J физика: Всё о физике и её ярких представителях

Содержание

Всё о физике и её ярких представителях

Начиная с Закона Архимеда, датируемого примерно 250 г. до н. э., и заканчивая гонкой за доказательством квантовой гравитации, интерес к тому, как устроен наш мир, становился только сильнее. Популярность физики, по сравнению с другими науками, не угасала ни на десятилетие.

И всё же большинство людей опасаются данной дисциплины. Учащиеся боятся физику, считая предмет слишком сложным, а школы сообщают о постоянных трудностях с привлечением и удержанием квалифицированных учителей физики (и математики), которые могли бы вдохновить учеников на изучение этого интереснейшего предмета.

Безусловно, физика — это наука, открытия в которой не закончатся никогда, как на субатомном, так и на астрономическом уровне.

Ключевым моментом, который следует помнить, является то, что при изучении физики вовсе не обязательно пытаться охватить “всё и сразу”. Вы можете выбрать интересующую вас специализацию и посвятить свою жизнь исследованиям в конкретной области.

Конечно, для начала нужно изучить основы физики, формулы и терминологию, но после этого вы сами выбираете, в какое русло направить свою страсть!

Superprof поможет вам понять основы физики: свойства материи и законы, управляющие её поведением, а также силы, действующие на нее.

Мы также с удовольствием познакомим вас с физиками прошлого и настоящего, которые радикально изменили наше представление о мире.

Пожалуй, лучше всего начать с изучения терминологии, связанной с этой дисциплиной…

Похоже ли это на вашу реакцию при одном лишь упоминании об Общей теории относительности? (источник: Unsplash)

Лучшие преподаватели по физике доступны для занятий

Поехали!

Глоссарий основных физических терминов

Стоит одному из любимых персонажей современности Шелдону Куперу заговорить о науке, как все шестерёнки в голове начинают быстро вращаться, а из ушей “валит пар”.

«Теория большого взрыва» сделала для популяризации физики больше, чем любой другой телесериал.

Однако, не кажется ли вам, что научные аспекты, о которых говорят герои сериала, случайны и бессвязны, а слова необъяснимы и непонятны, как будто персонажи обсуждают очередной фильм о супергероях, а не серьёзную науку?

Возможно, Пенни реагировала бы на то, что физики рассказывают о своей работе, с бОльшим интересом, если бы знала хоть десятую долю того, о чём идёт речь. Например, если бы она знала такие слова, как:

Квант: само по себе это слово означает «наименьшую возможную единицу». Прикрепленный ко многим физическим понятиям, он описывает изучение чего-либо на уровне мельчайших частиц. Некоторые области исследований на квантовом уровне включают:
- Квантовую механику, включая квантовую теорию поля, которая имеет дело с наименьшими масштабами энергии. Она также известна как квантовая физика, квантовая теория и матричная механика.
- Квантовую запутанность, суть которой состоит в изучении одной частицы, влияющей на все другие частицы, связанные с ней.
- Квантовую оптику — изучение поведения света, а точнее — фотонов.
- Квантовое туннелирование, которое описывает явление перемещения материи без прохождения через какое-либо промежуточное пространство.
- Квантовую электродинамику: удачный союз специальной теории относительности и квантовой механики

Однако, далеко не все квантовые теории настолько содержательны на данный момент. Например, квантовая гравитация, постулат, который пытается описать гравитационные силы с точки зрения квантовой механики, ещё только предстоит доказать.

Бозоны и фермионы — это два класса субатомных частиц, названные в честь физика-теоретика Сатьендры Нат Бозе и физика-теоретика и экспериментатора Энрико Ферми.

Третий класс субатомных частиц, называемый адроном, представляет собой составную частицу, состоящую из двух или более кварков. Адроны перекрывают разрыв между фермионами и бозонами.

Кварки — это ещё один тип элементарных частиц. Причём они единственные в своём роде, способные испытать все четыре фундаментальные силы.

Фундаментальными силами являются электромагнетизм, гравитация, сильное взаимодействие и слабое взаимодействие.

Существует так много терминов для описания различных физических единиц и процессов, так почему бы не копнуть немного глубже и не узнать больше?

Итак, ранее мы затронули несколько важных терминов из области физики. А теперь давайте поговорим о великих умах, которые внесли свой вклад в представление человека о мире и его функционировании!

Известные учёные-физики

Многие считают Альберта Эйнштейна отцом современной физики, но на самом деле он является пионером именно направления классической физики! (источник: Unsplash)

Многие люди говорят, что наша культура помешана на знаменитостях, но если бы это было правдой, все бы знали эти имена!

Физика утвердилась как дисциплина в эпоху Возрождения, хотя до этого времени уже было проведено множество исследований природы нашего физического мира.

Хотя Галилей добился значительных успехов в изучении космоса, разоблачив и опровергнув несколько давних теорий, звание первого ученого современности логичнее присвоить именно Ульяму Гилберту.

Уильям Гилберт понимал и настаивал на необходимости проведения надёжных экспериментов и демонстрировал аргументы в подтверждение своих теорий.

До этого физики либо занимались теорией без экспериментов, либо фактически работали, не формулируя никакой теории, которая позволила бы воспроизвести их опыты или обосновать их.

Благодаря вкладу Гилберта и его призыву воздерживаться от догадок и философских мнений, когда дело касается науки, физика начала развиваться семимильными шагами.

Даже сегодня физики всех направлений поддерживают его исследовательскую философию, в том числе:

Алан Гут, физик-теоретик, чьи работы в области теории элементарных частиц расширили наши знания о Большом взрыве. Фактически, он был пионером теории космического расширения.
Эдвард Виттен, профессор математической физики, занимается исследованиями в области теории струн и квантовой гравитации, а также в других областях математической физики.
Роджер Пенроуз — учитель покойного Стивена Хокинга. У них никогда не было соперничества или случая, чтобы ученик превзошёл мастера. Они наслаждались долгим продуктивным сотрудничеством, которое в какой-то момент привело к тому, что они были совместно награждены премией Вулфа.

Несмотря на то, что в области физики больше мужчин-учёных, чем женщин, это никак не умаляет их вклад в достижения науки.

Ещё будучи аспирантом, астрофизик Джоселин Белл Бернелл была первой, кто наблюдал и записывал пульсары. Это стало открытием, удостоившемся Нобелевской премии по физике.

Фабиола Джанотти, физик элементарных частиц и первая женщина-генеральный директор ЦЕРН, была руководителем проекта ATLAS, благодаря которому впервые был обнаружен бозон Хиггса.

Астрофизик Сандра Фабер сосредоточила свои исследования на том, как развиваются галактики. Она была первой, кто предположил, что чем ярче галактика, тем быстрее должны двигаться её звезды.

Есть так много замечательных людей, исследующих нашу вселенную в теории и посредством открытий и экспериментов! Так почему бы не узнать о них больше?

Основные понятия физики

Независимо от того, насколько известен физик или насколько велики его/её достижения, каждая физическая теория и все физические открытия основаны на одних и тех же фундаментальных понятиях.

Давайте на мгновение представим Вселенную: большую и всё ещё расширяющуюся, наполненную энергией и материей. Сама по себе вселенная может быть подавляющим концептом — большим, сложным и по большей части неизведанным!

Однако те же самые силы, которые управляют физикой нашей Вселенной, применимы и к элементарным частицам.

Это гравитация, электромагнитное взаимодействие, слабое и сильное ядерное взаимодействие.

Эти силы являются внешними по отношению к материи и действуют на неё, либо притягивая, либо отталкивая, вступая с ней во взаимодействие или создавая новые связи.

Важно не путать силу с энергией. Всё в нашем мире имеет энергию, будь то потенциальная энергия, кинетическая энергия, упругая или лучевая энергия.

Даже волны несут энергию!

Звуковые волны, микроволны, сейсмические волны и гравитационные волны — всё это проявления переноса энергии.

Что особенно интересно в случае с волнами, так это то, что они переносят энергию, но не материю.

Для того, чтобы лучше понять эту тему, не стесняйтесь обратиться за помощью к частному репетитору по физике.

Гравитационные волны вызывают особое недоумение и интерес среди физиков, потому что они вызваны самыми энергичными процессами в нашей Вселенной и способны пульсировать в пространстве и времени.

Несмотря на то, что теорию об их существовании выдвинул ещё сам Альберт Эйнштейн в 1916 году, эти волны были обнаружены лишь недавно, в 2016 году, если быть точным!

На самом деле, ключевые понятия физики освоить несложно, и, как только вы это сделаете, вы сможете продолжить работу в области теоретической физики, экспериментальной физики или даже физики конденсированных сред — одной из самых активных областей изучения физики сегодня!

Удивительные факты о физике

Согласитесь, знакомство с миром физики пройдёт куда лучше, если начать его с удивительных фактов об этой науке! Например, с факта о том, как связана физика и популярный сериал “Доктор Кто”. (источник: Unsplash)

Вы всё еще считаете физику сложным предметом? Разве ничто из сказанного до сих пор не уменьшило ваш страх перед изучением этой увлекательной науки?

Физика — это наука полная секретов, увлекательных теорий и открытий, а также — просто кладезь интересных фактов.

Что, если мы скажем вам, что «Доктор Кто» — не столько научная фантастика, сколько научный факт? Ну, по крайней мере, этот сериал включает в себя аспекты современной науки…

Наша текущая модель космологии представляет собой бесконечные параллельные вселенные, счастливо сосуществующие бок о бок.

Поскольку они бесконечны, то всё, что могло произойти или ещё произойдет, уже произошло в той или иной вселенной. Звучит немного знакомо, не так ли?

А как насчёт пространства и времени и разрыва ткани реальности?

Даже звуковая отвертка Доктора является изобретением, работающим на основе действительного постулата физики: настроенное на правильную частоту, такое устройство вполне может заставить молекулы вести себя по-другому.

Правда в том, что этот, казалось бы, развлекательный сериал во многом основан на реальных законах физики!

Теперь рассмотрим плазму. Она течет по вашим венам и наполняет космос, а ещё плазма обеспечивает нам телевидение высокой четкости!

Плазма — одно из четырёх основных состояний материи; остальные три – жидкие, твёрдые и газообразные.

Греческое значение этого слова — «формируемая субстанция» делает его уникальным для областей медицинской физики — относительно новой области исследований, техники (изготовление полупроводников) и, конечно же, её изучения в разделе астрофизики.

К счастью, хотя они и носят одно и то же название, плазма в вашем теле сильно отличается, например, от солнечной плазмы. Если бы они имели идентичный состав, боюсь, что мы все уже давно бы взорвались!

Тем не менее, физика плазмы является весьма интригующей областью изучения…

В нашем физическом мире так много захватывающих и удивительных аспектов и так много областей, в которых развиваться профессионально: от молекулярной физики, прикладной физики, вычислительной физики и вплоть до физики высоких энергий. .. А в какой раздел науки вы бы направили свою страсть?

К изучению небесных тел и космоса? Или вас привлекает физика элементарных частиц? Или же вы всегда мечтали разбить атомы на Большом адронном коллайдере?

Всё, что вам нужно сделать, это оставить позади своих страхи и стереотипы и такой науке как физика. А если вам нужна дополнительная поддержка, то вы можете найти онлайн-репетитора по физике на сайте Superprof.

Физика плазмы. Том 48, Номер 2/, 2022

На главную
Электронные версии
Физика плазмы