Fizyka na przełomie XIXI i XX wieku

Zobacz slidy

Treść prezentacji

Slide 1

Fizyka na przełomie XIXI i XX wieku Co wiedziano przed stu laty?

Slide 2

Plan całego kursu I. Tło historyczne powstania szczególnej teorii względności (STW) 1. 2. 3. II. III. IV. Fizyka na przełomie wieków (XIX i XX) Prace poprzedzające sformułowanie STW Prace Einsteina z 1905 roku i późniejsze ich rozwinięcia Wczesna faza recepcji STW w Polsce Tło historyczne powstania ogólnej teorii względności (OTW) Wzrost zainteresowania teorią względności w Polsce (1920-1939)

Slide 3

Bibliografia do części I 1. A.K. Wróblewski Historia fizyki, WN PWN 2007; 2. A.K. Wróblewski, Einstein i fizyka 100 lat temu, Postępy Fizyki, 57 (2006), s. 148-156; 3. A.K. Wróblewski, Fizyka około roku 1900, www.fuw.edu.plakwFizykaokoloroku1900druk.pdf; 4. Ł.A. Turski, Annus mirabilis 1905: wtedy i dziś, Postępy Fizyki, 56 (2005), s. 269-275; 5. A. Krasiński, Jak powstawała teoria względności?, Postępy Fizyki, 54 (2003), s. 95-106; 6. S.L. Bażański, Powstawanie i wczesny odbiór szczególnej teorii względności, Postępy Fizyki, 56 (2005), s. 253-261; 262268;

Slide 4

Jak widziano fizykę przed stu laty? Le monde est aujourdhui sans mystère Marcelin Berthelot (1885)

Slide 5

Triumfy fizyki XIX w. James Clerk Maxwell (1831-1879) prace w latach 1854-1873, 1861-1865 sformułowanie teorii elektromagnetyzmu (unifikacja elektryczności i magnetyzmu) Teoria przepowiadała istnienie fal elektromagnetycznych. Maxwell wnioskował, ze względu na podobieństwo prędkości, że światło musi być falą elektromagnetyczną. Maxwell bazował na analogiach mechanicznych, ale jego prace przyczyniły się do przełamania mechanicyzmu.

Slide 6

Równania Maxwella prawo Faradaya Zmienne w czasie pole magnetyczne wytwarza pole elektryczne prawo Ampèrea rozszerzone przez Maxwella Przepływający prąd oraz zmienne pole elektryczne wytwarzają wirowe pole magnetyczne prawo Gaussa dla elektryczności Źródłem pola elektrycznego są ładunki prawo Gaussa dla magnetyzmu Pole magnetyczne jest bezźródłowe, linie pola magnetycznego są zamknięte gdzie: D indukcja elektryczna, [ C m] B indukcja magnetyczna, [ T ] E natężenie pola elektrycznego, [ V m ] H natężenie pola magnetycznego, [ A m ] j gęstość prądu, [Am] ρ gęstość ładunku, [ C m] operator dywergencji, [1m], operator rotacji, [1m].

Slide 7

And God said and there was light.

Slide 8

Einstein o Maxwellu Abraham Pais, biograf Einsteina: Według Einsteina, Maxwell był prawdziwym rewolucjonistą. Czysto mechaniczny obraz świata został zniszczony przez wielką rewolucję, którą już zawsze będziemy wiązać z nazwiskami Faradaya, Maxwella i Hertza. Lwi udział w tej rewolucji należy przypisać Maxwellowi. [...] Od jego czasów uważamy, że rzeczywistość fizyczną opisują ciągłe pola. [...] Ta zamiana koncepcji rzeczywistości to najgłębsza i najbardziej owocna przemiana w fizyce od czasów Newtona.

Slide 9

Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) odkrycie fal elektromagnetycznych (1886) ogłoszenie wyników: Zjazd Przyrodników i Lekarzy Niemieckich w Heidelbergu (20 września 1889) referat: O związku między światłem i elektrycznością

Slide 10

Zaskakujące odkrycia i pomysły 1871 korpuskularna natura promieni katodowych (problem budowy materii) 1895 odkrycie promieni X (Wilhelm Röntgen) 1896 odkrycie naturalnej promieniotwórczości (Henri Becquerel) 1900 Planck postuluje hipotezę nieciągłości energii zapoczątkował teorię kwantów

Slide 11

Jak wyglądała fizyka w 1900 roku? Dane wg A.K. Wróblewski, Historia fizyki Liczba fizyków na całym świecie: ok. 1100 Liczba wybitnych fizyków ok. 190

Slide 12

Liczba fizyków wg kraju pochodzenia Źródło: A.K. Wróblewski, Fizyka około roku 1900, s. 70

Slide 13

Znani fizycy w 1900 roku Niemcy: Max Abraham, Paul Drude, Wilhelm Hallwachs, Johann Wilhelm Hittorf, Friedrich Kohlrausch, Philip Lenard, Otto Lummer, Walther Nernst, Max Planck, Ernst Prinsgheim, Carl Pulfrich, Wilhelm Conrad Röntgen, Heinrich Rubens, Emil Warburg, Wilhelm Wien Wielka Brytania: William Crookes, James Dewar, Joseph Larmor, Oliver Lodge, John Poynting, George Stokes, William Strutt (Lord Rayleigh), John Joseph Thomson, William Thomson (Lord Kelvin) Francja: Emil Amagat, Henri Becquerel, Marcel Brillouin, Marie Alfred Cornu, Pierre Curie, Maria Skłodowska-Curie, Gabriel Lippmann, Eleuthere Mascart, Jean Perrin, Henri Poincaré Stany Zjednoczone: Josiah Gibbs, Samuel Langley, Albert Michelson, Henry Rowland, Robert Wood Holandia: Heike Kamerlingh-Onnes, Hendrik Lorentz, Johannes van der Waals, Pieter Zeeman Austro-Węgry: Ludwig Boltzmann, Roland Eötvös, Ernst Lecher, Karol Olszewski Rosja: Boris Golicyn, Piotr Lebiediew, Nikołaj Umow Szwecja: Johannes Rydberg Źródło: A.K. Wróblewski, Historia fizyki, s. 425

Slide 14

Wybrane problemy fizyki XIX wieku Teoria Maxwella nie jest niezmiennicza ze względu na zmianę zmiennych (przy zmianie układów odniesienia) wyróżnia układ odniesienia Czy fizykę można zredukować do teorii Maxwella? Skąd bierze się masa? (elektromagnetyczna teoria materii) W czym rozchodzą się fale elektromagnetyczne? PROBLEM ETERU