Berühmte Physiker des 20. Jahrhunderts. Die berühmtesten Physiker der Welt

MURRY GELL-MANN (geb. 1929)

Murray Gell-Mann wurde am 15. September 1929 in New York geboren und war jüngerer Sohn Auswanderer aus Österreich Arthur und Pauline (Reichstein) Gell-Mann. Im Alter von fünfzehn Jahren trat Murry ein Yale Universität. 1948 schloss er sein Studium mit dem Bachelor of Science ab. Die folgenden Jahre verbrachte er als Graduate Student an der Massachusetts Technologisches Institut. Hier erhielt 1951 Gell-Mann Doktorgrad in Physik.

LEV DAVIDOVICH LANDAU (1908-1968)

Lev Davidovich Landau wurde am 22. Januar 1908 in der Familie von David Lyubov Landau in Baku geboren. Sein Vater war ein berühmter Erdölingenieur! der auf den örtlichen Ölfeldern arbeitete, und seine Mutter war Ärztin. Sie beschäftigte sich mit physiologischer Forschung. Landaus ältere Schwester wurde Chemieingenieurin.

IGOR WASSILJEWITSCH KURSCHATOW (1903-1960)

Igor Vasilyevich Kurchatov wurde am 12. Januar 1903 in der Familie eines Hilfsförsters in Baschkirien geboren. 1909 zog die Familie nach Simbirsk. 1912 zogen die Kurchatovs nach Simferopol. Hier tritt der Junge in die erste Klasse des Gymnasiums ein.

PAUL DIRAC (1902-1984)

Der englische Physiker Paul Adrien Maurice Dirac wurde am 8. August 1902 in Bristol in der Familie des aus Schweden stammenden Lehrers Charles Adrien Ladislav Dirac geboren Französisch in Privatschule, und die Engländerin Florence Hannah (Holten) Dirac.

WERNER HEISENBERG (1901-1976)

Werner Heisenberg war einer der jüngsten Wissenschaftler, die den Preis erhielten Nobelpreis. Zielstrebigkeit u starker Geist Rivalität inspirierte ihn, eines der berühmtesten Prinzipien der Wissenschaft zu entdecken – das Unschärfeprinzip.

ENRICO FERMI (1901-1954)

„Der große italienische Physiker Enrico Fermi“, schrieb Bruno Pontecorvo, „nimmt einen besonderen Platz unter den modernen Wissenschaftlern ein: in unserer Zeit, wann enge Spezialisierung in wissenschaftliche Forschung typisch geworden ist, ist es schwierig, auf einen so universellen Physiker wie Fermi hinzuweisen. Man kann sogar sagen, dass das Erscheinen einer Person auf der wissenschaftlichen Arena des 20. Jahrhunderts einen so großen Beitrag zur Entwicklung geleistet hat theoretische Physik, und Experimentelle Physik, und Astronomie und technische Physik, ~ das Phänomen ist eher einzigartig als selten.

Nikolaj Nikolajewitsch Semenow (1896-1986)

Nikolai Nikolaevich Semenov wurde am 15. April 1896 in Saratov in der Familie von Nikolai Alexandrovich und Elena Dmitrievna Semenov geboren. Abschluss 1913 echte Schule In Samara trat er in die Fakultät für Physik und Mathematik der Universität St. Petersburg ein, wo er sich beim Studium bei dem berühmten russischen Physiker Abram Ioffe als aktiver Student erwies.

Igor Jewgenjewitsch Tamm (1895-1971)

Igor Evgenievich wurde am 8. Juli 1895 in Wladiwostok in der Familie von Olga (geb. Davydova) Tamm und dem Bauingenieur Evgeny Tamm geboren. Evgeny Fedorovich arbeitete am Bau der Transsibirischen Eisenbahn. Igors Vater war nicht nur ein vielseitiger Ingenieur, sondern auch ein außergewöhnlich mutiger Mensch. Zur Zeit Jüdisches Pogrom In Elizavetgrad ging er allein mit einem Stock zu der Menge der Schwarzhunderter und zerstreute sie. Die Familie kehrte mit dem dreijährigen Igor aus fernen Ländern zurück und reiste auf dem Seeweg durch Japan nach Odessa.

Pjotr Leonidowitsch Kapiza (1894-1984)

Petr Leonidovich Kapitsa wurde am 9. Juli 1894 in Kronstadt in der Familie des Militäringenieurs General Leonid Petrovich Kapitsa, Erbauer der Kronstädter Befestigungsanlagen, geboren. Er war ein gebildeter, intelligenter Mann, ein begabter Ingenieur, der spielte wichtige Rolle in der Entwicklung der russischen Streitkräfte. Mutter, Olga Ieronimovna, geborene Stebnitskaya, war eine gebildete Frau. Sie engagierte sich in literarischen, pädagogischen und sozialen Aktivitäten und hinterließ Spuren in der Geschichte der russischen Kultur.

ERWIN SCHROEDINGER (1887-1961)

Der österreichische Physiker Erwin Schrödinger wurde am 12. August 1887 in Wien geboren. Sein Vater, Rudolf Schrödinger, war Inhaber einer Wachstuchfabrik, malte gern und interessierte sich für Botanik. Das einzige Kind in der Familie bekam Erwin Grundschulbildung Zuhause Sein erster Lehrer war sein Vater, den Schrödinger später als „Freund, Lehrer und Gesprächspartner, der keine Müdigkeit kennt.“ bezeichnete Akademisches Gymnasium wo er der erste Student war griechisch, Latein, klassische Literatur, Mathematik und Physik Gymnasialjahre Schrödinger entwickelte eine Liebe zum Theater.

NIELS BOHR (1885-1962)

Einstein sagte einmal: „Was an Bohr als Wissenschaftler-Denker überraschend attraktiv ist, ist eine seltene Mischung aus Mut und Vorsicht; nur wenige Menschen hatten eine solche Fähigkeit, die Essenz verborgener Dinge intuitiv zu erfassen und dies mit erhöhter Kritik zu verbinden. Er ist ohne Zweifel einer der Größten wissenschaftliche Köpfe unser Jahrhundert."

MAX GEBOREN (1882-1970)

Sein Name wird mit Namen wie Planck und Einstein, Bohr, Heisenberg gleichgesetzt. Born gilt zu Recht als einer der Begründer der Quantenmechanik. Er besitzt viele grundlegende Arbeiten auf dem Gebiet der Theorie des Atomaufbaus, der Quantenmechanik und der Relativitätstheorie.

ALBERT EINSTEIN (1879-1955)

Sein Name ist oft in der gebräuchlichsten Umgangssprache zu hören. „Hier riecht es nicht nach Einstein“; "Wow Einstein"; "Ja, es ist definitiv nicht Einstein!" In seiner Zeit, in der die Wissenschaft wie nie zuvor dominierte, steht er abseits, wie ein Symbol intellektueller Macht.Manchmal scheint sogar der Gedanke aufzukommen: „Die Menschheit ist in zwei Teile gespalten – Albert Einstein und der Rest der Welt.

Ernst Rutherford (1871-1937)

Ernest Rutherford wurde am 30. August 1871 in der Nähe der Stadt Nelson ( Neuseeland) in der Familie eines Migranten aus Schottland. Ernest war das vierte von zwölf Kindern. Seine Mutter arbeitete als ländliche Lehrerin. Der Vater des zukünftigen Wissenschaftlers organisierte ein Holzverarbeitungsunternehmen. Unter der Anleitung seines Vaters erhielt der Junge gutes Training in der Werkstatt zu arbeiten, was ihm später bei der Konstruktion und dem Bau wissenschaftlicher Geräte half.

MARIA CURIE-SKLODOWSKA (1867-1934)

Maria Skłodowska wurde am 7. November 1867 in Warschau als jüngstes von fünf Kindern in der Familie von Władysław und Bronislaw Skłodowski geboren. Maria wuchs in einer Familie auf, in der die Wissenschaft respektiert wurde. Ihr Vater unterrichtete Physik am Gymnasium, und ihre Mutter war bis zu ihrer Tuberkulose-Erkrankung Direktorin des Gymnasiums. Marys Mutter starb, als das Mädchen elf Jahre alt war.

PETER NIKOLAEVICH LEBEDEV (1866-1912)
Pjotr Nikolajewitsch Lebedew wurde am 8. März 1866 in Moskau geboren Kaufmannsfamilie Sein Vater arbeitete als vertrauenswürdiger Angestellter und war von seiner Arbeit wirklich begeistert.In seinen Augen war das Handelsgeschäft von einem Hauch von Bedeutung und Romantik umgeben.Die gleiche Einstellung hat er seinem einzigen Sohn beigebracht, und das zunächst erfolgreich.und bist du ein guter Händler?

MAX-BRETT (1858-1947)

Der deutsche Physiker Max Karl Ernst Ludwig Planck wurde am 23. April 1858 in der preußischen Stadt Kiel in der Familie des Bürgerrechtsprofessors Johann Julius Wilhelm von Planck, Professor für Bürgerliches Recht, und Emma (geb. Patzig) Planck geboren. Als Kind lernte der Junge Klavier und Orgel spielen und entdeckte Herausragendes musikalische Fähigkeit. 1867 zog die Familie nach München, und dort trat Planck in das Königliche Maximilian ein klassisches Gymnasium, wo ein ausgezeichneter Mathematiklehrer in ihm erstmals das Interesse für die Natur- und exakten Wissenschaften weckte.

HEINRICH RUDOLF HERZ (1857-1894)

In der Wissenschaftsgeschichte gibt es nicht viele Entdeckungen, mit denen man täglich in Berührung kommen muss. Aber ohne das, was Heinrich Hertz tat, modernes Leben Es ist bereits unvorstellbar, da Radio und Fernsehen ein notwendiger Teil unseres Lebens sind und er auf diesem Gebiet eine Entdeckung gemacht hat.

JOSEPH THOMSON (1856-1940)

Der englische Physiker Joseph Thomson ging als Entdecker des Elektrons in die Wissenschaftsgeschichte ein. Er hat einmal gesagt: „Die Entdeckungen sind der Schärfe und Kraft der Beobachtung, der Intuition, dem unerschütterlichen Enthusiasmus bis zur endgültigen Auflösung aller Widersprüche zu verdanken, die mit der Pionierarbeit einhergehen.“

GENDRIK LORENZ (1853-1928)

Lorentz ging als Schöpfer in die Geschichte der Physik ein elektronische Theorie, in dem er die Ideen der Feldtheorie und des Atomismus synthetisierte Gendrik Anton Lorentz wurde am 15. Juli 1853 in der niederländischen Stadt Arnheim geboren. Er ging sechs Jahre zur Schule. 1866, nach der Matura bester Schüler, trat Gendrik in die dritte Klasse einer höheren Zivilschule ein, die ungefähr einem Gymnasium entspricht. Seine Lieblingsfächer waren Physik und Mathematik, Fremdsprachen. Französisch lernen u Deutsch Lorentz ging in Kirchen und hörte sich Predigten in diesen Sprachen an, obwohl er seit seiner Kindheit nicht an Gott glaubte.

WILHELM RENTGEN (1845-1923)

Im Januar 1896 fegte ein Taifun von Zeitungsberichten über Europa und Amerika hinweg. sensationelle Entdeckung Professor an der Universität Würzburg Wilhelm Conrad Röntgen. Es schien keine Zeitung zu geben, die nicht ein Bild der Hand gedruckt hätte, die, wie sich später herausstellte, Bertha Roentgen, der Frau des Professors, gehörte. Und Professor Roentgen, der sich in sein Labor eingeschlossen hatte, beschäftigte sich weiterhin intensiv mit den Eigenschaften der von ihm entdeckten Strahlen. Die Entdeckung der Röntgenstrahlen gab Impulse für neue Forschungen. Ihre Studie führte zu neuen Entdeckungen, von denen eine die Entdeckung der Radioaktivität war.

LUDWIG BOLTZMANN (1844-1906)

Ludwig Boltzmann war ohne Zweifel der größte Wissenschaftler und Denker, den Österreich der Welt geschenkt hat. Schon zu Lebzeiten galt Boltzmann trotz seiner Position als Außenseiter in wissenschaftlichen Kreisen als großer Wissenschaftler, er wurde zu Vorträgen in viele Länder eingeladen. Und doch bleiben einige seiner Ideen bis heute ein Rätsel. Boltzmann selbst schrieb über sich: „Die Idee, die mein Denken und Handeln erfüllt, ist die Entwicklung der Theorie.“ Und Max Laue präzisierte diese Idee später so: „Sein Ideal war es, alle zu verbinden Physikalische Theorien in einem einheitlichen Weltbild.

ALEXANDER GRIGORIEWITSCH STOLETOW (1839-1896)

Alexander Grigoryevich Stoletov wurde am 10. August 1839 in der Familie eines armen Wladimir-Kaufmanns geboren. Sein Vater, Grigory Mikhailovich, besaß ein kleines Lebensmittelgeschäft und eine Lederwerkstatt. Das Haus hatte eine gute Bibliothek, und Sasha, die im Alter von vier Jahren lesen gelernt hatte, begann sie schon früh zu benutzen. Mit fünf Jahren las er bereits recht frei.

WILLARD GIBBS (1839-1903)

Das Geheimnis von Gibbs ist nicht, ob er ein missverstandenes oder unbeachtetes Genie war. Das Rätsel von Gibbs liegt woanders: Wie kam es, dass das pragmatische Amerika in den Jahren der Herrschaft des Praktischen einen großen Theoretiker hervorbrachte? Vor ihm gab es keinen einzigen Theoretiker in Amerika. Allerdings, da gab es fast keine Theoretiker danach. Die überwiegende Mehrheit der amerikanischen Wissenschaftler sind Experimentatoren.

JAMES MAXWELL (1831-1879)

James Maxwell wurde am 13. Juni 1831 in Edinburgh geboren. Kurz nach der Geburt des Jungen brachten ihn seine Eltern auf ihr Anwesen Glenlar. Seit dieser Zeit ist die „Höhle in einer engen Schlucht“ fest in das Leben von Maxwell eingetreten. Hier lebten und starben seine Eltern, hier lebte er selbst und wurde lange begraben.

HERMANN HELMHOLTZ (1821-1894)

Hermann Helmholtz ist einer der größten Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts. Physik, Physiologie, Anatomie, Psychologie, Mathematik ... In jeder dieser Wissenschaften machte er brillante Entdeckungen, die ihn brachten Weltruhm.

EMILY KHRISTIANOVICH LEHNT (1804-1865)

Mit dem Namen Lenz sind grundlegende Entdeckungen auf dem Gebiet der Elektrodynamik verbunden. Damit gilt der Wissenschaftler zu Recht als einer der Begründer der russischen Geographie: Emil Christianovich Lenz wurde am 24. Februar 1804 in Dorpat (heute Tartu) geboren. 1820 absolvierte er das Gymnasium und trat in die Universität Dorpat ein. Unabhängig wissenschaftliche Tätigkeit Lenz begann als Physiker bei einer Weltumsegelungsexpedition auf der Schaluppe „Enterprise“ (1823–1826), in die er auf Empfehlung von Universitätsprofessoren aufgenommen wurde. In kürzester Zeit hat er gemeinsam mit dem Rektor E.I. Parrothom schuf einzigartige Instrumente für ozeanographische Beobachtungen in der Tiefsee – einen Winden-Tiefenmesser und ein Bathometer. Auf der Reise führte Lenz ozeanographische, meteorologische und geophysikalische Beobachtungen im Atlantik, Pazifik u Indische Ozeane. 1827 verarbeitete er die erhaltenen Daten und analysierte sie.

MICHAEL FARADEY (1791-1867)

nur Entdeckungen, dass ein gutes Dutzend Wissenschaftler ausreichen würden, um ihren Namen zu verewigen.Michael Faraday wurde am 22. September 1791 in London geboren, in einem der ärmsten Viertel. Sein Vater war Schmied und seine Mutter die Tochter eines Pachtbauern. Die Wohnung, in der der große Wissenschaftler geboren wurde und die ersten Jahre seines Lebens verbrachte, befand sich im Hinterhof und befand sich über den Stallungen.

GEORGE OM (1787-1854)

Der Physikprofessor sprach gut über die Bedeutung von Ohms Forschung Universität München E. Lommel bei der Eröffnung des Denkmals für den Wissenschaftler im Jahr 1895: „Ohms Entdeckung war eine helle Fackel, die den Bereich der Elektrizität erleuchtete, der vor ihm in Dunkelheit gehüllt war. Ohm wies darauf hin) nur der richtige Weg durch einen undurchdringlichen Wald unverständlicher Tatsachen. Bemerkenswerte Fortschritte in der Entwicklung der Elektrotechnik, die wir in den letzten Jahrzehnten mit Erstaunen beobachtet haben, konnten erreicht werden! nur auf der Grundlage von Ohms Entdeckung. Nur wer die Naturgewalten beherrschen und beherrschen kann, wer die Naturgesetze enträtseln kann, hat Om der Natur das Geheimnis entrissen, das sie so lange verborgen gehalten hat, und es in die Hände seiner Zeitgenossen gegeben.

HANS OERSTED (1777-1851)

„Der gelehrte dänische Physiker, Professor“, schrieb Ampère, „ebnete mit seiner großen Entdeckung den Weg für Physiker neuer Weg Forschung. Diese Studien sind nicht fruchtlos geblieben; sie zogen die Entdeckung vieler Tatsachen an, die der Aufmerksamkeit aller würdig sind, die am Fortschritt interessiert sind.

AMEDEO AVOGADRO (1776-1856)

Avogadro ging als Autor eines der folgenden in die Geschichte der Physik ein die wichtigsten Gesetze Molekularphysik Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregna e di Cerreto wurde am 9. August 1776 in der Hauptstadt Turin geboren Italienische Provinz Piemont in der Familie von Philippe Avogadro, einem Mitarbeiter der Justizabteilung. Amedeo war das dritte von acht Kindern. Seine Vorfahren aus dem 12. Jahrhundert waren im Dienst katholische Kirche Rechtsanwälte und nach damaliger Tradition ihre Berufe und Ämter vererbt. Als die Berufswahl anstand, wandte sich Amedeo auch der Rechtswissenschaft zu. In dieser Wissenschaft gelang es ihm schnell und im Alter von zwanzig Jahren Grad Doktor des Kirchenrechts.

ANDRE MARIE AMPERE (1775-1836)

Französisch Wissenschaftler Ampère in der Wissenschaftsgeschichte vor allem als Begründer der Elektrodynamik bekannt. Inzwischen war er ein Universalwissenschaftler mit Verdiensten auf dem Gebiet der Mathematik, Chemie, Biologie und sogar der Linguistik und Philosophie. Er war ein brillanter Geist, der mit seinem enzyklopädischen Wissen über alle Menschen, die ihn eng kannten, beeindruckte.

KARL ANHÄNGER (1736-1806)
Zur Messung der zwischen elektrischen Ladungen wirkenden Kräfte. Coulomb nutzte die von ihm erfundene Torsionswaage, die der französische Physiker und Ingenieur Charles Coulomb bravourös vollbrachte wissenschaftliche Ergebnisse. Die Muster der äußeren Reibung, das Torsionsgesetz elastischer Fäden, das Grundgesetz der Elektrostatik, das Wechselwirkungsgesetz der Magnetpole - all dies ist in den goldenen Fundus der Wissenschaft eingegangen. "Coulomb-Feld", "Coulomb-Potential", schließlich der Name der Einheit elektrische Ladung"Anhänger" ist fest in der physikalischen Terminologie verankert.

ISAAC NEWTON (1642-1726)

Isaac Newton wurde am Weihnachtstag 1642 im Dorf Woolsthorpe in Lincolnshire geboren. Sein Vater starb vor der Geburt seines Sohnes Newtons Mutter, geborene Eiskof, gebar kurz nach dem Tod ihres Mannes eine Frühgeburt, und der neugeborene Isaac war auffallend klein und gebrechlich Sie dachten, dass das Baby Newton nicht überleben würde, lebte jedoch zu hohes Alter und zeichnete sich, mit Ausnahme von kurzfristigen Störungen und einer schweren Erkrankung, immer durch eine gute Gesundheit aus.

CHRISTIAN HUYGENS (1629-1695)

Das Funktionsprinzip der Ankerhemmung Das Laufrad (1) wird durch eine Feder (in der Abbildung nicht dargestellt) ausgedreht. Der mit dem Pendel (3) verbundene Anker (2) tritt in die linke Palette (4) zwischen den Zähnen des Rades ein. Das Pendel schwingt auf die andere Seite, der Anker gibt das Rad frei. Er schafft es, nur einen Zahn zu drehen, und der rechte Flügel (5) kommt in Eingriff. Dann wiederholt sich alles in umgekehrter Reihenfolge.

Blaise Pascal (1623-1662)

Blaise Pascal, Sohn von Étienne Pascal und Antoinette geb. Begon, wurde am 19. Juni 1623 in Clermont geboren. Die gesamte Familie Pascal zeichnete sich durch herausragende Fähigkeiten aus. Was Blaise selbst betrifft, zeigte er von früher Kindheit an Anzeichen einer außergewöhnlichen geistigen Entwicklung: 1631, als der kleine Pascal acht Jahre alt war, zog sein Vater mit allen Kindern nach Paris, verkaufte seine Position nach damaligem Brauch und investierte einen beträchtlichen Teil seines kleinen Kapitals im Hotel de Bill.

ARCHIMEDES (287 - 212 v. Chr.)

Archimedes wurde 287 v. Chr. in geboren Griechische Stadt Syrakus, wo er den größten Teil seines Lebens verbrachte. Sein Vater war Phidias, der Hofastronom des Herrschers der Stadt Hieron. Archimedes studierte wie viele andere antike griechische Wissenschaftler in Alexandria, wo die Herrscher Ägyptens, die Ptolemäer, die besten griechischen Wissenschaftler und Denker versammelten und auch die berühmte, größte Bibliothek der Welt gründeten.

1900– M. Planck formulierte die Quantenhypothese und führte die Naturkonstante (Planck’sche Konstante) ein, die die Wirkungsdimension hat, Initiierung Quantentheorie.
– M. Planck (14. Dezember) vorgeschlagen neue Formel für die Energieverteilung im Strahlungsspektrum eines Schwarzen Körpers (Plancksches Gesetz).
– Experimentelle Bestätigung Plancksches Strahlungsgesetz (G. Rubens, F. Kurlbaum).
– J. Rayleigh leitete das Gesetz der Energieverteilung in der Strahlung eines vollständig schwarzen Körpers ab, das 1905 von J. Jeans entwickelt wurde (das Rayleigh-Jeans-Gesetz). Experimentell 1901 von G. Rubensm und F. Kurlbaum für lange Wellen bestätigt.

1900–02– G. Rubens und E. Hagen führten Messungen des Reflexionsvermögens von Metallen durch und bestätigten damit Maxwells elektromagnetische Theorie des Lichts.

1900– P. Villard entdeckte Gammastrahlen.
– J. Townsend hat eine Theorie der Leitfähigkeit in Gasen aufgestellt und die Diffusionskoeffizienten geladener Teilchen berechnet.

1901- J. Perrin stellte eine Hypothese auf planetare Struktur Atom (Perrin-Modell).
– Physiologische Wirkung nachgewiesen radioaktive Strahlung(A. Becquerel, P. Curie).
– O. Richardson stellte die Abhängigkeit der Sättigungsstromdichte der thermionischen Emission von der Temperatur der Kathodenoberfläche fest (Gesetz von Richardson).

1902– Die Ablenkung von Kanalbalken in elektrischen und magnetischen Feldern wurde festgestellt (V. Vin).
– Erstmals wurde die Abhängigkeit der Elektronenmasse von der Geschwindigkeit experimentell nachgewiesen (V. Kaufman).
- F. Lenard stellte die Gleichung des photoelektrischen Effekts auf, in der er die Abhängigkeit der Energie von Photoelektronen von der Lichtfrequenz angab.

1902–03. – E. Rutherford und F. Soddy haben die Theorie entwickelt radioaktiver Zerfall und formulierte das Gesetz der radioaktiven Umwandlungen.
– Einführung in den Begriff des elektromagnetischen Impulses und Gewinnung einer Formel für die elektromagnetische Masse eines Elektrons (M. Abraham).

1902– Das Buch von J. Gibbs „Elementary Principles of Statistical Mechanics“ wurde veröffentlicht, das den Aufbau der klassischen statistischen Physik vollendete.

1903– J. J. Thomson entwickelte ein Modell des nach ihm benannten Atoms (Thomson-Modell).
– Beobachtung der kontinuierlichen Wärmeabgabe von Radiumsalzen und Messung der in 1 s freigesetzten Energie (P. Curie, A. Laborde).
- P. Curie schlug vor, die Halbwertszeit eines radioaktiven Elements als Zeitstandard für die Bestimmung zu verwenden absolutes Alter Erde Felsen.
– W. Ramsay und F. Soddy haben experimentell die Bildung von Helium aus Radon nachgewiesen.
- E. Rutherford bewies, dass Alphastrahlen aus positiv geladenen Teilchen bestehen. M. Sklodowska-Curie war der Erste, der im Jahr 1900 auf die korpuskuläre Natur der Alphastrahlen hinwies.
– Entdeckung des Szintillationseffekts und seine Nutzung zum Nachweis geladener Teilchen (W. Crookes, G. Geitel, J. Elster).
- A. A. Eikhenwald zeigte, dass ein polarisiertes nichtmagnetisches Dielektrikum bei Bewegung magnetisiert wird (Eichenwalds Experiment).

1904– H. Lorentz fand relativistische Transformationen von Raumkoordinaten und Zeit, unverändert lassend Elektromagnetische Phänomene bei gleichförmiger Bewegung von Bezugssystemen (Lorentz-Transformationen). 1900 wurden diese Transformationen von J. Larmor erhalten, und 1887 verwendete W. Voigt ähnliche Transformationen.
– H. Lorentz erhielt einen Ausdruck für die Abhängigkeit der Masse von der Geschwindigkeit beim Elektron. Die Gerechtigkeit davon relativistische Formel wurde durch die Versuche von A. Bucherer (1908) und anderen bestätigt.
- J.Dk. Thomson führte die Idee ein, dass die Elektronen in einem Atom in Gruppen unterteilt sind, die verschiedene Konfigurationen bilden, die die Periodizität der Elemente bestimmen. Erste Ideen bzgl Interne Struktur Bereits 1898 äußerte er die Idee des Atoms.
– Durchführung der Polarisation von Röntgenstrahlen (Ch. Barkla).

1904– Erfundene Elektronenröhre mit zwei Elektroden - Diode (J. Fleming).

1905– A. Einstein bewies in dem Artikel „Über die Elektrodynamik bewegter Medien“ (bei der Zeitschrift am 30. Juni eingegangen), nachdem er das Konzept der Gleichzeitigkeit von Ereignissen gründlich analysiert hatte, die Erhaltung der Form der Maxwellschen Gleichungen in Bezug auf Lorentz-Transformationen, formulierte das spezielle Relativitätsprinzip und das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und erstellte darauf basierend die spezielle Relativitätstheorie. (Die Invarianz der Form der Gleichungen der Elektrodynamik in Bezug auf Lorentz-Transformationen wurde auch von A. Poincaré in einem Bericht auf einer Sitzung der Pariser Akademie der Wissenschaften am 5. Juni bewiesen, in dem er die Universalität des Relativitätsprinzips betonte und sagte die Endlichkeit der Lichtausbreitungsgeschwindigkeit voraus.) Zusammen mit der Quantentheorie bildete die spezielle Relativitätstheorie die Grundlage der Physik des zwanzigsten Jahrhunderts.
– A. Einstein entdeckte das Gesetz der Beziehung zwischen Masse und Energie (1906 wurde dieses Gesetz auch von P. Langevin aufgestellt).
– A. Einstein stellte eine Hypothese über die Quantennatur auf Lichtstrahlung(Photonentheorie des Lichts). Das von Einstein postulierte Photon wurde 1922 von A. Compton entdeckt. Der Begriff wurde 1929 von G. Lewis eingeführt.
- A. Einsteins Erklärung der Gesetze des photoelektrischen Effekts basierend auf der Existenz von Lichtquanten oder Photonen.
- E. Schweidler stellte die statistische Natur des Transformationsgesetzes fest chemische Elemente, 1908 von E. Regener experimentell bestätigt.
– Der Dopplereffekt wurde in Kanalstrahlen entdeckt (I. Stark).
– Entworfen von P. Langevin klassische Theorie Dia- und Paramagnetismus.

1905–06– A. Einstein und M. Smoluchowski gaben eine übereinstimmende Erklärung Brownsche Bewegung auf der Grundlage der molekularkinetischen Theorie die Fluktuationstheorie entwickelt.

1906– M. Planck leitete die Gleichungen der relativistischen Dynamik ab und erhielt Ausdrücke für die Energie und den Impuls eines Elektrons.
– A. Poincaré entwickelte die erste Lorentz-kovariante Gravitationstheorie.
– T. Lyman entdeckt Spektrale Reihe im ultravioletten Teil des Wasserstoffspektrums (Lyman-Reihe).
– C. Barkla entdeckte charakteristische Röntgenstrahlen.
- V. Nernst stellte fest, dass die Entropie eines chemisch homogenen Festkörpers bzw flüssiger Körper beim Absoluter Nullpunkt Temperatur ist Null (Theorem. Nernst). Es wurde von U. Dzhiok experimentell bewiesen, wonach es als dritter Hauptsatz der Thermodynamik bekannt wurde.
– V. Nernsts Vorhersage des „Gasentartungseffekts“.
– Erfand die Triode (L. di Forest)

1907– A. Einstein postulierte die Äquivalenz von Schwerkraft und Trägheit (Einsteins Äquivalenzprinzip) und begann mit der Entwicklung einer relativistischen Gravitationstheorie.
– Es wurde festgestellt, dass Bleiisotope das Endprodukt einer radioaktiven Reihe sind (B. Bolyuud).
– Entwicklung der ersten Quantentheorie der Wärmekapazität von Festkörpern durch A. Einstein. Er führte das Konzept der Ausbreitung monochromatischer (elastischer) Schallwellen in einem Kristall ein.
– M. Planck verallgemeinerte Thermodynamik im Rahmen von spezielle Theorie Relativitätstheorie, die die Grundlagen der relativistischen Thermodynamik legt.
– P. Weiss gegründet (unabhängig von P. Curie, 1895) Temperaturabhängigkeit magnetische Suszeptibilität von Paramagneten (Curie-Weiss-Gesetz).
– Es wurde eine Hypothese über die Existenz von Regionen spontaner Magnetisierung in Ferromagneten aufgestellt und die erste entwickelt Statistische Theorie Ferromagnetismus (P. Weiss). Eine ähnliche Idee wurde bereits 1892 von B. L. Rosing geäußert.
– Entdeckung des Phänomens durch E. Cotton und A. Mouton Doppelbrechung in Substanzen, die in ein Magnetfeld gebracht werden, wenn sich Licht senkrecht zum Feld ausbreitet (Cotton-Mouton-Effekt).

1908– G. Minkowski entwickelte in Anlehnung an A. Poincaré die Idee, drei Dimensionen von Raum und Zeit zu einem vierdimensionalen pseudo-euklidischen Raum (Minkowski-Raum) zu kombinieren und entwickelte den modernen vierdimensionalen Apparat der speziellen Relativitätstheorie .
- A. Bucherer führte ein Experiment durch, das schließlich die Richtigkeit der relativistischen Formel von Lorentz für die Abhängigkeit der Elektronenmasse von der Geschwindigkeit bestätigte.
– W. Ritz verbesserte die 1890 von I. Rydberg vorgeschlagene Näherungsformel für die Frequenzen der Spektralreihen der Elemente und begründete damit eines der Grundprinzipien der Systematik der Atomspektren – das Kombinationsprinzip (Rydberg-Ritz-Prinzip).
– F. Paschen entdeckte die Spektralreihe des Wasserstoffatoms in Infrarot(Paschen-Reihe).
- G. Geiger und E. Rutherford entwickelten ein Gerät zum Nachweis einzelner geladener Teilchen. 1928 verbesserte ihn Geiger mit W. Muller (Geiger-Müller-Zähler).
– Gewinnung von flüssigem Helium nach G. Kamerling-Onnes und Messung seiner Temperatur.
- J. Perrin führte Experimente zur Untersuchung der Brownschen Bewegung durch, die schließlich die Realität der Existenz von Molekülen bewiesen und die atommolekulare Theorie der Struktur der Materie und bestätigten Kinetische Theorie Wärme.
- E. Gruneisen festgestellt, dass das Verhältnis des Koeffizienten Wärmeausdehnung Metall dazu spezifische Wärme nicht von der Temperatur abhängt (Gruneisensches Gesetz).

1909– Es ist bewiesen, dass Alphateilchen zweifach ionisierte Heliumatome sind (E. Rutherford, J. Royds).

1909–10– G. Geiger und E. Marsden führten Experimente zur Streuung von Alphateilchen in dünnen Metallfilmen durch, die bei der Entdeckung von E. Rutherford eine entscheidende Rolle spielten Atomkern und beim Aufbau planetarisches Modell Atom.

1909– Und Einstein betrachtete Energieschwankungen der Gleichgewichtsstrahlung und erhielt eine Formel für Energieschwankungen.
– Entdeckung der Verbindung zwischen elastisch und Optische Eigenschaften Feststoffe (E. Madelung).
- G. Kamerling-Onnes erhielt eine Temperatur von 1,04 K.
– Das Buch „Materialismus und Empiriokritizismus“ von V. I. Lenin wurde veröffentlicht, in dem er die neuen wissenschaftlichen Daten des späten 19. und frühen 20. Jahrhunderts tiefgehend interpretierte. in den führenden Zweigen der Naturwissenschaften zeigt sich die revolutionäre Bedeutung dieser grundlegenden Entdeckungen. Die Idee von V. I. Lenin über die Unerschöpflichkeit der Materie wurde allgemeines Prinzip naturwissenschaftliches Wissen.

1910– A. Haas schlug einen Modul des Atoms vor, in dem erstmals versucht wurde, die Quantennatur der Strahlung mit der Struktur des Atoms in Verbindung zu bringen.

1910–14– Die Diskretion der elektrischen Ladung wurde experimentell bewiesen und erstmals die Größe der Elektronenladung ziemlich genau gemessen (R. Milliken).

In der Physik lassen sich drei Hauptbereiche unterscheiden: die Erforschung des Mikrokosmos (Mikrophysik), des Makrokosmos (Makrophysik) und der Megawelt (Astrophysik).

Der Fortschritt der Physik nach einer Reihe herausragender Entdeckungen des späten 19. bis frühen 20. Jahrhunderts (Röntgenstrahlen, Elektronen, Radioaktivität usw.) wurde durch den Ersten Weltkrieg verzögert, und dennoch ging die Erforschung der Atome weiter. Die Hauptpunkte dieser Studien sind:

Entwicklung eines Atommodells.

Beweis der Veränderlichkeit des Atoms.

Beweis für die Existenz von Varianten des Atoms in chemischen Elementen.

Diese Studien basierten auf einer praktisch völlig neuen Vorstellung vom Aufbau der Materie, die Anfang des 20. Jahrhunderts Gestalt anzunehmen begann. Im 19. Jahrhundert formuliert Die Idee der Atome wurde von D.I. Mendeleev, der in dem 1892 im "Enzyklopädischen Wörterbuch von Brockhaus und Efron" veröffentlichten Artikel "Substanz" die grundlegenden Informationen über Atome auflistete:

Die chemischen Atome jedes Elements sind unverändert, und es gibt so viele Arten von Atomen, wie es bekannte chemische Elemente gibt (damals etwa 70).

Die Atome eines bestimmten Elements sind gleich.

Atome haben Gewicht, und der Unterschied zwischen Atomen basiert auf dem Unterschied in ihrem Gewicht.

Der gegenseitige Übergang von Atomen eines bestimmten Elements in Atome eines anderen Elements ist unmöglich.

Der Beweis der Existenz des Elektrons zerstörte diese Vorstellungen vom Atom. Die wichtigste Richtung Die physikalische Forschung wird zur Aufklärung der Struktur der Atome. Elektronische Modelle des Atoms tauchten nach und nach auf. Ihr Vorkommen in chronologische Reihenfolge ist das:

W. Kelvins Modell (1902) - Elektronen sind in einer positiv geladenen Kugel auf bestimmte Weise verteilt.

Das Modell von F. Lenard (1903) - das Atom besteht aus "Dubletts" negativer und positiver Ladungen (dem sogenannten Dynamit).

Das Modell von G. Nagaoka (1904) - das Atom ist wie der Planet Saturn "angeordnet" (Kreise aus negativ geladenen Elektronen befinden sich um einen positiv geladenen Körper).

Modell von J. Thomson (1904) - innerhalb einer positiv geladenen Kugel werden rotierende Elektronen in der gleichen Ebene entlang konzentrischer Schalen platziert, die eine unterschiedliche, aber endliche Anzahl von Elektronen enthalten.

Diese Modelle waren das Ergebnis theoretischer (in vielerlei Hinsicht rein mathematischer) Konstruktionen und formaler Natur. Die Ausnahme war das Modell von J. Thomson. Er unternahm den ersten Versuch dieser Art, die periodische Änderung der Eigenschaften chemischer Elemente zu erklären, indem er das Phänomen der Periodizität mit der Zahl der Elektronen in konzentrischen Ringen in Verbindung brachte.

Die genaue Anzahl der Elektronen in Atomen blieb jedoch ungewiss. Thomson glaubte, dass die Masse des Trägers eine Einheit sei positive Ladung die Masse eines einzelnen deutlich übersteigt negative Ladung, und das hat sich auch bewahrheitet.

Das Elektron erschöpfte seine Möglichkeiten als einziges "Baumaterial" von Atomen ziemlich bald, aber diese aufgeführten Modelle spielten natürlich eine Rolle bei der Vorbereitung des zukünftigen Planetenmodells des Atoms. Fast jeder von ihnen enthielt Elemente der Realität in der einen oder anderen Form.

Das Erscheinen des Rutherford-Modells wurde durch die Einbeziehung von Studien zur Radioaktivität möglich, und nicht so sehr das Phänomen selbst, sondern die Untersuchung der Wirkung von Partikeln, die während des radioaktiven Zerfalls auf Substanzen emittiert werden. Es ist die Teilchenstreuungsanalyse Verschiedene Materialien erlaubte E. Rutherford 1911, die Idee der Existenz eines massiven geladenen Körpers im Atom auszudrücken - des Kerns (der Begriff "Kern" selbst wurde 1912 von Rutherford eingeführt).

Durch die Anwendung der Quantentheorie auf das Rutherford-Modell beseitigte N. Bohr (1913) den Widerspruch dieses Modells Klassische Elektrodynamik. Daher wurde Rutherfords Atommodell in Bohrs Interpretation zum Grundkonzept der neuen Atomistik.

Fast zwei Jahrzehnte lang dominierte das Proton-Elektron-Modell des Kerns. In seinem Wesen falsch, störte es dennoch nicht annähernd die weite Verbreitung und Verwendung des klassischen Atommodells als Ganzes. Aber erst nach der Entdeckung des Neutrons durch J. Chadwick im Jahr 1932 entstanden moderne Vorstellungen über das Proton-Neutron-Modell des Kerns.

Das Ergebnis der grundlegenden physikalischen Entdeckungen des späten 19. Jahrhunderts war also die Entwicklung der Struktur des Atoms als Ganzes. Das "strukturlose" Atom ist einem neuen Atom wie gewichen Komplexes System Partikel.

Nachdem das Neutron erkannt wurde und seinen Platz als Proton ohne seine positive Ladung fand, stellte sich heraus, dass es die zentrale Figur in der Struktur des Kerns war. Sehr bald darauf entdeckte K. Anderson ein weiteres Elementarteilchen - ein positives Elektron. Das Positron sorgte für die notwendige Symmetrie zwischen positiv und negativ in Teilchenbeziehungen. Es stellte sich heraus, dass die Beziehung zwischen Neutron und Proton keineswegs einfach ist. Und wenn früher geglaubt wurde, dass der Kern aus Protonen und Elektronen besteht, hat sich jetzt herausgestellt, dass es viel richtiger wäre zu sagen, dass er aus Protonen und Neutronen besteht, die durch starke Kräfte zusammengehalten werden, die Yukawa 1935 einem hypothetischen Zwischenprodukt zuschrieb Teilchen - das Meson. Hier sehen wir ein Beispiel eines Elementarteilchens, das zuerst theoretisch vorhergesagt und dann 1936 von K. Anderson und Neddermeyer tatsächlich beobachtet wurde.

Die Wirkung von Neutronen auf verschiedene Kerne wurde in einem kurzen Zeitraum von 6 Jahren, von 1932 bis 1938, untersucht. Es waren die Jahre, in denen die Wissenschaft im Allgemeinen und die Physik im Besonderen zunehmend von den Ereignissen vor dem Zweiten Weltkrieg beeinflusst wurden.

Die entscheidende Entdeckung stammt von Joliot Curie, der feststellte, dass fast alle Atome, die mit Neutronen beschossen werden, selbst radioaktiv werden. Die logische Konsequenz dieser Entdeckung war enorm. Das Wissen um atomare Umwandlungen könnte verwendet werden, um zu erklären, wie die Elemente entstanden sind.

Dieses Konzept wurde von Gamow und Bethe verwendet, um die Quelle der Sonnenenergie zu identifizieren. Diese Quelle ist die Kombination von vier Wasserstoffatomen, was zur Bildung eines Heliumatoms führt. Es war bereits ziemlich offensichtlich, dass die Quelle des größten Teils der Energie des Universums nukleare Prozesse sind. 1936 bombardierte Fermi schwere Elemente mit Neutronen und behauptete, eine Reihe von Elementen mit mehr Gewicht als alle anderen in der Natur vorkommenden Elemente erhalten zu haben.

Bis 1937 bestand die einzige radioaktive Veränderung darin, dass kleine Partikel entweder an den Kern gebunden oder aus ihm herausgeschleudert wurden. Das größte der ausgestoßenen Fragmente war ein Teilchen, das zwei Protonen und zwei Neutronen enthielt. 1937 fanden Hahn und Strassmann jedoch heraus, dass einige der Produkte, die durch Bestrahlung von Uran mit Neutronen erhalten wurden, eine Gesamtmasse von fast der Hälfte der Masse eines Uranatoms hatten. Es war klar, dass eine Kernspaltung stattfand.

Schwere Kerne können erheblich enthalten mehr Neutronen im Verhältnis zur Anzahl der Protonen als leichte Kerne. Wenn sich ein Uranatom spaltet, setzt es zwangsläufig mehrere Neutronen frei. Nun, sobald dies verstanden wurde (was 1938 vor allem dank der Arbeit von Joliot Curie geschah), wurde die Möglichkeit massiver Transformationen von Atomen Wirklichkeit. Hier haben wir eine Kettenreaktion oder eine Art Schneeballphänomen. Wenn dieser Prozess auf unbestimmte Zeit fortgesetzt werden kann, führt dies zu einer Explosion; Wenn es manipuliert wird, führt es zu einem stromerzeugenden Kernreaktor.

Die Art und Weise, wie die Atombombe gebaut, getestet und eingesetzt wurde, ist Teil der Weltgeschichte, nicht nur der Wissenschaftsgeschichte. Militärische und politische Implikationen von Atomwaffen und kontrollierter Herstellung Atomenergie sind riesig. An dieser Stelle genügt die Feststellung, dass die Erzeugung von Atomenergie technisch gesehen einen großen neuen Sprung nach vorn in der Etablierung der Herrschaft des Menschen über die Naturgewalten darstellt.

Kernenergie kann nicht nur durch Spaltung des Atomkerns, sondern auch durch Fusion gewonnen werden, oder mit anderen Worten, um solche Energie zu erhalten, muss langsam gebrannt werden Wasserstoffbomben. Relevante Studien wurden in der UdSSR von I.V. Kurchatov und von seinen Schülern fortgesetzt. am Institut für Kernenergie. IV. Kurchatov unter der Leitung von L.A. Artsimovich entwickelte Installationen vom Typ Tokamak. Der Name "Tokamak" kommt von der Abkürzung der Wörter "Ringkammer mit Magnetfeld". Die Ersteller dieser Installationen mussten sehr schwierige Probleme lösen. Zunächst gilt es, das Deuterium-Tritium-Plasma auf eine Temperatur von etwa 100 Millionen Grad zu erhitzen und lange in diesem Zustand zu halten.

In der Tokamak-Anlage wird das Aufheizen des Plasmas auf eine so hohe Temperatur durch Durchströmen des Plasmas erreicht elektrischer Strom sehr hohe Leistung - etwa Hunderttausende Ampere. Aufgrund des elektrischen Widerstands des Plasmas wird "Joulesche" Wärme erzeugt, wodurch das Plasma erhitzt wird.

Sogar mehr herausfordernde Aufgabe ist die Erhaltung (Retention) des Plasmas. Über den Kontakt des Plasmas mit der Wand kann natürlich keine Rede sein - es gibt kein solches Material auf der Welt, das nach dem Kontakt intakt bleiben (nicht verdampfen) würde. Plasmaeinschluss in Tokamaks wird mit durchgeführt Magnetfeld, da das Plasma aus elektrisch geladenen Teilchen besteht - den Kernen von Atomen und Elektronen.

Nach der Entdeckung des Elektrons, Protons, Photons und schließlich 1932 des Neutrons wurde die Existenz einer Vielzahl neuer Elementarteilchen nachgewiesen. Darunter: das Positron, das wir bereits als Antiteilchen des Elektrons erwähnt haben; Mesonen - instabile Mikropartikel; verschiedene Arten von Hyperonen - instabile Mikropartikel mit Massen größer als die Masse eines Neutrons; Resonanzteilchen mit einer extrem kurzen Lebensdauer (in der Größenordnung von 10 –22–10 –24 s); Neutrino - ein stabiles, elektrisch geladenes Teilchen mit fast unglaublicher Durchlässigkeit; Antineutrino - das Antiteilchen des Neutrinos, das sich vom Neutrino im Vorzeichen der Leptonladung usw. unterscheidet.

Bei der Charakterisierung von Elementarteilchen gibt es eine weitere wichtige Darstellung - Wechselwirkung. Es gibt vier Interaktionsarten.

Die starke Wechselwirkung (kurze Reichweite, Aktionsradius ca. 10~18 cm) bindet die Nukleonen (Protonen und Neutronen) im Kern aneinander; Aus diesem Grund sind Atomkerne sehr stabil, sie sind schwer zu zerstören.

Die elektromagnetische Wechselwirkung (langreichweitig, die Reichweite ist nicht begrenzt) bestimmt die Wechselwirkung zwischen Elektronen und Kernen von Atomen oder Molekülen; wechselwirkende Teilchen haben elektrische Ladungen; manifestiert sich in chemischen Bindungen, elastischen Kräften, Reibung.

Schwache Wechselwirkung (kurze Reichweite, Reichweite weniger als 10~15 cm), an der alle Elementarteilchen teilnehmen, bestimmt die Wechselwirkung von Neutrinos mit Materie.

Gravitationswechselwirkung - die schwächste, wird in der Theorie der Elementarteilchen nicht berücksichtigt; erstreckt sich auf alle Arten von Materie; ist kritisch wann wir redenüber sehr große Massen.

Elementarteilchen werden üblicherweise in folgende Klassen eingeteilt:

Photonen - Quanten elektromagnetisches Feld, Teilchen mit Null Masse Ruhe, habe kein starkes und schwache Interaktion, sondern an der Elektromagnetik teilnehmen.

Leptonen (aus dem Griechischen leptos - Licht), zu denen Elektronen, Neutrinos gehören; sie alle haben keine starke Wechselwirkung, nehmen aber an einer schwachen Wechselwirkung teil und haben eine elektrische Ladung - auch an einer elektromagnetischen Wechselwirkung.

Mesonen sind, wie bereits erwähnt, stark wechselwirkende instabile Teilchen.

Baryonen (aus dem Griechischen. Berys - schwer), zu denen Nukleonen gehören, instabile Teilchen mit Massen, große Massen Neutronen, Hyperonen, viele der Resonanzen.

Zunächst, insbesondere als die Zahl der bekannten Elementarteilchen auf Elektron, Neutron und Proton beschränkt war, setzte sich die Ansicht durch, dass das Atom aus diesen elementaren Bausteinen besteht. Und die nächste Aufgabe beim Studium der Struktur der Materie besteht darin, nach neuen, noch nicht bekannten „Bausteinen“ zu suchen, aus denen das Atom besteht, und festzustellen, ob diese „Bausteine“ (oder einige von ihnen) die meisten sind komplexe Teilchen aus noch dünneren "Ziegeln" gebaut.

Bei diesem Geschäftsansatz war es logisch, nur die Teilchen als elementar zu betrachten, die sich nicht in kleinere zerlegen lassen oder die wir noch nicht trennen können. Wenn man die Struktur der Materie auf diese Weise betrachtet, können das Molekül und das Atom nicht berücksichtigt werden Elementarteilchen, da ein Molekül aus Atomen besteht und Atome aus Elektronen, Protonen und Neutronen bestehen.

Das tatsächliche Bild der Struktur der Materie erwies sich jedoch als noch komplexer als erwartet. Es stellte sich heraus, dass Elementarteilchen gegenseitige Umwandlungen erfahren können, wodurch einige von ihnen verschwinden und andere erscheinen. Instabile Mikropartikel zerfallen in andere, stabilere, was aber keineswegs bedeutet, dass erstere aus letzteren bestehen. Daher werden Elementarteilchen derzeit als solche „Bausteine“ des Universums verstanden, aus denen alles aufgebaut werden kann, was wir in der Natur kennen.

Ungefähr 1963-1964 erschien eine Hypothese über die Existenz von Quarks - Teilchen, aus denen Baryonen und Mesonen bestehen, die stark wechselwirken und durch diese Eigenschaft unter dem gemeinsamen Namen Hadronen vereint sind. Quarks haben sehr ungewöhnliche Eigenschaften: Sie haben gebrochene elektrische Ladungen, was für kein Mikropartikel charakteristisch ist, und anscheinend nicht in einem freien existieren können, nicht gebundene Form. Die Anzahl verschiedener Quarks, die sich in Größe und Vorzeichen der elektrischen Ladung und in einigen anderen Merkmalen voneinander unterscheiden, erreicht bereits mehrere zehn.

Abschließend muss gesagt werden sehr wichtig Untersuchung der Mikrostruktur der Substanz geladener Teilchenbeschleuniger (Elektronen, Protonen, Atomkerne) zur Gewinnung hochenergetischer Teilchen, mit deren Hilfe die Vorgänge bei Elementarteilchen verfolgt werden können. Beschleunigte Teilchen bewegen sich in einer Vakuumkammer, und ihre Bewegung wird meistens durch ein Magnetfeld gesteuert.

Die Hauptbestimmungen des modernen Atomismus lassen sich wie folgt formulieren:

Das Atom ist komplex materielle Struktur, ist das kleinste Teilchen eines chemischen Elements.

Jedes Element hat eine Vielzahl von Atomen (enthalten in natürlichen Objekten oder künstlich synthetisiert).

Atome eines Elements können sich in Atome eines anderen verwandeln; Diese Prozesse werden entweder spontan (natürliche radioaktive Umwandlungen) oder künstlich (durch verschiedene Kernreaktionen) durchgeführt.

Die aufgezählten drei Positionen der modernen Atomistik decken praktisch ihren Hauptinhalt ab.

Es ist darauf hinzuweisen, dass vertrautes Konzept"Atom" wirkt im Allgemeinen wie ein Anachronismus, weil die Idee seiner "Unveränderlichkeit", "Unteilbarkeit" längst widerlegt ist. Die Teilbarkeit des Atoms ist eine fest etablierte Tatsache, und sie wird nicht nur dadurch bestimmt, dass das Atom in seine Bestandteile – den Kern und die elektronische Umgebung – „zerlegt“ werden kann, sondern auch dadurch, dass die Individualität der Atom erfährt eine Änderung in den Ergebnissen verschiedener nuklearer Prozesse.

MURRY GELL-MANN (geb. 1929)

Murray Gell-Mann wurde am 15. September 1929 in New York als jüngster Sohn der aus Österreich ausgewanderten Arthur und Pauline (Reichstein) Gell-Mann geboren. Im Alter von fünfzehn trat Murry in die Yale University ein. 1948 schloss er sein Studium mit dem Bachelor of Science ab. Die folgenden Jahre verbrachte er als Doktorand am Massachusetts Institute of Technology. Hier promovierte Gell-Mann 1951 in Physik.

LEV DAVIDOVICH LANDAU (1908-1968)

IGOR WASSILJEWITSCH KURSCHATOW (1903-1960)

PAUL DIRAC (1902-1984)

Der englische Physiker Paul Adrien Maurice Dirac wurde am 8. August 1902 in Bristol in der Familie des aus Schweden stammenden Charles Adrien Ladislav Dirac, Französischlehrer an einer Privatschule, und der Engländerin Florence Hannah (Holten) Dirac geboren.

WERNER HEISENBERG (1901-1976)

Werner Heisenberg war einer der jüngsten Nobelpreisträger. Zielstrebigkeit und ein starker Wettbewerbsgeist inspirierten ihn zur Entdeckung eines der berühmtesten Prinzipien der Wissenschaft – der Unschärferelation.

ENRICO FERMI (1901-1954)

„Der große italienische Physiker Enrico Fermi“, schrieb Bruno Pontecorvo, „nimmt einen besonderen Platz unter den modernen Wissenschaftlern ein: In unserer Zeit, in der eine enge Spezialisierung in der wissenschaftlichen Forschung typisch geworden ist, ist es schwierig, auf einen so universellen Physiker hinzuweisen, der Fermi war. Man kann sogar sagen, dass das Erscheinen einer Person in der wissenschaftlichen Arena des 20. Jahrhunderts, die einen so großen Beitrag zur Entwicklung der theoretischen Physik, der experimentellen Physik, der Astronomie und der technischen Physik geleistet hat, ein ziemlich einzigartiges Phänomen ist selten.

Nikolaj Nikolajewitsch Semenow (1896-1986)

Nikolai Nikolaevich Semenov wurde am 15. April 1896 in Saratov in der Familie von Nikolai Alexandrovich und Elena Dmitrievna Semenov geboren. Nach seinem Abschluss an einer echten Schule in Samara im Jahr 1913 trat er in die Fakultät für Physik und Mathematik der Universität St. Petersburg ein, wo er sich beim Studium bei dem berühmten russischen Physiker Abram Ioffe als aktiver Student erwies.

Igor Jewgenjewitsch Tamm (1895-1971)

Igor Evgenievich wurde am 8. Juli 1895 in Wladiwostok in der Familie von Olga (geb. Davydova) Tamm und dem Bauingenieur Evgeny Tamm geboren. Evgeny Fedorovich arbeitete am Bau der Transsibirischen Eisenbahn. Igors Vater war nicht nur ein vielseitiger Ingenieur, sondern auch ein außergewöhnlich mutiger Mensch. Während des jüdischen Pogroms in Elizavetgrad ging er allein mit einem Stock zu der Menge der Schwarzhunderter und zerstreute sie. Die Familie kehrte mit dem dreijährigen Igor aus fernen Ländern zurück und reiste auf dem Seeweg durch Japan nach Odessa.

Pjotr Leonidowitsch Kapiza (1894-1984)

Petr Leonidovich Kapitsa wurde am 9. Juli 1894 in Kronstadt in der Familie des Militäringenieurs General Leonid Petrovich Kapitsa, Erbauer der Kronstädter Befestigungsanlagen, geboren. Er war ein gebildeter, intelligenter Mann, ein begabter Ingenieur, der eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der russischen Streitkräfte spielte. Mutter, Olga Ieronimovna, geborene Stebnitskaya, war eine gebildete Frau. Sie engagierte sich in literarischen, pädagogischen und sozialen Aktivitäten und hinterließ Spuren in der Geschichte der russischen Kultur.

ERWIN SCHROEDINGER (1887-1961)

Der österreichische Physiker Erwin Schrödinger wurde am 12. August 1887 in Wien geboren. Sein Vater, Rudolf Schrödinger, war Inhaber einer Wachstuchfabrik, malte gern und interessierte sich für Botanik. Als einziges Kind in der Familie erhielt Erwin seine Grundschulbildung home Sein erster Lehrer war sein Vater, von dem er später Schrödinger sprach von „einem Freund, einem Lehrer und einem Gesprächspartner, der keine Müdigkeit kennt.“ 1898 trat Schrödinger in das Akademische Gymnasium ein, wo er als erster Schüler Griechisch, Latein war , klassische Literatur, Mathematik und Physik.In seiner Gymnasialzeit entwickelte Schrödinger eine Liebe zum Theater.

NIELS BOHR (1885-1962)

MAX GEBOREN (1882-1970)

ALBERT EINSTEIN (1879-1955)

Ernst Rutherford (1871-1937)

Ernest Rutherford wurde am 30. August 1871 in der Nähe der Stadt Nelson (Neuseeland) in der Familie eines Einwanderers aus Schottland geboren. Ernest war das vierte von zwölf Kindern. Seine Mutter arbeitete als ländliche Lehrerin. Der Vater des zukünftigen Wissenschaftlers organisierte ein Holzverarbeitungsunternehmen. Unter der Anleitung seines Vaters erhielt der Junge eine gute Ausbildung für die Arbeit in der Werkstatt, die ihm später bei der Konstruktion und dem Bau von wissenschaftlichen Geräten half.

MARIA CURIE-SKLODOWSKA (1867-1934)

PETER NIKOLAEVICH LEBEDEV (1866-1912)
Petr Nikolaevich Lebedev wurde am 8. März 1866 in Moskau in eine Kaufmannsfamilie geboren. Sein Vater arbeitete als vertrauenswürdiger Angestellter und ging seiner Arbeit mit echtem Enthusiasmus nach. In seinen Augen war das Handelsgeschäft von einem Hauch von Bedeutung und Romantik umgeben, den er einflößte gleiche Einstellung bei seinem einzigen Sohn, zunächst erfolgreich Im ersten Brief schreibt ein achtjähriger Junge an seinen Vater: „Lieber Papa, bist du bei guter Gesundheit und bist du ein guter Händler?“

MAX-BRETT (1858-1947)

Der deutsche Physiker Max Karl Ernst Ludwig Planck wurde am 23. April 1858 in der preußischen Stadt Kiel in der Familie des Bürgerrechtsprofessors Johann Julius Wilhelm von Planck, Professor für Bürgerliches Recht, und Emma (geb. Patzig) Planck geboren. Als Kind lernte der Junge Klavier und Orgel spielen und zeigte dabei herausragende musikalische Fähigkeiten. 1867 übersiedelte die Familie nach München, und dort trat Planck in das Königlich-Maximilians-Klassische Gymnasium ein, wo ein ausgezeichneter Mathematiklehrer in ihm erstmals das Interesse für die Naturwissenschaften und die exakten Wissenschaften weckte.

HEINRICH RUDOLF HERZ (1857-1894)

In der Wissenschaftsgeschichte gibt es nicht viele Entdeckungen, mit denen man täglich in Berührung kommen muss. Aber ohne das, was Heinrich Hertz getan hat, ist das moderne Leben schon heute nicht mehr wegzudenken, da Radio und Fernsehen aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken sind und er auf diesem Gebiet eine Entdeckung gemacht hat.

JOSEPH THOMSON (1856-1940)

Lorentz ging als Begründer der Elektronentheorie, in der er die Ideen der Feldtheorie und des Atomismus synthetisierte, in die Geschichte der Physik ein Gendrik Anton Lorentz wurde am 15. Juli 1853 im niederländischen Arnheim geboren. Er ging sechs Jahre zur Schule. 1866 trat Gendrik, nachdem er die Schule als bester Schüler abgeschlossen hatte, in die dritte Klasse einer höheren Zivilschule ein, die ungefähr einem Gymnasium entsprach. Seine Lieblingsfächer waren Physik und Mathematik, Fremdsprachen. Um Französisch und Deutsch zu lernen, ging Lorenz in Kirchen und hörte sich Predigten in diesen Sprachen an, obwohl er seit seiner Kindheit nicht an Gott glaubte.

WILHELM RENTGEN (1845-1923)

Im Januar 1896 fegte ein Wirbelsturm von Zeitungsberichten über Europa und Amerika über die sensationelle Entdeckung von Wilhelm Conrad Röntgen, Professor an der Universität Würzburg. Es schien keine Zeitung zu geben, die nicht ein Bild der Hand gedruckt hätte, die, wie sich später herausstellte, Bertha Roentgen, der Frau des Professors, gehörte. Und Professor Roentgen, der sich in sein Labor eingeschlossen hatte, beschäftigte sich weiterhin intensiv mit den Eigenschaften der von ihm entdeckten Strahlen. Die Entdeckung der Röntgenstrahlen gab Impulse für neue Forschungen. Ihre Studie führte zu neuen Entdeckungen, von denen eine die Entdeckung der Radioaktivität war.

LUDWIG BOLTZMANN (1844-1906)

Ludwig Boltzmann war ohne Zweifel der größte Wissenschaftler und Denker, den Österreich der Welt geschenkt hat. Schon zu Lebzeiten galt Boltzmann trotz seiner Position als Außenseiter in wissenschaftlichen Kreisen als großer Wissenschaftler, er wurde zu Vorträgen in viele Länder eingeladen. Und doch bleiben einige seiner Ideen bis heute ein Rätsel. Boltzmann selbst schrieb über sich: „Die Idee, die mein Denken und Handeln erfüllt, ist die Entwicklung der Theorie.“ Und Max Laue präzisierte diese Idee später so: „Sein Ideal war es, alle physikalischen Theorien in einem einzigen Weltbild zu vereinen.“

ALEXANDER GRIGORIEWITSCH STOLETOW (1839-1896)

WILLARD GIBBS (1839-1903)

Hermann Helmholtz ist einer der größten Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts. Physik, Physiologie, Anatomie, Psychologie, Mathematik... In jeder dieser Wissenschaften machte er brillante Entdeckungen, die ihm weltweiten Ruhm einbrachten.

EMILY KHRISTIANOVICH LEHNT (1804-1865)

Mit dem Namen Lenz sind grundlegende Entdeckungen auf dem Gebiet der Elektrodynamik verbunden. Damit gilt der Wissenschaftler zu Recht als einer der Begründer der russischen Geographie: Emil Christianovich Lenz wurde am 24. Februar 1804 in Dorpat (heute Tartu) geboren. 1820 absolvierte er das Gymnasium und trat in die Universität Dorpat ein. Lenz begann seine selbständige wissenschaftliche Tätigkeit als Physiker bei einer Weltumrundungsexpedition auf der Schaluppe „Enterprise“ (1823-1826), in die er auf Empfehlung von Universitätsprofessoren aufgenommen wurde. In kürzester Zeit hat er gemeinsam mit dem Rektor E.I. Parrothom schuf einzigartige Instrumente für ozeanographische Beobachtungen in der Tiefsee – einen Winden-Tiefenmesser und ein Bathometer. Auf der Reise machte Lenz ozeanographische, meteorologische und geophysikalische Beobachtungen im Atlantik, Pazifik und Indischen Ozean. 1827 verarbeitete er die erhaltenen Daten und analysierte sie.

MICHAEL FARADEY (1791-1867)

Der Physikprofessor der Universität München, E. Lommel, sprach bei der Eröffnung des Denkmals für den Wissenschaftler im Jahr 1895 gut über die Bedeutung von Ohms Forschung: „Ohms Entdeckung war eine helle Fackel, die das verhüllte Gebiet der Elektrizität erleuchtete im Dunkeln vor ihm. Om wies darauf hin) der einzig richtige Weg durch den undurchdringlichen Wald unverständlicher Tatsachen. Bemerkenswerte Fortschritte in der Entwicklung der Elektrotechnik, die wir in den letzten Jahrzehnten mit Erstaunen beobachtet haben, konnten erreicht werden! nur auf der Grundlage von Ohms Entdeckung. Nur wer die Naturgewalten beherrschen und beherrschen kann, wer die Naturgesetze enträtseln kann, hat Om der Natur das Geheimnis entrissen, das sie so lange verborgen gehalten hat, und es in die Hände seiner Zeitgenossen gegeben.

HANS OERSTED (1777-1851)

„Der gelehrte dänische Physiker, Professor“, schrieb Ampère, „ebnete mit seiner großen Entdeckung einen neuen Weg für Physiker in der Forschung. Diese Studien sind nicht fruchtlos geblieben; sie zogen die Entdeckung vieler Tatsachen an, die der Aufmerksamkeit aller würdig sind, die am Fortschritt interessiert sind.

AMEDEO AVOGADRO (1776-1856)

Avogadro ging als Autor eines der wichtigsten Gesetze der Molekularphysik in die Geschichte der Physik ein: Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregna e di Cerreto wurde am 9. August 1776 in Turin, der Hauptstadt der italienischen Provinz Piemont, geboren die Familie von Philippe Avogadro, einem Mitarbeiter der Justizabteilung. Amedeo war das dritte von acht Kindern. Seine Vorfahren aus dem 12. Jahrhundert standen als Rechtsanwälte im Dienst der katholischen Kirche und nach damaliger Tradition wurden ihre Berufe und Ämter vererbt. Als die Berufswahl anstand, wandte sich Amedeo auch der Rechtswissenschaft zu. In dieser Wissenschaft war er schnell erfolgreich und im Alter von zwanzig Jahren erhielt er den Grad eines Doktors des Kirchenrechts.

ANDRE MARIE AMPERE (1775-1836)

Der französische Wissenschaftler Ampère ist in der Wissenschaftsgeschichte vor allem als Begründer der Elektrodynamik bekannt. Inzwischen war er ein Universalwissenschaftler mit Verdiensten auf dem Gebiet der Mathematik, Chemie, Biologie und sogar der Linguistik und Philosophie. Er war ein brillanter Geist, der mit seinem enzyklopädischen Wissen über alle Menschen, die ihn eng kannten, beeindruckte.

KARL ANHÄNGER (1736-1806)
Zur Messung der zwischen elektrischen Ladungen wirkenden Kräfte. Coulomb nutzte die von ihm erfundene Torsionswaage Der französische Physiker und Ingenieur Charles Coulomb erzielte brillante wissenschaftliche Ergebnisse. Die Muster der äußeren Reibung, das Torsionsgesetz elastischer Fäden, das Grundgesetz der Elektrostatik, das Wechselwirkungsgesetz der Magnetpole - all dies ist in den goldenen Fundus der Wissenschaft eingegangen. „Coulomb-Feld“, „Coulomb-Potential“ und schließlich der Name der Einheit der elektrischen Ladung „Coulomb“ ist fest in der physikalischen Terminologie verankert.

ISAAC NEWTON (1642-1726)

Isaac Newton wurde am Weihnachtstag 1642 im Dorf Woolsthorpe in Lincolnshire geboren. Sein Vater starb vor der Geburt seines Sohnes Newtons Mutter, geborene Eiskof, gebar kurz nach dem Tod ihres Mannes eine Frühgeburt, und der neugeborene Isaac war auffallend klein und gebrechlich Sie dachten, dass das Baby Newton nicht überleben würde, aber er lebte bis ins hohe Alter und zeichnete sich immer, mit Ausnahme von kurzfristigen Störungen und einer schweren Krankheit, durch eine gute Gesundheit aus.

CHRISTIAN HUYGENS (1629-1695)

Blaise Pascal (1623-1662)

ARCHIMEDES (287 - 212 v. Chr.)

Archimedes wurde 287 v. Chr. in der griechischen Stadt Syrakus geboren, wo er fast sein ganzes Leben verbrachte. Sein Vater war Phidias, der Hofastronom des Herrschers der Stadt Hieron. Archimedes studierte wie viele andere antike griechische Wissenschaftler in Alexandria, wo die Herrscher Ägyptens, die Ptolemäer, die besten griechischen Wissenschaftler und Denker versammelten und auch die berühmte, größte Bibliothek der Welt gründeten.

Die Entdeckung des Elektrons, des Phänomens der Radioaktivität, des Atomkerns, war das Ergebnis der Untersuchung der Struktur der Materie, die der Physik Ende des 19. Jahrhunderts gelang. Untersuchung elektrischer Phänomene in Flüssigkeiten und Gasen, optische Spektren Atome, Röntgenstrahlen, der photoelektrische Effekt zeigte, dass Materie hat Komplexe Struktur. Die klassische Physik erwies sich als unhaltbar bei der Erklärung neuer experimenteller Tatsachen. Die Reduzierung der Zeit- und Raumskalen, in denen sich physikalische Phänomene abspielen, hat zu einer "neuen Physik" geführt, die sich so sehr von der üblichen traditionellen unterscheidet klassische Physik. Die Entwicklung der Physik zu Beginn des 20. Jahrhunderts führte zu einer vollständigen Überarbeitung klassischer Konzepte. Im Herzen von " neue Physik Es gibt zwei grundlegende Theorien:

Relativitätstheorie
Quantentheorie.

Die Relativitätstheorie und die Quantentheorie sind die Grundlage, auf der die Beschreibung der Phänomene der Mikrowelt aufbaut.

Die Schaffung der Relativitätstheorie durch A. Einstein im Jahr 1905 führte zu einer radikalen Überarbeitung der Vorstellungen über die Eigenschaften von Raum und Zeit, dem elektromagnetischen Feld. Es wurde deutlich, dass es unmöglich war, mechanische Modelle für alle physikalischen Phänomene zu erstellen.
Die Relativitätstheorie basiert auf zwei physikalischen Konzepten.

Nach dem Relativitätsprinzip sind einheitliche und geradlinige Bewegung Körper beeinflusst die in ihnen ablaufenden Prozesse nicht
Es gibt eine Grenzgeschwindigkeit der Ausbreitung der Wechselwirkung - die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Die Lichtgeschwindigkeit ist eine fundamentale Konstante moderne Theorie. Das Vorhandensein einer Grenzgeschwindigkeit der Wechselwirkungsausbreitung bedeutet, dass es einen Zusammenhang zwischen räumlichen und zeitlichen Intervallen gibt.

Die mathematische Grundlage der speziellen Relativitätstheorie ist die Lorentz-Transformation.

Trägheitsbezugssystem− ein Bezugsrahmen, der ruht oder sich gleichförmig und geradlinig bewegt. System, Bericht, Umzug mit konstante Geschwindigkeit relativ zu jedem inertialen Bezugsrahmen ist ebenfalls inertial.

Galileis Relativitätsprinzipien

Wenn die Gesetze der Mechanik in einem Bezugsrahmen gelten, dann gelten sie auch in jedem anderen Bezugsrahmen, der sich gleichförmig und geradlinig zum ersten bewegt.
Die Zeit ist in allen Inertialbezugssystemen gleich.
Es gibt keine Möglichkeit, eine gleichförmige geradlinige Bewegung zu erkennen.

Postulate der speziellen Relativitätstheorie

Die Gesetze der Physik sind in allen Trägheitsbezugssystemen gleich.
Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist konstanter Wert mit unabhängig von der Geschwindigkeit der Quelle oder des Empfängers.

Lorentz-Transformationen. Koordinaten eines materiellen Ruhemassepunktes m im Trägheitsbezugssystem S definiert als ( t,) = (t,x,j,z) und die Geschwindigkeit u= ||. Koordinaten desselben Punktes in einem anderen Trägheitsbezugssystem S" (t",x",ja",z") bewegt sich relativ zu S mit konstanter Geschwindigkeit, bezogen auf die Koordinaten im System S Lorentz-Transformation (Abb. 1).
Ob Koordinatenachsen Systeme z und z" Co-Regie mit dem Vektor und in Anfangsmoment Zeit t= t"= 0, die Koordinatenursprünge beider Systeme fallen zusammen, dann sind die Lorentz-Transformationen durch die Relationen gegeben

x" = x; j = j"; z" = γ( z− βct); ct" = γ( kt− βz),

wo β = v/c , v ist die Geschwindigkeit des Bezugsrahmens in Einheiten mit (0 ≤ β ≤ 1), γ ist der Lorentzfaktor.

Reis. 1. Schraffiertes System S" bewegt sich relativ zum System S mit Geschwindigkeit v entlang der Achse z.

Teiim System S" u" x, u"y, du" z bezogen auf die Geschwindigkeitskomponenten im System S du x, u y, du z Verhältnisse

Umgekehrte Transformationen Lorentz werden durch gegenseitige Änderung der Koordinaten erhalten r ich ↔ r"ich, du ich ↔du" ich und Ersatz v → −v.

x = x"; j = ja"; z = γ( z"− βct"); kt = γ( ct"− βz").

Bei niedrigen Geschwindigkeiten v die Lorentz-Transformationen fallen mit den nicht-relativistischen Galilei-Transformationen zusammen

x"= x; ja" = j; z" = z − vt"; t = t".

Relativität räumlicher Distanzen(Lorentz-Fitzgerald-Kontraktion): ich" =l/γ .
Relativität Zeitintervalle zwischen Ereignissen(relativistische Zeitdilatation): Δ t" = γ Δ t.
Die Relativität der Gleichzeitigkeit von Ereignissen. Wenn im System S für Veranstaltungen SONDERN und BEIM t A = tB und
xA ≠ xB, dann im System S" t" EIN = t"B + γ v/c 2 (xB − xA).

Gesamtenergie E und Schwung p Teilchen werden durch die Beziehungen definiert

E = Mc 2 γ ,

(1)

wo E, R und m- Gesamtenergie, Impuls und Masse des Teilchens, c = 3 10 10 cm sec -1 - Lichtgeschwindigkeit im Vakuum,
Die Gesamtenergie und der Impuls eines Teilchens hängen vom Bezugssystem ab. Die Masse des Teilchens ändert sich beim Durchgang von einem nicht Trägheitssystem Countdown zum anderen. Es ist eine Lorentz-Invariante. Gesamtenergie E, Schwung p und Masse m die Teilchen sind durch die Relation verwandt

E 2 − p 2 c 2 = m 2 c 4 ,

(2)

Aus den Beziehungen (1) und (2) folgt, dass wenn die Energie E und Schwung p in zwei gemessen verschiedene Systeme mit einer Geschwindigkeit relativ zueinander bewegen v, dann werden die Energie und der Impuls in diesen Systemen haben verschiedene Bedeutungen. Allerdings der Wert E 2 − p 2 c 2, die aufgerufen wird relativistische Invariante, wird in diesen Systemen gleich sein.

Beim Erhitzen Festkörper es erwärmt sich und beginnt im kontinuierlichen Bereich des Spektrums zu strahlen. Diese Strahlung wird Schwarzkörperstrahlung genannt. Es wurden viele Versuche unternommen, die Form des Schwarzkörperspektrums basierend auf den Gesetzen der klassischen elektromagnetischen Theorie zu beschreiben. Der Vergleich experimenteller Daten mit Rayleigh-Jeans-Rechnungen (Abb. 2.) zeigt, dass sie nur im langwelligen Bereich des Spektrums konsistent sind. Der Unterschied im Bereich der kurzen Wellenlängen wurde genannt UV-Katastrophe.

Reis. 2. Energieverteilung des Spektrums Wärmestrahlung.
Punkte zeigen experimentelle Ergebnisse.

1900 wurde die Arbeit von M. Planck veröffentlicht, die sich dem Problem der Wärmestrahlung von Körpern widmete. M. Planck modellierte Materie als einen Satz harmonischer Oszillatoren unterschiedlicher Frequenzen. Unter der Annahme, dass die Strahlung nicht kontinuierlich, sondern in Portionen – Quanten – auftritt, erhielt er eine Formel für die Verteilung der Energie über das Spektrum der Wärmestrahlung, die mit den experimentellen Daten gut übereinstimmte

wo h− Plancksche Konstante, k − Boltzmann-Konstante, T− Temperatur, ν ist die Strahlungsfrequenz.

h= 6,58 10 -22 MeV∙sec,
k= 8,62 10 -11 MeV∙K -1 .

Oft verwendeter Wert ћ = h/2π .

Damit erstmals in der Physik ein neues fundamentale Konstante− Plancksche Konstante h. Plancks Hypothese über die Quantennatur der Wärmestrahlung widerspricht den Grundlagen der klassischen Physik und zeigt die Grenzen ihrer Anwendbarkeit auf.
Fünf Jahre später zeigte A. Einstein, der die Idee von M. Planck verallgemeinerte, dass Quantisierung eine allgemeine Eigenschaft elektromagnetischer Strahlung ist. Nach den Vorstellungen von A. Einstein besteht elektromagnetische Strahlung aus Quanten, später Photonen genannt. Jedes Photon hat eine bestimmte Energie E und Schwung p:

E = hν ,

wo λ und ν die Wellenlänge und Frequenz des Photons ist, ist der Einheitsvektor in Richtung der Wellenausbreitung.
Die Ideen zur Quantisierung elektromagnetischer Strahlung ermöglichten die Erklärung der von G. Hertz und A. Stoletov experimentell untersuchten Muster des photoelektrischen Effekts. Auf der Grundlage der Quantentheorie erklärte A. Compton 1922 das Phänomen der elastischen Streuung elektromagnetischer Strahlung durch freie Elektronen, begleitet von einer Zunahme der Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung.

wo λ und λ" sind die Wellenlängen der einfallenden und gestreuten Photonen, m − Elektronenmasse, θ ist der Photonenstreuwinkel, h/mc= 2,4·10 -10 cm = 0,024 Å ist die Compton-Wellenlänge eines Elektrons.

Reis. 3. Compton-Effekt - elastische Streuung eines Photons durch ein Elektron.

Öffnung Doppelnatur elektromagnetische Strahlung - Welle-Teilchen-Dualität hatte einen wesentlichen Einfluss auf die Entwicklung der Quantenphysik, die Erklärung der Natur der Materie. 1924 stellte Louis de Broglie eine Hypothese über die Universalität des Welle-Teilchen-Dualismus auf. Nach dieser Hypothese haben nicht nur Photonen, sondern neben korpuskulären auch beliebige andere Materieteilchen Welleneigenschaften. Die Beziehungen, die die Korpuskular- und Welleneigenschaften von Teilchen verbinden, sind die gleichen wie die, die zuvor für Photonen festgestellt wurden

λ ist die Wellenlänge, die dem Teilchen zugeordnet werden kann. Der Wellenvektor ist in Richtung der Teilchenbewegung orientiert. Direkte Experimente, die die Idee der Welle-Teilchen-Dualität bestätigten, waren Experimente, die 1927 von K. Davisson und L. Germer zur Elektronenbeugung an einem Nickel-Einkristall durchgeführt wurden. Später wurde auch die Beugung anderer Mikropartikel beobachtet. Die Partikelbeugungsmethode wird derzeit in großem Umfang zur Untersuchung der Struktur und Eigenschaften von Materie verwendet.

W. Heisenberg
(1901–1976)

Die experimentelle Bestätigung der Idee des Korpuskularwellen-Dualismus führte zu einer Überarbeitung der üblichen Vorstellungen über die Bewegung von Teilchen und die Art und Weise, Teilchen zu beschreiben. Klassische materielle Punkte zeichnen sich durch Bewegung entlang bestimmter Trajektorien aus, sodass ihre Koordinaten und ihr Impuls jederzeit genau bekannt sind. Für Quantenteilchen ist diese Aussage nicht akzeptabel, da bei einem Quantenteilchen der Impuls eines Teilchens mit seiner Wellenlänge zusammenhängt und es keinen Sinn macht, von der Wellenlänge an einem bestimmten Punkt im Raum zu sprechen. Daher ist es für ein Quantenteilchen unmöglich, die Werte seiner Koordinaten und seines Impulses gleichzeitig genau zu bestimmen. Wenn ein Teilchen eine genau definierte Position im Raum einnimmt, dann ist sein Impuls völlig undefiniert und umgekehrt hat ein Teilchen mit einem bestimmten Impuls eine völlig undefinierte Koordinate. Unsicherheit im Wert der Teilchenkoordinate Δ x und die Unsicherheit im Wert der Impulskomponente des Teilchens Δ px durch die von W. Heisenberg 1927 aufgestellte Unschärferelation verbunden

Δ x·Δ px≈ ћ .

Aus der Unschärferelation folgt, dass es auf dem Gebiet der Quantenphänomene nicht gerechtfertigt ist, gewisse Fragen zu stellen, die für die klassische Physik ganz selbstverständlich sind. So macht es zum Beispiel keinen Sinn, von der Bewegung eines Teilchens entlang einer bestimmten Bahn zu sprechen. essentiell neuer Ansatz zur Beschreibung physikalischer Systeme. Nicht alle physikalische Quantitäten die das System charakterisieren, können gleichzeitig gemessen werden. Insbesondere, wenn die Ungewissheit der Lebensdauer einiger Quantenzustand gleich Δ ist t, dann die Unsicherheit des Energiewerts dieses Zustands Δ E kann nicht weniger sein ћ /Δ t, d.h.

Δ E·Δ t≈ ћ .

E.Schrödinger
(1887–1961)

Mitte der 1920er Jahre wurde es offensichtlich, dass N. Bohrs semiklassische Theorie des Atoms nicht geben konnte vollständige Beschreibung Eigenschaften des Atoms. 1925–1926 In den Arbeiten von W. Heisenberg und E. Schrödinger wurde ein allgemeiner Ansatz zur Beschreibung von Quantenphänomenen entwickelt – die Quantentheorie. Die Evolution eines Quantensystems im nichtrelativistischen Fall wird durch eine Wellenfunktion beschrieben, die die Schrödinger-Gleichung erfüllt

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