Istorija Fizike

ISTORIJA FIZIKE



Od davnina su ljudi pokušavali svhatiti ponašanje i osobine materije, zašto objekti padaju na zemlju kada izgube oslonac, zašto različiti materijali imaju različite osobine, i slično.Tajnovita je bila i priroda svemira, kao na primjer oblik Zemlje, ponašanje i kretanje Sunca i Mjeseca.Mnoštvo teorija je pokušavalo objasniti te pojave, no većina od njih na pogrešan način, jer nikada nisu bile potvrđene eksperimentom.

Ipak postojalo je nekoliko izuzetaka, kao na primjer Arhimed koji je izveo nekoliko značajnih i tačnih zakona mehanike i hidrostatike.

Tijekom kasnog 16. vijeka, Galileo Galilei je uveo eksperimente kao način testiranja fizikalnih teorija i on je uspješno formulirao i eksperimentima potvrdio nekoliko zakona dinamike kao što je zakon o tromosti.

1687, Isaac Newton je objavio Principia Mathematica, u kojoj je detaljno izložio dva zakona kretanja, na kojim počiva klasična mehanika; i Newtonov zakon gravitacije, koji opisuje osnovnu silu gravitacije. Obje ove teorije su se slagale s izvršenim eksperimentima.

Klasičnoj mehanici su takođe značajno doprinijeli Joseph-Louis de Lagrange, William Rowan Hamilton, i drugi, koji su otkrili nove formulacije, principe i rezultate.

Zakon gravitacije je potakao i razvoj astrofizike, koji opisuje astronomske pojave fizikalnim teorijama.

Od 18. vijeka pa nadalje, termodinamika je doživjela značajna otkrića koja su imali Robert Boyle, Thomas Young, i mnogi drugi.

1733, Daniel Bernoulli je koristio statističke metode s klasičnom mehanikom da bi izveo termodinamičke rezultate, inicirajući time razvoj statističke mehanike.

1798, Benjamin Thompson je demonstrirao pretvaranje mehaničkog rada u toplinu a 1847 James Prescott Joule je formulisao zakon o održanju energije, bilo u obliku topline ili mehaničke energije.

Elektricitet i magnetizam su proučavali Michael Faraday, Georg Simon Ohm, i drugi. 1855, James Clark Maxwell je ujedinio ove dvije pojave u jedinstvenu teoriju elektromagnetizam, i opisao ih Maxwellovim jednačinama. Ova teorija je pretpostavljala da je svjetlost elektromagnetski val.

Moderna fizika



1895, Roentgen je otkrio X-zrake, koje su bile elektromagnetsko zračenje visoke frekvencije. Radioaktivnost je otkrio 1896 Henri Becquerel, a dalje su je proučavali Pierre i Marie Curie i drugi. Ovo je postavilo temelje polju nuklearne fizike.

1897, Joseph John Thomson je otkrio elektron, osnovnu česticu nosioca električnog naboja. 1904, predložio je prvi model atoma. (Postojanje atoma datira još u 1808 kada ga je predložio John Dalton.)

1905, Albert Einstein je uobličio teoriju relativnosti, ujedinjavajući prostor i vrijeme u jedinstven entitet.

1911, Ernest Rutherford je iz ekperimenta o rasipanju izveo postojanje kompaktnog atomskog jezgra, s pozitivno naelektrisanim jedinicama protonima. Neutrone, neutralno naelektrisane čestice je 1932 otkrio James Chadwick.

Početkom 1900, Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, i drugi su razvili kvantne teorije da bi objasnili anomalije u eksperimentalnim rezultatima, te su u tada uveli pojam diskretnih energetskih nivoa.

1925, Werner Heisenberg i Erwin Schrödinger su formulisali kvantnu mehaniku, koja je objasnila prethodne kvantne teorije. U kvantnoj mehanici, ishod fizičkog mjerenja podliježu zakonu vjerovatnoće; teorija je opisala izračunavanje ovih vjerovatnosti.

Kvantna mehanika je također razvila teoretske alate za fiziku čvrstih tijela, koja izučava fizička svojstva čvrstih tijela i tečnosti, uključujući pojave kao kristalne strukture, poluvodljivost, i supravodljivost. Među pionire ovog polja fizike spada Felix Bloch, koji je opisao ponašanje elektrona u kristalnim strukturama 1928.

Tokom drugog svjetskog rata, sve zaraćene strane su vršile istraživanja u nuklearnoj fizici, želeći načiniti nuklearno oružje. Njemački tim fizičara koje je predvodio Heisenberg, nije uspio (navodno zbog sabotiranja samih fizičara), ali je saveznički Manhattan projekat ostvario cilj. U Americi, tim predvođen Fermijem je ostvario prvu umjetno proizvedenu nuklearnu lančanu reakciju 1942, a 1945 prva nuklearna eksplozija je izvedena u Alamagordo, New Mexico.

Kvantna teorija polja je formulisana da bi osigurala konzistentnost kvantne mehanike i posebne teorije relativnosti. Svoj moderni oblik je dosegla u kasnim 1940-ima radovima Feynmana, Schwingera, Tomonaga, i Dysona. Oni su formulisali teoriju kvantne elektrodinamike, koja opisuje elektromagnetske interakcije.

Kvantna teorija polja je osigurala okvir za modernu teoriju čestica, koja izučava osnovne sile i osnovne čestice.

1954, Yang i Mills su postavili temelje koji su doveli do standardnog modela, koji je upotpunjen 1970, i uspješno opisuje sve do sada poznate čestice.


Znanje