Физика и механика

В 1900г. немецкий физик М.Планк своими исследованиями продемонстрировал, что излучение энергии происходит дискретно, определенными порциями — квантами, энергия которых зависит от частоты световой волны.

На границе XIX-XX веков в физике произошел кризис, который был связан с невозможностью объяснить новые эмпирические данные с помощью законов и принципов, сформулированных в рамках механистической парадигмы. Кризис и последовавшая за ним научная революция способствовали тому, что на смену классической физике, построенной на принципах механики И.Ньютона, пришла новая фундаментальная теория - специальная теория относительности А.

К современному естествознанию относятся теоретические концепции, сформировавшиеся на протяжении ХХ века в рамках различных научных дисциплин. Важнейшей, естественной наукой является физика, изучающая законы функционирования неорганической формы материи на макро- и микроуровне; астрофизика, предметом которой является свойства и эволюция локальных астрономических объектов; косметология, моделирующая эволюцию Вселенной в целом (мегауровне). Современная наука характеризуется осознанием целостности своих объектов и взаимосвязанности законов их существования.

В основе естествознания с момента его возникновения и вплоть до открытия Планка господствовала механистическая концепция целого и части. Принципы неопределенности и дополнительности отражают фундаментальную неопределенность явлений природы. Квантовый объект не может быть рассмотрен сам по себе, не обладает индивидуальными свойствами, а находится в классически определенных внешних условиях.

Вторым «темным облачком» на ясном небосклоне физики XIX-XX веков было серьезное расхождение между теорией и экспериментом при исследовании законов теплового излучения абсолютно черного тела. Абсолютно черное тело — это идеализированное тело, полностью поглощающее упавшее на него излучение всех частот. В качестве примера, близкого к понятию абсолютно черного тела, можно привести зрачок глаза.

Создание релятивистской, а затем и квантовой физики привело к необходимости пересмотра методологических установок классической физики.

Созданный группой физиков в 1925—1927 гг. формальный математический аппарат квантовой механики убедительно продемонстрировал свои широкие возможности по количественному охвату значительного эмпирического материала; не оставалось сомнений, что квантовая механика пригодна для описания определенного круга явлений. Вместе с тем исключительная абстрактность квантово-механических формализмов, значительные отличия от классической механики (замена кинематических и динамических переменных абстрактными символами некоммутативной алгебры, отсутствие понятия электронной орбиты, необходимость интерпретации формализмов и др.

Такие новые представления и принципы были созданы плеядой выдающихся физиков XX в. в 1925—1927 гг.: В.

В свете тех выдающихся открытий конца XIX в., которые революционизировали физику, одной из ключевых стала проблема строения атомов. Еще в 1889 г.

Истоки квантовой физики можно найти в исследованиях процессов излучения тел. Еще в 1809 г. П.

Квантово-полевая картина мира представляет собой один из наиболее фундаментальных и глубоких способов описания физической реальности, сформировавшийся в физике второй половины XX века. В её основе лежит квантовая теория поля (КТП) — теоретическая конструкция, которая объединяет принципы квантовой механики и специальной теории относительности. Эта картина мира радикально отличается как от классической (ньютоновской) картины, где мир состоит из отдельных частиц, движущихся по траекториям под действием сил, так и от нерелятивистской квантовой механики, где частицы обладают корпускулярно-волновым дуализмом, но число частиц предполагается постоянным.

Уже несколько десятилетий наблюдается, после рывка в развитии в 20-х - 40-х годах, застой в физической науке. Ещё некоторое время в 50-х - -60-х экспериментальная физика исчерпывала задел, созданный в теоретической физике. Попытки развиваться в теоретической физике по пути, проложенному в 30-х квантовой механикой, приводило только в многочисленные тупики.

Создание специальной теории относительности.

Это свойство используют для создания полупроводниковых диодов, которые применяют для выпрямления переменного тока. В полупроводниковом диоде р-n- переход можно получить, вплавляя, например, каплю индия в кристалл германия. Германий служит катодом, а индий – анодом.

По значению своего удельного сопротивления полупроводники занимают промежуточное положение между металлами и диэлектриками. Однако деление веществ на группы по их удельным сопротивлениям условно, так как под действием ряда факторов (нагревание, облучение, наличие примесей) удельное сопротивление многих веществ изменяется, причем у полупроводников весьма значительно. Если у металлов с ростом температуры сопротивление увеличивается, то у полупроводников уменьшается.