Фізики, котрі змінили світ

Фізики, котрі змінили світ

Ці вчені зробили величезний внесок у розвиток фізики як науки.

Фізика

Ключові слова

Архімед, Ейнштейн, Ньютон, Ісаак Ньютон, Альберт Ейнштейн, Фарадей, Максвелл, Джеймс Клер Максвелл, Майкл Фарадей, Макс Планк, Планк, Nicola Tesla, тесла, Марія Кюрі, Марія Склодовська-Кюрі, Резерфорд, Ернест Резерфорд, Вернер Гейзенберг, Гейзенберг, Нобелівська премія, Фізики, фізик, вчений, електрика, магнетизм, квантова механіка, ланцюгова реакція, атомна модель, Наука, радіоактивність, фізики елементарних частинок, астрофізика, математик, ядро, атомна структура, Гравітація, відносність, Історія науки, біографія, біографічні дані, досліди, теорія, Астрономія, математика, Квантова фізика, Фізика, хімія, Історія

Пов'язані об'єкти

Сцени

Фізики

  • Архімед
  • Ісаак Ньютон
  • Майкл Фарадей
  • Джеймс Клерк Максвелл
  • Нікола Тесла
  • Макс Карл Ернст Людвіг Планк
  • Марія Склодовська-Кюрі
  • Ернест Резерфорд
  • Альберт Ейнштейн
  • Вернер Карл Гейзенберг

Архімед

Грецький ерудит Архімед був одним з найблискучіших математиків давнини. Як і більшість науковців його часу, він цікавився математикою, фізикою, астрономією та філософією.

Свої найбільш важливі математичні відкриття Архімед зробив у геометрії. Він довів, що відношення довжини окружності до її діаметра таке ж, як відношення площі круга до квадрату його радіуса. Він розробив метод наближення цього відношення, а вже пізніше, введена ним математична постійна (константа) була названа числом "пі" (π).

Архімед довів, що відношення площі поверхні кулі до її об'єму є таким самим як відношення площі поверхні прямого циліндра до його об'єму. Крім того, він зумів встановити, що співвідношення об'єму циліндра до об'ємів вписаних в нього кулі і конуса дорівнює 3: 2: 1. (Згідно з заповітом Архімеда, на його могилі поставили пам'ятник із зображенням кулі, вписаної в циліндр.)

Архімед ввів у фізику поняття густини. За легендою, він відкрив закон, який був названий на його честь (закон Архімеда), приймаючи ванну. Закон говорить що: на всяке тіло, занурене в рідину (або газ), діє виштовхуюча сила, рівна вазі витісненої тілом рідини (або газу), спрямована вгору.
Архімед був, ймовірно, кращим фізиком і математиком своєї епохи. Він заснував розділ механіки - статику, який вивчає властивості фізичних систем і сил, що впливають на тіла в стані спокою за умови рівноваги. Архімед був першим, хто описав найпростіший механізм -важіль. Він ввів поняття центра мас і визначив його для декількох об'єктів, успішно застосовуючи свої виміри на практиці.
Йому приписують створення багатьох механічних конструкцій, наприклад: гвинтового насоса - гвинта Архімеда та складного шківа.
Під час Другої Пунічної війн, для захисту свого міста від римського вторгнення, цей інженерний геній побудував оборонні військові машини. На жаль, під час облоги міста він помер.

Ісаак Ньютон

Ісаак Ньютон (1642-1742) був англійським фізиком та філософом. Він розробив диференціальне та інтегральне числення і цим заклав основи математичного аналізу. Він цікавився оптикою, вивчав природу світла і кольору, розробив, названий в його честь, вид дзеркального телескопа та відкрив закон всесвітнього тяжіння. Його вважають основоположником класичної механіки.

Перший закон Ньютона говорить, що всяке тіло перебуває в стані спокою або рівномірного прямолінійного руху, поки вплив зовнішніх сил не змінить цей стан. Так було покладено край помилкової теорії, що діяла з часів Арістотеля, згідно якої тіло рухається під дією сили. Насправді ж, сила необхідна не для підтримки рівномірного руху, а для зміни стану руху. Наприклад: тіло у вільному падінні прискорюється під дією гравітації, а ковзаюче тіло сповільнюється під дією сили тертя.

Другий закон Ньютона стверджує, що прискорення тіла є прямо пропорцiйне рiвнодiйнiй силі, що дiє на це тіло, та обернено пропорцiйне масi цього тіла. Тобто стан руху тіла з більшою масою важче змінити. Маса тіла є мірою його інертності.

Третій закон Ньютона - це закон дії-протидії. У ньому сказано, що два тіла діють одне на одне з силами, які є рівними та спрямованими в протилежні сторони.

У законі всесвітнього тяжіння Ньютона сказано, що будь-які два тіла взаємно притягуються, а сила гравітації прямо пропорційна масам цих тіл. Ньютон вважав, що та ж сила гравітації, що діє на земні тіла, викликає і рух планет. Тому він об'єднав небесну і земну механіку в єдину систему, і цим самим започаткував основи класичної фізики.

У Міжнародній системі одиниць одиниця вимірювання сили називається ньютоном - на честь вченого.
У наш час Ньютон відомий як учений, що вніс величезний вклад у розвиток фізики та математики і як один з засновників сучасної науки.

Майкл Фарадей

Британський фізик і хімік Майкл Фарадей (1791-1867) був одним з найвидатніших учених в історії. Його вважають великим експериментатором, основним напрямком досліджень якого була електрика. Він зробив величезний внесок у розвиток електромагнетизму і електрохімії.

У 1831 році Фарадей відкрив електромагнітну індукцію - утворення електричного струму в провіднику, який взаємодіє з магнітним полем. Опис цього явища сьогодні відомий як закон індукції Фарадея. На електромагнітній індукції заснований принцип роботи динамо-машин, дроселів, генераторів та трансформаторів. Фарадей виявив, що електричні заряди присутні тільки на зовнішній поверхні електрично зарядженого провідника і відсутні на його внутрішній частині. Тому металевою сіткою, що добре проводить струм, можна обмежити частину простору і захистити його від проникнення електричного поля (клітка Фарадея).
Пізніше Фарадей зайнявся вивченням взаємодії світла і магнітного поля. Він встановив, що магнітне поле викликає обертання площини поляризації світла (ефект Фарадея).

Під час хімічних дослідів вчений виявив бензол і винайшов один з перших варіантів лабораторної газової горілки. Він провів детальні дослідження в електрохімії і сформулював два фундаментальних закони електролізу (закони Фарадея).

Серед усього іншого, його іменем названі одиниця вимірювання електроємності в системі СІ (Фарадей) і металева чаша, що може вловлювати заряджені частинки у вакуумі (циліндр Фарадея).

Джеймс Клерк Максвелл

Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879) був вченим із Шотландії. Він створив класичну теорію електромагнітного випромінювання і на її підставі зробив висновок, що змінні електричне і магнітне поля тісно пов'язані одне з одним і утворюють єдине електромагнітне поле. Він також висунув припущення, що в основі явища світла лежить електромагнітне поле, а значить - світло є формою електромагнітного випромінювання.

Більшу частину своїх досліджень Максвелл проводив з електрикою. Він систематизував створені раніше іншими вченими математичні формули і подав їх у вигляді диференціальних рівнянь (рівняння Максвелла). Чотири рівняння описують властивості електричного і магнітного полів, а також їх взаємодію з матеріалом.

Максвелл вніс величезний внесок в розробу кінетичної теорії газів. Сама ідея про те, що газ складається з безлічі ідеально пружних "кульок" і про те, що макроскопічні і термодинамічні властивості газів обумовлені рухом цих "кульок" (тобто атомів і молекул) виникла ще у 18-му столітті у Даніеля Бернуллі. Дослідження ж Максвелла значно розвинули цю теорію. Його статистичні розрахунки були пізніше узагальнені Людвігом Больцманом і стали відомі як розподіл Максвелла (або Максвелла-Больцмана).

Максвелл провів кілька новаторських досліджень у оптиці і теорії кольорів. Він виявив, що кольорові фотографії можуть бути створені шляхом застосування фільтрів: синього, зеленого і червоного.

Згодом результати наукової діяльності Максвелла привели до винаходу радіо, радара і телебачення.

Максвелл був одним з перших фізиків, які зробили свій внесок у подальший розвиток теорії відносності і квантової механіки. Вважається, що з усіх вчених 19-го століття саме Максвелл мав найбільший вплив на фізику 20-го століття.

За результатами голосування, проведеного на рубежі тисячоліття, Максвелл займає третє місце серед найвидатніших фізиків усіх часів. Його іменем названо одиницю вимірювання магнітного потоку в системі СГС та найбільший гірський масив на планеті Венера.

Нікола Тесла

Нікола Тесла був вченим із Сербії та одним з найблискучіших і найбільш плідних винахідників всіх часів. Спочатку винахідник працював у Європі, а потім перебрався до США. Саме у Сполучених Штатах ним було зроблено більшість відкриттів та винаходів. Тесла, який в основному займався електротехнікою, став однією з найважливіших фігур другої промислової революції.

Близько 1891-го року Тесла створив свій перший трансформатор (котушка Тесли), який згодом було названо його іменем. Цей пристрій на високих частотах генерує високу напругу. Новизна винаходу полягала у використанні явища електричного резонансу для котушок з газовим розрядником. (Система відрізняється від звичайного трансформатора тим, що первинний і вторинний контури повинні бути в резонансі, тобто частоти їх коливань повинні співпасти.) Пізніше цей винахід Тесли став складовою частиною безлічі пристроїв.

Двигун змінного струму Тесли є одним з самих відомих та важливих інженерних винаходів. Першу експериментальну модель двигуна Тесла створив у 1883 році у Франції, а потім, у 1888 році запатентував винахід у США. Принцип роботи двигуна полягає в тому, що він приводиться в рух обертовим магнітним полем.
Між Теслою і його колишнім роботодавцем - Томасом Едісоном, вибухнула конкурентна боротьба, так звана "війна струмів". У цьому протистоянні Тесла був прихильником змінного струму, а Едісон, який теж був геніальним інженером - постійного. Тим не менш, час показав, що правим був усе-таки Тесла. Багато сучасних пристроїв працюють за тим же принципом, що і створений ним двигун змінного струму.
З ім'ям Тесли пов'язано безліч ідей і винаходів, які набагато випередили свій час, наприклад пульт дистанційного керування. Більшість ідей Тесли та його винаходів в тій чи іншій формі зараз використовуються в пристроях і приладах. Найважливішим своїм винаходом сам Тесла вважав турбіну, робота якої була заснована на доцентровому потоці.

Іменем Тесли названі створені ним генератори, одиниця магнітної індукції в системі СІ і компанія з виробництва електромобілів.

Макс Карл Ернст Людвіг Планк

Макс Планк був фізиком-теоретиком німецького походження. Його вважають одним з основоположників квантової механіки. Саме йому і Альберту Ейнштейну приписують теоретичні основи сучасної фізики.

Планк належав до старовинного шляхетського роду і серед його предків були видатні юристи, вчені, військові та церковні діячі. Він був одним з перших учених, які у 1905 році визнали важливість публікації Альберта Ейнштейна, в якій була сформульована спеціальна теорія відносності, і зіграв вирішальну роль в її розробці.

Планк першим розглянув проблему випромінювання абсолютно чорного тіла. Потім, узагальнюючи і вдосконалюючи результати своїх попередніх досліджень по випромінюванню рухомого абсолютно чорного тіла, він сформулював новий закон випромінювання, який було названо його ім'ям. Формула Планка містить постійну Больцмана і постійну Планка. У 1900 році він ввів поняття квантування енергії. (Квант - це неподільна порція будь-якої величини у фізиці.)
У 1918 році Планк отримав Нобелівську премію з фізики за розробку квантової теорії і вплив на розвиток фізики.

На честь Планка названо одиниці у системі одиниць вимірювання: маса Планка, довжина Планка та інші, і мережу науково-дослідних організацій в Німеччині.

Марія Склодовська-Кюрі

Марія Соломея Склодовська, найвідоміша жінка в історії науки, була польським науковцем.

У 1891 році вона поступила в Паризький університет, де через кілька років навчання отримала диплом фізика, а потім і диплом математика. Там же, у Парижі, Марія познайомилася з своїм майбутнім чоловіком - П'єром Кюрі.
Спочатку подружжя займалося дослідженнями магнетизму, а потім, під впливом французького фізика Анрі Беккереля, почало вивчати радіоактивність.
В результаті важкої і виснажливої ​​роботи, після того як було оброблено декілька тонн уранової руди, подружжю вдалося виділити два нових радіоактивних елементи: полоній і радій. Перший з них було названо на честь батьківщини Марії Кюрі - Польщі, а назва другого походить від латинського слова "радіус", що значить "промінь".

У 1903 році Марія Кюрі стала першою жінкою у Франції, яка отримала докторський ступінь. В цьому ж році Беккерель і подружжя Кюрі були удостоєні Нобелівської премії з фізики за свої спільні дослідження радіації.
Після трагічної смерті чоловіка Марія стала першою жінкою-професором університету Сорбонни. У 1911 році їй була присуджена Нобелівська премія з хімії за видатні заслуги в розвитку хімії: відкриття елементів радія і полонія, виділення радію і вивчення природи і з'єднань цього елемента.
Таким чином, Марія Кюрі стала першим в історії науки вченим, що став лауреатом двох Нобелівських премій.

Ернест Резерфорд

Британський вчений новозеландського походження, Ернест Резерфорд, був самим великим фізиком-експериментатором 20-го століття.

Основними областями його досліджень стали радіоактивність, атомна і ядерна фізика. При вивченні іонізації газів під впливом рентгенівських променів йому вдалося розділити радіоактивне випромінювання і рентгенівські промені.
У радіоактивному випромінюванні урану він відкрив альфа-промені і потік бета-променів, що випромінюються при розпаді електронів.
У 1900 році Резерфорд разом з Робертом Боуї Оуенсом відзначили, що інтенсивність радіоактивного розпаду частинок експоненціально зменшується протягом часу. У 1902 році він і Фредерік Содді виявили, що при радіоактивному випромінюванні радіоактивні елементи розпадаються на інші хімічні елементи і утворюються ланцюжки радіоактивних розпадів. Крім цього вони ввели таке поняття, як період напіврозпаду.

Резерфорд вивчав розсіювання альфа-частинок на тонких металевих пластинах, в результаті чого ним була створена планетарна модель атома і отримана формула розсіювання - формула Резерфорда. Опираючись на отримані результати, у 1911 році він опублікував свою модель атома, в якій навколо позитивно зарядженого ядра по круговій орбіті рухаються електрони.
Це відкриття поклало початок епохи розвитку ядерної фізики, що вивчає структуру і властивості атомних ядер, а також ядерні реакції. У 1919 році Резерфорд у своїх дослідах спостерігав взаємодію альфа-частинок з ядрами азоту і першим виявив штучне перетворення атомного ядра. У цьому ж році він разом з колегами опублікував результати дослідів, які підтверджували, що ядра атомів водню присутні в продуктах розщеплення ядер атомів багатьох елементів. Фактично - це стало свідченням відкриття протона. Пізніше Резерфорд висловив припущення про існування ще однієї частки - нейтрона.

Як хімік Резерфорд виявив газ радон і ряд радіоактивних ізотопів радію, полонію і вісмуту. У 1908 році Резерфорду було присуджено Нобелівську премію з хімії за проведені ним дослідження в області розпаду елементів в хімії радіоактивних речовин.

Альберт Ейнштейн

Альберт Ейнштейн (1879-1955) був фізиком німецького походження та філософом науки. Він розробив Спеціальну теорію відносності, яка повністю змінила уявлення людства про час і простір. Відповідно до цієї теорії швидкість світла є постійною для кожного спостерігача і становить 300 000 км/сек незалежно від того, чи в спокої чи в русі перебуває спостерігач щодо джерела світла. Згідно Спеціальної теорії відносності, швидкість світла - це гранична швидкість, перевищити яку рухомі тіла не можуть. Як тільки одне з тіл наближається до швидкості світла, час сповільнюється, маса тіла збільшується, а саме тіло коротшає. Якщо два тіла знаходяться в рівномірному русі відносно один одного, то будь-якого з них можна представити в стані спокою. Виходячи з цього, і беручи до уваги, що швидкість світла є постійною величиною, можна довести, що відстань, маса і час теж є відносними величинами. Наприклад, якщо двоє спостерігачів рухаються взаємно рівномірно, то кожен з них помічає, що час в іншого сповільнюється. Цей ефект відносності стає значним лише на дуже високих швидкостях і в умовах звичайних швидкостей ним можна знехтувати. Наслідком Спеціальної теорії відносності є усім відоме рівняння Ейнштейна: E = mc², у якому він об'єднав масу та енергію. Цей принцип використовується в роботі атомних електростанцій та атомних бомбах.

Загальна теорія відносності дає пояснення гравітації. Згідно неї, тіла, маючи маси, деформують час та простір, і ця кривизна визначає траєкторію тіл, котрі рухаються в гравітаційному полі.

Крім двох теорій відносності Ейнштейну належить також багато інших важливих наукових відкриттів. Він вивчав Броунівський рух і підтвердив атомну структуру речовин. Він дав теоретичне пояснення фотоефекту і довів, що світло може існувати тільки у вигляді квантів світла, згодом названих фотонами. За пояснення закону фотоефекту Ейнштейн отримав Нобелівську премію з фізики.

Вернер Карл Гейзенберг

Робота німецького фізика-теоретика Вернера Гейзенберга мала величезний вплив на фізику у 20-му столітті.

Основними напрямками його досліджень були теорії поля, ядерна фізика, фізика елементарних частин та космічне випромінювання. Але перш за все, він відомий як один з творців квантової механіки.

У 1925 році Гейзенберг опублікував свою революційну працю, в якій були описані основи ​​квантової механіки. У цій роботі, замість класичної ньютонівської механіки, для опису квантових явищ було використано матричну механіку. Через два роки після цього, він сформулював принцип невизначеності, який свідчить, що деякі пари фізичних властивостей елементарних частинок, відомі як додаткові змінні, не можуть бути виміряні з однаковою точністю одночасно. (Наприклад: чим точніше вимірюється положення частинки, тим менш точно можна виміряти її імпульс.)

Пізніше Гейзенберг започаткував сучасну квантову теорію феромагнетизму і вніс значний вклад в розвиток квантової електродинаміки. У 1932 році він запропонував свою теорію про протон-нейтронну будову атомного ядра. У тому ж році вчений отримав Нобелівську премію з фізики за створення квантової механіки.

Навіть після того, як нацисти захопили владу в країні, Гейзенберг залишався в Німеччині. У роки Другої світової війни він був членом робочої групи вчених, які займалися німецьким проектом з ядерної енергії.

Анімація

  • Архімед
  • Ісаак Ньютон
  • Майкл Фарадей
  • Джеймс Клерк Максвелл
  • Нікола Тесла
  • Макс Карл Ернст Людвіг Планк
  • Марія Склодовська-Кюрі
  • Ернест Резерфорд
  • Альберт Ейнштейн
  • Вернер Карл Гейзенберг

Озвучування

Давньогрецький ерудит Архімед, з сицилійського міста Сіракузи, був одним з найблискучіших математиків давнини. Як і інші вчені його часу, він цікавився математикою, фізикою, астрономією і філософією. Ймовірно, він був самим видатним фізиком і математиком, котрий набагато випередив великих вчених Нового часу.

Ісаак Ньютон був англійським фізиком та філософом. Він розробив диференціальне та інтегральне числення і цим заклав основи математичного аналізу. Він цікавився оптикою, вивчав природу світла і кольору, розробив, названий на його честь, вид дзеркального телескопа та відкрив закон всесвітнього тяжіння. Його вважають основоположником класичної механіки та одним з батьків сучасної науки.

Британський фізик і хімік Майкл Фарадей був одним з найвидатніших учених в історії. Його вважають великим експериментатором, основним напрямком досліджень якого була електрика. Він зробив величезний внесок у розвиток електромагнетизму і електрохімії.

Джеймс Клерк Максвелл створив класичну теорію електромагнітного випромінювання і на її підставі зробив висновок, що змінні електричне і магнітне поля тісно пов'язані одне з одним і утворюють єдине електромагнітне поле. Він також висунув припущення, що в основі явища світла лежить електромагнітне поле, а значить - світло є формою електромагнітного випромінювання.

Нікола Тесла був одним з найблискучіших вчених і найбільш плідних винахідників всіх часів. Геніальний інженер сербського походження, займаючись головним чином електротехнікою, став однією з найбільш значних фігур другої промислової революції. З ім'ям Тесли пов'язано безліч таких ідей і винаходів, які набагато випередили свій час.

Макс Планк був фізиком-теоретиком німецького походження. Його вважають одним з основоположників квантової механіки. Саме йому і Альберту Ейнштейну приписують теоретичні основи сучасної фізики.

Марія Кюрі - одна з найвідоміших жінок в історії науки. В її особі ми можемо також шанувати першого в історії науки вченого - лауреата двох Нобелівських премій. Разом з чоловіком П'єром Кюрі вони досягли видатних результатів у вивченні радіоактивності.

Британський вчений новозеландського походження, Ернест Резерфорд, був одним з найвидатніших фізиків-екпериментаторів 20-го століття. Основними галузями його досліджень стали радіоактивність, атомна і ядерна фізика. Створивши планетарну модель атома, Резерфорд започаткував нову епоху у розвитку ядерної фізики.

Німецький учений Альберт Ейнштейн був одним з найбільш значних фізиків-теоретиків 20-го століття. Він розробив Спеціальну теорію відносності, яка здійснила революцію в уявленнях про час та простір. Окрім двох теорій відносності Ейнштейну належить також багато інших важливих наукових відкриттів.

Робота німецького фізика-теоретика Вернера Гейзенберга мала величезний вплив на фізику у 20-му столітті. Основними напрямками його досліджень були теорії поля, ядерна фізика, фізика елементарних частин та космічне випромінювання. Але перш за все, він відомий як один з творців квантової механіки.

Пов'язані об'єкти

Ланцюгова реакція

Енергію, яка виділяється в процесі розщеплення атомних ядер, можна використовувати як у мирних, так і у воєнних цілях.

Експеримент Резерфорда

Експеримент Резерфорд довів існування позитивно заряджених атомних ядер. Результати привели до розробки нової моделі атома.

Радіоактивність

Спонтанне перетворення одних ядер в інші, яке супроводжується випромінюванням різних частинок, отримало назву радіоактивність.

Розвиток небесної механіки

Анімацію присвячено видатним астрономам та фізикам, чиї досягнення змінили наші уявлення про Всесвіт.

Закони руху Ньютона

Ця анімація демонструє три закони руху Ісаака Ньютона, які заклали основу для класичної механіки.

Лабораторія Ніколи Тесли (Шорехам, США)

Цей видатний інженер-винахідник найбільш відомий своїми винаходами у галузі електрики, магнетизму та електротехніки. Він був однією з найвидатніших фігур...

Лабораторія Марії Кюрі

Марі Кюрі, єдина людина, що отримала Нобелівську премію у двох різних галузях науки та є найвідомішою жінкою в історії науки.

Генерація змінного струму

Електричний струм може бути отриманий шляхом обертання рамки в магнітному полі.

Архімедів гвинт (3-тє століття до н.е.)

Винаходом Архімеда був водопідіймальний пристрій, який застосовували при поливанні земель.

Розвиток теорій будови атома

Огляд основних етапів та підходів у теорії будови атома.

Об'єм кулі (принцип Кавальєрі)

Обчислення об'єму кулі за допомогою відповідного циліндра і конуса.

Похила Пізанська вежа

Середньовічна дзвіниця пізанського собору є найвідомішою похилою вежею у світі.

Легендарна подорож Дарвіна

Легендарна навколосвітня подорож Дарвіна на борту бригу "Бігль" зіграла вирішальну роль у започаткуванні ним Теорії еволюції.

Прозорість

Ця анімація пояснює прозорість і непрозорість, принцип радіографії та світло-поглинаючі властивості матеріалів.

Майстерня Галілео Галілея

Наукові досягнення Галілео Галілея значно вплинули на прогрес у сферах фізики і астрономії.

Гравітаційні хвилі (обсерваторія LIGO)

Масивні тіла, що рухаються з колосальним прискоренням чи по орбіті, утворюють брижі у метриці простору-часу. Саме їх називають гравітаційними хвилями.

Added to your cart.