Fysikere som forandret verden

Fysikere som forandret verden

Disse store fysikerne hadde en enorm påvirkning på fysikkens utvikling.

Fysikk

Nøkkelord

Archimedes, Einstein, Newton, Isaac Newton, Albert Einstein, Faraday, Maxwell, James Clerk Maxwell, Michael Faraday, Max Planck, Planck, Nicola Tesla, Tesla, Marie Curie, Marie Sklodowska-Curie, Rutherford, Ernest Rutherford, Werner Heisenberg, Heisenberg, Nobel pris, Fysiker, fysiker, forsker, elektrisitet, magnetisme, kvantemekanikk, kjedereaksjon, atommodell, vitenskap, radioaktivitet, partikkelfysikk, astrofysikk, matematiker, nucleus, atomstrukturen, gravitasjon, relativitets, vitenskapshistorie, biografi, biografisk data, Eksperiment, teori, astronomi, matematikk, kvantefysikk, fysikk, kjemi, historie

Relaterte elementer

Scener

Fysikere

  • Arkimedes
  • Isaac Newton
  • Michael Faraday
  • James Clerk Maxwell
  • Nikola Tesla
  • Max Karl Ernst Ludwig Planck
  • Maria Skłodowska-Curie
  • Ernest Rutherford
  • Albert Einstein
  • Werner Karl Heisenberg

Arkimedes

Den greske allviteren Arkimedes var en av de mest brilliante matematikerne i antikken. I likhet med sine samtidige forskere, var han interessert i matematikk, fysikk, astronomi og filosofi.

Arkimedes gjorde sine største oppdagelser innen geometri. Han beviste at forholdet mellom omkretsen av enhver sirkel og dens diameter er det samme som forholdet mellom arealet av sirkelen og kvadratet av dens radius. Han utviklet også en metode for tilnærming av dette forholdet, som senere ble kalt Pi (π).

Han beviste også at forholdet mellom overflatearealet til en kule og dens volum er det samme som mellom overflatearealet til en rett sylinder og dens volum. I tillegg anerkjente han at forholdet mellom volumet i en sylinder og volumet i den innskrevne kulen og en innskrevet kjegle er 3:2:1. Siden han betraktet dette som sin viktigste oppdagelse, ba han om at en sylinder og en kule, skåret i stein, skulle bli plassert på gravstenen hans.

Begrepet tetthet ble også introdusert av Arkimedes. Legenden sier at han oppdaget prinsippet, som ble oppkalt etter ham (Arkimedes’ prinsipp), mens han tok et bad. Dette prinsippet sier at hvis et legeme er omgitt av væske vil en oppdriftskraft påvirke det, som er lik vekten av den væsken som legemet befinner seg i.

Arkimedes var sannsynligvis den beste matematiske fysikeren i sin tid. Han etablerte statikk, en gren av mekanikken som omhandler egenskapene hos fysiske systemer og krefter som påvirker stillestående legemer. Arkimedes var den første til å beskrive en enkel innretning kalt vektstang. Han introduserte begrepet massesentrum og definerte det for flere objekter.

Han blir gitt æren for å ha skapt innovative maskiner som skruepumpen (i dag kjent som Arkimedes’ skrue) og den sammensatte trinsen. Under den andre punerkrigen bygget han defensive krigsmaskiner for å forsvare sin hjemby mot den romerske invasjonen. Han døde dessverre under beleiringen av byen.

Isaac Newton

Sir Isaac Newton (1642–1742) var en engelsk fysiker og filosof, som med sin differensielle og integrale kalkulus etablerte grunnlaget for matematiske beregninger. Han studerte optikk og lysets natur, utviklet et teleskop som senere ble oppkalt etter ham, formulerte tyngdeloven og banet vei for mekanikk som et fagfelt.

Newtons første lov sier at et objekt vil opprettholde sin tilstand av bevegelse, så lenge det ikke blir påvirket av eksterne krefter. Dette strider mot den feilaktige teorien som dateres tilbake til Aristoteles, som sier at en kraft er nødvendig for å sette et objekt i bevegelse. Faktum er at kraft ikke er nødvendig for å opprettholde et objekts konstante bevegelse, kun for å endre dets tilstand av bevegelse. Et objekt i fritt fall vil akselerere under påvirkning av tyngdekraften. Et glidende objekt, derimot, vil bremse ned på grunn av friksjon.

Newtons andre lov sier at akselerasjonen til et objekt alltid er direkte proporsjonal med resultatkraften som blir påført; resultatkraften er lik masse ganger akselerasjon. Dette betyr at det er vanskeligere å endre bevegelsen til tyngre objekter: masse er et mål på treghet.

Newtons tredje lov sier noe om reaksjon på kraft; de to involverte objektene vil påvirke hverandre med like stor kraft i motsatte retninger.

Newtons lov om universell tyngdekraft sier at to objekter vil dras mot hverandre med en kraft som er proporsjonal mot deres masser. Newton antok at den samme kraften, altså tyngdekraften, som påvirket jordiske objekter, også påvirket himmellegemenes bevegelser. Dermed forente han himmelmekanikk med jordisk mekanikk.

SI-enheten for kraft ble oppkalt etter Newton. Selv i dag regnes han som en av de mest innflytelsesrike fysikerne og matematikerne, og en av grunnleggerne for moderne vitenskap.

Michael Faraday

Den britiske fysikeren og kjemikeren Michael Faraday var en av historiens mest fremragende forskere. Han var også ansett som en stor eksperimentalist og hans viktigste forskningsfelt var elektrisitet. Han bidro enormt til utviklingen av elektromagnetisme og elektrokjemi.

I 1831 oppdaget han elektromagnetisk induksjon, det vil si, produksjonen av elektrisk strøm i en leder som samhandler med et magnetisk felt. Hans beskrivelse av fenomenet er i dag kjent som Faradays induksjonslov. Elektromagnetisk induksjon er operasjonsprinsippet i dynamoer, generatorer og transformatorer.

Han anerkjente at elektriske ladninger bare finnes på utsiden av den elektrisk ladede lederen, og påvirker ikke innsiden. Et metallnett brukes til å skape et beskyttet område hvor det elektriske feltet ikke trenger gjennom (Faradays bur).

Senere engasjerte han seg i å studere samspillet mellom lys og magnetiske felt. Han beviste at magnetfeltet roterer lysets polariseringsplan (Faraday-effekten).

Gjennom sitt arbeid innen kjemi oppdaget han den kjemiske forbindelsen benzen, og oppfant en av de tidlige formene for bunsenbrenneren. Basert på sin forskning på elektrokjemi, formulerte han lovene for elektrolyse.

Blant annet har SI-enheten for kapasitans, Faradays bur og Faradays kopp, en kopp av metall som kan fange ladede partikler i vakuum, alle blitt oppkalt etter Michael Faraday.

James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell oppnådde store resultater i sin forskning på elektrisitet, magnetisme, optikk og gasser. Han blir kreditert for formuleringen av den klassiske teorien for elektromagnetisk stråling. I tillegg beviste han at elektrisitet og magnetisme er manifestasjoner av det samme fenomenet.

Maxwell forklarte at det elektriske og magnetiske feltet begge forflytter seg i rommet som bølger. Dessuten uttalte han at lys også er elektromagnetisk stråling og at det dermed er elektromagnetiske felt involvert i optiske fenomener.

Det meste av hans forskning ble gjennomført innen elektrisitet. Han formulerte et sett med differensialligninger for å beskrive egenskapene hos elektriske og magnetiske felt, samt deres samspill med materialer (Maxwells ligninger).

Maxwell spilte også en viktig rolle for etableringen av den kinetiske teorien for gasser. Denne teorien er basert på Daniel Bernoullis argument om at gasser består av små, kulelignende partikler og at de makroskopiske, termodynamiske egenskapene hos gasser kommer av bevegelsen til disse partiklene (atomer og molekyler). Maxwells forskning gjorde et betydelig bidrag til utviklingen av denne teorien. Hans statistiske beregninger ble generalisert av Ludwig Boltzmann og er derfor kjent som Maxwell-Boltzmann.

Maxwell gjorde også banebrytende forskning innen optikk, spesielt innen fargevisjon. Han oppdaget at fargebilder kan lages ved å bruke blå, grønne og røde filtre.

Hans oppdagelser førte til oppfinnelsen av radio, radar og fjernsyn. Maxwell var også en av de første fysikerne til å bidra til utviklingen av relativitetsteorien og kvantemekanikken. Blant 1800-tallets forskere regnes han for å ha hatt den største innflytelsen på 1900-tallets fysikk.

Ved årtusenskiftet ble Maxwell rangert på tredjeplass i en meningsmåling for å kåre tidenes største fysiker.

CGS-enheten for magnetisk fluks og en fjellkjede på planeten Venus ble også oppkalt etter ham.

Nikola Tesla

Nikola Tesla var en av de mest geniale forskerne og mest produktive oppfinnerne gjennom tidene. Den serbisk-amerikanske oppfinneren jobbet først i Europa, men tilbrakte sine beste år som oppfinner i USA. Tesla, som hovedsakelig arbeidet med elektroteknikk, ble en av de viktigste figurene i den andre industrielle revolusjonen.

Rundt 1891 oppfant Tesla den såkalte Teslaspolen som inneholder minst to spoler med luft-kjerner. Den kunne produsere høye spenninger ved høye frekvenser. Denne nye enheten var nyskapende fordi den brukte elektrisk resonans ved hjelp av de luft-kjernede spolene. Dette systemet skiller seg ut fra transformatoren siden både den primære og sekundære kretsen er i resonans med driftsfrekvensen. Senere ble hans oppfinnelse en viktig del av en rekke enheter.

AC-motoren er en av Teslas mest berømte og viktigste oppfinnelser. Han bygget prototypen i 1883, mens han arbeidet i Frankrike. Han patenterte sin oppfinnelse, en motor drevet av et roterende magnetfelt, i USA i 1888.

Nikola Tesla og hans tidligere arbeidsgiver Thomas Edison ble engasjert i den såkalte strømkrigen. Tesla var en talsmann for vekselstrøm, mens Edison var sterk tilhenger av likestrøm. Ikke bare hans samtidige demonstrasjoner, men også historien, har bevist at Tesla hadde rett. I dag fungerer en rekke enheter med samme prinsipp som hans AC-motor.

Han hadde mange ideer og oppfinnelser som var langt forut for sin tid, og mange av dem er fortsatt brukt i noen grad i enheter i dag. Tesla anså turbinen som sin viktigste oppfinnelse. Hans bladfrie turbin besto av parallelle skiver og driften var basert på sentripetalkraft.

Teslaspolen, SI-enheten for magnetisk flukstetthet og Tesla Motors, et selskap som produserer elektriske biler, er alle oppkalt etter Nikola Tesla.

Max Karl Ernst Ludwig Planck

Den tyske fysikeren Max Planck regnes som en av pionerene innen kvantemekanikk. Han og Albert Einstein blir kreditert for å ha lagt det teoretiske grunnlaget for moderne fysikk.

Planck tilhørte en intellektuell familie og viste interesse for teoretisk fysikk relativt tidlig. Han var en av de første forskerne som anerkjente viktigheten til Einsteins publisering av den spesielle relativitetsteorien i 1905, og spilte en avgjørende rolle for å utvide den.

Basert på sin forskning på svart stråling, reviderte han alle tidligere oppdagelser og forbedret dem ved å lage en ny lov for stråling, som ble oppkalt etter ham. Formelen til Plancks lov inkluderer Boltzmanns og Plancks konstanter. I 1900 introduserte han kvantisering av energi. (Kvantum er den minste mengden av en fysisk enhet som er involvert i en prosess.) I 1918 vant han Nobelprisen i fysikk for sitt arbeid med kvanteteorien, som bidro til videreutviklingen av fysikk.

Blant annet har et sett med målenheter (Planck-enheter) og en tysk forskningsorganisasjon (Max Planck Society) blitt oppkalt etter ham.

Maria Skłodowska-Curie

Den mest berømte kvinnen i vitenskapens historie ble født som Maria Salomea Skłodowska i Warszawa i 1867. Hun begynte sine universitetsstudier ved Sorbonne-universitetet i Paris. Der møtte hun også sin ektemann.

Paret forsket først på magnetisme, men ble senere interessert i radioaktivitet, et fenomen som ble oppdaget av Henri Becquerel kort tid tidligere.

Etter hardt arbeide og behandling av flere tonn med mineraler, isolerte de to tidligere ukjente radioaktive elementer som de kalte radium og polonium. Det første ble oppkalt etter det latinske ordet radius, som betyr “stråle”, og det sistnevnte etter Polen, Marie Curies fødeland.

I 1903 ble Marie Curie den første kvinnen i Frankrike til å få en doktorgrad. Det samme året fikk Becquerel og Curie-paret en delt Nobelpris “i anerkjennelse av de ekstraordinære tjenestene de har utført gjennom sin felles forskning på strålingsfenomenet som ble oppdaget av professor Henri Becquerel”.

I 1911 ble hun tildelt sin andre Nobelpris, denne gangen i kjemi, “i anerkjennelse av hennes tjenester for utvikling av kjemien ved oppdagelsen av elementene radium og polonium, ved isolering av radium og studiet av naturen og forbindelsene til dette bemerkelsesverdige elementet”. Dermed ble hun den første personen noensinne som ble tildelt to Nobelpriser.

Ernest Rutherford

Newzealandske Ernest Rutherford var en av de største eksperimentelle fysikerne på 1900-tallet. Noen av hans hovedområder innen forskning var radioaktivitet, atomfysikk og kjernefysikk.

Han studerte røntgenstråling og gjorde et skille mellom røntgenstråler og radioaktivitet. Han oppdaget alfa- og betapartikler i radioaktiv nedbrytning av uran. I 1900 oppdaget Rutherford, sammen med Robert Bowie Owens, at frekvensen av radioaktivitet reduseres eksponentielt med tid. I 1902 fant han og Frederick Soddy ut at radioaktive elementer transmuterer under radioaktivitet, og nedbrytningskjeder dannes. I tillegg introduserte de konseptet med halveringstid innen radioaktiv nedbrytning.

Rutherford studerte også spredningen av alfapartikler på metallfolier. I 1911 formulerte han atomets Rutherford-modell og Rutherford-spredningen basert på sine observasjoner. I sin forestilte modell av atomet (den planetære modellen), kretset elektronene rundt det som nå er kjent som nukleus, atomets kjerne. Oppdagelsen markerte begynnelsen på kjernefysikk. I 1919 bombarderte han nitrogen med alfapartikler og ble den første til å observere kunstig kjernefysisk omdanning. Det samme året oppdaget han også at hydrogenkjerner er tilstede i alle andre kjerner, og oppdaget dermed protonet. Rutherford forutså også eksistensen av et annet partikkel, nøytronet.

Som kjemiker oppdaget han radongass og flere radioaktive isotoper av radium, polonium og vismut. I 1908 ble han tildelt Nobelprisen i kjemi for sitt arbeid med oppløsningen av elementer og kjemien av radioaktive stoffer.

Albert Einstein

Albert Einstein (1879–1955) var en tysk-amerikansk teoretisk fysiker. Han regnes som en av de viktigste fysikerne fra 1900-tallet. Han utviklet den spesielle relativitetsteorien, som revolusjonerte vår forståelse av tid og rom. Ifølge hans teori er lysets hastighet, 300 000 km/s, konstant for alle observatører, uavhengig om de er i bevegelse eller står stille i forhold til lyskilden. Ifølge den spesielle relativitetsteorien er lysets hastighet en kosmisk fartsgrense, som ingen objekter i bevegelse kan overstige. Hvis et legemes hastighet nærmer seg lysets hastighet vil tiden gå saktere, legemets masse øke og legemets lengde blir kortere. Hvis to observatører beveger seg med konstant fart i forhold til hverandre, kan begge to betraktes som om de er i ro: bevegelse er relativt, og på grunnlag av dette og tatt i betraktning at lysets hastighet er konstant, kan vi derfor konkludere med at avstand, masse og tid også er relative. Hvis for eksempel to observatører beveger seg i forhold til hverandre med uniforme bevegelser, vil de begge legge merke til at den andres klokke går saktere. Disse relativistiske effektene blir betydelige kun ved svært høye hastigheter. Ved normale hastigheter vil man vanligvis overse disse effektene. Innen teknologi blir effektene imidlertid ofte nødvendige.

En av konsekvensene av Einsteins spesielle relativitetsteori er den berømte likningen E=mc², som sier at masse og energi er ekvivalente. Prinsippet benyttes i atomkraftverk og atombomber.

Den generelle relativitetsteorien gir en forklaring på tyngdekraften. Ifølge denne vil legemer forvrenge romtiden på grunn av sin masse; denne forvrengningen avgjør banen for legemer i bevegelse i gravitasjonsfeltet.

Foruten å utarbeide de to relativitetsteoriene, oppnådde Einstein også andre viktige vitenskapelige resultater. Blant annet beviste han at materie består av atomstrukturer, etter å ha studert Brownske bevegelser. I tillegg, ved å forklare den fotoelektriske effekten, demonstrerte han lysets partikkelnatur og fotonenes eksistens, noe han ble tildelt Nobelprisen for.

Werner Karl Heisenberg

Arbeidet til den tyske teoretiske fysikeren Werner Heisenberg hadde stor innflytelse på fysikken på 1900-tallet.

Noen av hans viktigste forskningsfelter var feltteori, kjernefysikk, partikkelfysikk og kosmisk stråling. Men han er sannsynligvis mest kjent som en av pionerene innen kvantemekanikken.

I 1925 publiserte han sin banebrytende artikkel som la grunnlaget for kvantemekanikk. I denne artikkelen brukte han matrisemekanikk i stedet for newtonsk klassisk mekanikk til å beskrive kvantefenomener. To år senere introduserte han uskarphetsrelasjonen, som sier at visse par av fysiske egenskaper i et partikkel, kjent som komplementære variabler, ikke kan måles med den samme presisjonen samtidig. Jo mer presist posisjonen til et partikkel blir målt, desto mindre presist kan dets momentum måles.

Han formulerte også den moderne teorien om magnetisme og gjorde et betydelig bidrag til kvanteelektrodynamikk. I 1932 foreslo han sin teori om kjernens nøytron-proton-modell. Det samme året fikk han Nobelprisen i fysikk for etableringen av kvantemekanikk.

Heisenberg ble i Tyskland selv etter at nazistene tok makten i landet, og jobbet som medlem av det tyske kjernekraftprosjektet under andre verdenskrig.

Animasjon

  • Arkimedes
  • Isaac Newton
  • Michael Faraday
  • James Clerk Maxwell
  • Nikola Tesla
  • Max Karl Ernst Ludwig Planck
  • Maria Skłodowska-Curie
  • Ernest Rutherford
  • Albert Einstein
  • Werner Karl Heisenberg

Forteller

Den greske allviteren Archimedes, som bodde i den sicilianske byen Syrakus, var en av de mest brilliante matematikerne i antikken. I likhet med sine samtidige forskere, var han interessert i matematikk, fysikk, astronomi og filosofi. Han var en av de første matematiske fysikerne.

Sir Isaac Newton (1642–1742) var en engelsk fysiker og filosof, som med sin differensielle og integrale kalkulus etablerte grunnlaget for matematiske beregninger. Han studerte optikk og lysets natur, utviklet et teleskop som senere ble oppkalt etter ham, formulerte tyngdeloven og banet vei for mekanikk som et fagfelt. Selv i dag blir han ansett som en av de mest innflytelsesrike fysikere og matematikere, samt en av grunnleggerne av moderne vitenskap.

Den britiske fysikeren og kjemikeren Michael Faraday var en av historiens mest fremragende forskere. Han var også ansett som en stor eksperimentalist og hans viktigste forskningsfelt var elektrisitet. Han bidro enormt til utviklingen av elektromagnetisme og elektrokjemi.

James Clerk Maxwell oppnådde store resultater i sin forskning på elektrisitet, magnetisme, optikk og gasser. Han blir kreditert for formuleringen av den klassiske teorien for elektromagnetisk stråling.

Serbisk-Amerikanske Nikola Tesla var en av de mest geniale forskerne og mest produktive oppfinnerne gjennom tidene. Tesla, som hovedsakelig arbeidet med elektroteknikk, og ble en av de viktigste figurene i den andre industrielle revolusjonen. Han hadde mange ideer og oppfinnelser som var langt foran sin tid, og mange av dem eksterer fremdeles i en eller annen form.

Den tyske fysikeren Max Planck regnes som en av pionerene innen kvantemekanikk. Han og Albert Einstein blir kreditert for å ha lagt det teoretiske grunnlaget for moderne fysikk.

Den polskfødte franske fysikeren Marie Curie er trolig den mest kjente kvinnen i vitenskapens historie. Hun var den første personen som noensinne ble tildelt to Nobelpriser. Sammen med mannen sin, Pierre Curie, gjorde de store oppdagelser innen radioaktivitet.

Newzealandske Ernest Rutherford var en av de største eksperimentelle fysikerne på 1900-tallet. Noen av hans hovedområder innen forskning var radioaktivitet, atomfysikk og kjernefysikk. Hans modell av atomets struktur markerte begynnelsen på atomfysikk.

Albert Einstein (1879-1955) var en tysk-født teoretisk fysiker. Han regnes som en av de viktigste fysikerne fra 1900-tallet. Han utviklet den spesielle relativitetsteorien, som revolusjonerte vår forståelse av tid og rom. Hans teori om generell relativitet gir en forklaring på tyngdekraften.

Arbeidet til den tyske teoretiske fysikeren Werner Heisenberg hadde stor innflytelse på fysikken på 1900-tallet. Noen av hans viktigste forskningsfelter var feltteori, kjernefysikk, partikkelfysikk og kosmisk stråling. Men han er sannsynligvis mest kjent som en av pionerene innen kvantemekanikken.

Relaterte elementer

Kjedereaksjon

Energien som frigjøres under kjernefysisk fisjon kan anvendes til sivile eller militære formål.

Marie Curies laboratorium

Marie Curie, den eneste personen som har vunnet Nobelprisen på to forskjellige forskningsområder, er trolig den mest berømte kvinnen i vitenskapens historie.

Newtons bevegelseslover

Denne animasjonen viser Sir Isaac Newtons tre bevegelseslover som la grunnlaget for den klassiske mekanikken.

Nikola Teslas laboratorium (Shoreham, USA)

Denne fysikeren, oppfinneren og elektroingeniøren som hovedsakelig arbeidet med elektroteknikk var utvilsomt en av de mest geniale figurene under den andre...

Radioaktivitet

Nedbrytningsprosessen av ustabile atomkjerner kalles radioaktivitet.

Rutherfords eksperiment

Rutherfords eksperimentet beviste at det finnes positivt ladede atomkjerner. Dette førte til utarbeidelsen av en ny atommodell.

Utviklingen av celestial mekanikk

Animasjonen viser studiene til astronomer og fysikere med verker som har forandret vårt syn på universet.

Arkimedes’ skrue (200-tallet f.Kr.)

Skruen som vanligvis tilskrives Arkimedes gjorde vanning mye mer effektivt.

Generering av vekselstrøm

Elektrisk strøm kan genereres ved å rotere en armaturkrets i et magnetisk felt.

Atommodellens utvikling

Historiske milepæler om teorier og synspunkter om atomets struktur.

Darwins legendariske reise

Darwins legendariske reise ombord på HMS Beagle spilte en avgjørende rolle i utviklingen av Evolusjonsteorien.

Det skjeve tårn i Pisa (14. århundre)

Det middelalderske klokketårnet til katedralen i Pisa er det mest berømte skjeve tårnet i verden.

Galileo Galileis verksted

Galileo Galileis vitenskapelige prestasjoner bidro sterkt til utviklingen innen fysikk og astronomi.

Gravitational waves (LIGO)

Massive accelerating or orbiting bodies cause ripples in spacetime. These are called gravitational waves.

Transparens

Denne animasjonen forklarer transparens og opasitet, prinsippet med radiografi og materialers lysabsorberende egenskaper.

Volum av en kule (Cavalieris prinsipp)

Det er mulig å beregne volumet av en kule ved å bruke en passende sylinder og kjegle.

Added to your cart.