описание
В буквальном смысле термин современная физика означает современную физику. В этом смысле значительная часть так называемых классическая физика современный.[1] Однако примерно с 1890 года новые открытия привели к значительным сдвиги парадигмы[1]: особенно появление квантовая механика (QM) и относительность (ER). Физика, которая включает элементы QM или ER (или обоих), называется современная физика. Этот термин обычно используется именно в этом последнем смысле.[1]
Современная физика часто встречается при работе с экстремальными условиями. Квантово-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 газ в комнатная температура, большинство явлений будут включать (классические) Распределение Максвелла – Больцмана. Однако рядом абсолютный ноль распределение Максвелла – Больцмана не учитывает наблюдаемое поведение газа, и (современное) Ферми – Дирак или же Бозе-Эйнштейн вместо этого должны использоваться дистрибутивы.
Очень часто можно найти - или «восстановить» - классическое поведение из современного описания, анализируя современное описание на малых скоростях и на больших расстояниях (взяв предел, или сделав приближение ). При этом результат называется классический предел.
Клейма
Эти темы обычно считаются "ядром" фундамента современной физики:
- Атомная теория и эволюция атомная модель 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
Смотрите также
Рекомендации
- 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.). В. Х. Фриман. ISBN 978-0-7167-4345-3.
Примечания
- ^ а б 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.
