УРОК 1

Зародження й розвиток фізики як науки

Становлення фізики

Із давніх часів до кінця XVI cm. Передісторія фізики — це період накопичення фізичних знань, закладання наукових уявлень про властивості навколишнього світу. Величезний вплив на формування фізичних понять і закономірностей здійснили мислителі Стародавньої Греції: Арістотель, Архімед, Аристарх Самоський, Демокріт, Левкіпп, Піфагор, Птолемей, Евклід.

Демокріт Арістотель
Аристарх Самоський Архімед

Формування фізики як науки

Початок XVII cm. — 80-ті рр. XVII cm. Розвиток фізики як науки пов’язують з ім’ям Ґ. Ґалілея, експерименти якого заклали фундамент класичної механіки. Розвиток ремесел і судноплавства стимулював дослідження, що спираються на експеримент. У цей період створюють барометр (Е. Торрічеллі), формулюють газовий закон (Р. Бойль, Е. Mapioтт), відкривають закон заломлення світла (В. Снелліус, Р. Декарт), розмежовують електричні та магнітні явища (В. Гільберт).

Ґалілео Ґалілей

Класична фізика

Кінець XVII cm. — кінець XIX - початок XX cm. Період починається побудовою першої фізичної (механічної) картини світу (І. Ньютон) і продовжується бурхливим розвитком галузі фізики, пов’язаної з використанням теплових двигунів (Дж. Ватт, С. Карно). Вивчення електричних і магнітних явищ (Ш. Кулон, А. Ампер, Г. Ерстед, М. Фарадей) завершується створенням Дж. Максвеллом рівнянь електромагнітного поля, які стали теоретичною основою для сучасної електротехніки та радіозв’язку.

Ісаак Ньютон Джеймс Максвелл

Сучасна фізика

Із кінця XIX / початку XX cт. Зв’язок властивостей простору-часу з енергією та імпульсом матеріальних тіл був установлений А. Ейнштейном у загальній теорії відносності. Учений узагальнив результати І. Ньютона щодо гравітаційної взаємодії, ув’язавши її з кривизною простору-часу.

Фундамент квантової механіки на початку XX ст. заклали М. Планк, А. Ейнштейн, Н. Бор, М. Борн.

Із відкриттям А. Беккерелем радіоак тивності почався розвиток ядерної фізики який сприяв появі нових джерел енергії — атомної енергії та енергії ядерного синтезу. Відкриття, зроблені в ході досліджень ядерних реакцій, започаткували фізику елементарних частинок.

Сучасні уявлення про Великий вибух, чорні діри, розширення Всесвіту з прискоренням, про темну енергію пов’язані з працями Е. Габбла, Р. Оппенгеймера, X. Снайдера, Дж. Вілера, С. Гокінґа та ін.

Ернест Резерфорд Альберт Ейнштейн
Нільс Бор

Питання, які турбують сучасних фізиків

Практично кожного дня з’являється нова інформація та нові знання про навколишній світ, причому їх обсяг настільки значний, що іноді вони застарівають раніше, ніж ми встигаємо про них дізнатися.

Незважаючи на великий обсяг накопичених знань, сучасна фізика ще дуже далека від пояснення всіх явищ природи. Дотепер фізики не можуть пояснити природу темної матерії, походження високоенергетичних космічних частинок та багато іншого.

Багато десятиліть учені намагаються створити теорію, яка пояснювала б Всесвіт, об’єднавши теорії фундаментальних взаємодій: сильної, слабкої, електромагнітної, гравітаційної. Певних успіхів у цьому напрямі вже досягнуто: у фізиці елементарних частинок створено Стандартну модель — теорію, що об’єднує сильну, слабку й електромагнітну взаємодії елементарних частинок.

На сьогодні Стандартна модель узгоджується з експериментами, і недавнє відкриття бозона Хіґґса є яскравим підтвердженням цього. Проте фізики намагаються вийти за межі цієї моделі та дізнатися про речі, які поки що пояснити не можуть, наприклад чому у світі практично немає античастинок й антиматерії. Тому нині в Європейській організації з ядерних досліджень (ЦЕРН) у Женеві активно проводять експерименти з дослідження процесів, що відбувалися під час зародження Всесвіту. Тож чекаємо на нові відкриття!

Завдання для самоперевірки