Физика Главная страница Понедельник | 10.12.2018 | 13:21 | RSS 

Наука мира

образовательный портал по физике
Сайт по физике Наука мира
Связь
Кнопка сайта

Наука мира - сайт Тихомолова Евгения

посмотреть другие

Опрос
Что бы Вы хотели больше видеть на сайте?
Всего ответов: 278
Статистика



Онлайн всего: 3
Гостей: 3
Пользователей: 0
Главная » 2012 » Ноябрь » 27 » Нобелевская премия по физике 1901-2000 (часть 3)
22:36
Нобелевская премия по физике 1901-2000 (часть 3)
От простого к сложному системы
Если все свойства элементарных частиц, а также силы, которые могут действовать между ними были известны во всех подробностях, будет ли это потом можно предсказать поведение всех систем, состоящих из таких частиц? Поиск конечной строительные блоки природы и собственного теоретического описания их взаимодействий (на макро-, так и микроуровне), была частично мотивирована такая редукционистской программы. Все ученые не согласились бы, что такой синтез возможен даже в принципе. Но даже если бы это было правдой, расчеты поведения сложных систем очень скоро невозможно справиться, когда число частиц и взаимодействий в системе увеличивается. Комплекс мульти-систем частиц, таким образом, описывается в терминах упрощенной модели, в которых только наиболее существенные особенности их частиц и взаимодействий композиции используются в качестве отправной точки. Довольно часто, следует отметить, что сложные системы, разрабатывать новые функции под названием "возникающие свойства", а не прямо предсказуемой из основных взаимодействий между своими избирателями.

Атомных ядер
Первый сложных систем с точки редукционистской зрения являются нуклонов, т.е. нейтроны и протоны состоят из кварков и глюонов. Во-вторых, атомные ядра, которые в первом приближении состоит из отдельных нуклонов. Первый продвинутая модель атомной структуры было модели ядерных оболочек, расфасованные в конце 1940-х годов Мария Гепперт-Майер и Йоханнес D. Jensen кто понял, что по крайней мере для ядер с почти сферической формы, внешние нуклоны заполняют энергетические уровни как электроны в атомах. Однако порядок отличается, она определяется еще одним распространенным потенциал и конкретные сильным спин-орбитальным взаимодействием ядерных сил. Их модель объясняет, почему ядер с так называемыми "магические числа" протонов или нейтронов особенно стабильным. Они разделили премию физики в 1963 году вместе с Юджин Вигнер, которые были сформулированы основополагающие принципы симметрии важны как в физике ядра и частиц.

Нуклонов ядер с номерами далеко от магии из них не являются сферическими. Нильс Бор уже работал с капельной модели для таких деформированных ядер, которые могут иметь эллипсоидальной формы, а в 1939 году было обнаружено, что возбуждение определенного сильно деформированные ядра может привести к ядерному делению, то есть распад таких ядер на два тяжелых осколков. Отто Ган получил премию по химии 1944 (присуждена в 1945) за открытие этого нового процесса. Несферической формы деформированных ядер позволяет новому коллективу, вращательных степеней свободы, так же как и коллективных колебаний нуклонов. Модели, описывающие такие возбуждения ядер были разработаны Джеймсом дождевой воды, Оге Бор (сын Нильса Бора) и Бен Моттельсоном, которые совместно получили физики премию в 1975 году.

Ядерные модели уже упоминалось выше, были основаны не только на общие, руководящие принципы, но и на постоянно растущее информации от ядерной спектроскопии. Гарольд К. Юри открыл дейтерий, тяжелый изотоп водорода, за которую он был удостоен премии химии в 1934 году . Ферми, Лоуренс, Кокрофт и Уолтон упоминалось в предыдущем разделе, разработаны методы производства нестабильных ядерных изотопов. Для их распространения ядерного график изотопов тяжелых элементов, Эдвин М. Макмиллан и Гленн Сиборг были награждены, снова химии премия (в 1951). В 1954 году Вальтер Боте получил половину премии физики, а другая половина была присуждена Макс Борн , упомянутых ранее. Боте разработал метод совпадений, которые позволили спектроскопистов, чтобы выбрать общем родственных последовательностей ядерного излучения от распада ядер. Это оказалось важным, особенно для изучения возбужденных состояний ядер и их электромагнитные свойства.

Атомы
Электронные оболочки атомов, когда рассматривается как многие системы организма, проще в обращении, чем ядер (которые на самом деле содержат не только протоны и нейтроны, но и более других, недолго "виртуальных" частиц, чем атомы). Это связано со слабостью и простоты электромагнитных сил по сравнению с «сильной» сил, удерживающих ядер вместе. С квантовой механики разработана Шредингер, Гейзенберг и Паули, и релятивистский расширения Дирака, основные свойства электронов в атоме может быть достаточно хорошо описано. Тем не менее, долгое проблема остается постоянной, а именно для решения математической задачи, связанные с взаимным взаимодействия между электронами после того, как доминирующие притяжения положительно заряженных ядер были приняты во внимание. Одним из аспектов этого была рассмотрена в работе одного из самых последних химии Лауреаты (1998), Вальтер Кон . Он разработал "функционала плотности" метод, который применяется для свободных атомов, а также электронов в молекулах и твердых телах.

В начале 20-го века, периодическая таблица элементов была еще не завершена. Ранняя история Нобелевской премии включает в себя открытие некоторых Затем недостающие элементы. Господь Raleigh (John William Strutt) заметили, аномалии в относительных атомных масс, когда кислород и азот образцы были взяты непосредственно из воздуха, который нас окружает, а не разделяющий их от химических соединений. Он пришел к выводу, что атмосфера должна содержать сих пор неизвестно составляющей, которая была элемента аргона с атомной массой 20. Он был удостоен премии физике в 1904 году, в том же году сэр Уильям Рамсей получил премию химии для выделения элемента гелия.

Во второй половине 20-го века, было весьма и весьма развития атомной спектроскопии и точность, по которым можно измерить переходы между атомными и молекулярными состояниями, которые попадают в микроволновую печь и оптического диапазона. Альфред Кастлер (который получил премию физики в 1966) и его коллеги показали в 1950-х годах, что электроны в атомах могут быть помещены в выбранную возбужденного подсостояний с помощью поляризованного света. После радиационного распада, это также может привести к ориентации спинов в основном состоянии атома. Последующие индукции переходов радиочастотного открыло возможности для измерения свойств квантованных состояний электронов в атомах в гораздо более подробно, чем раньше. Параллельные линии развития привели к изобретению мазеров и лазеров, которые основаны на "усиление вынужденного излучения" в сильных СВЧ и оптическом (света) поля, соответственно (эффекты, которые в принципе были бы предсказуемыми из уравнений Эйнштейна сформулированной в 1917 году, но не обсуждались в практическом плане, пока в начале 1950-х годов).

Чарльз Х. Таунс разработали первый мазер в 1958 году. Теоретические работы по принципу мазера была сделана Н. Г. Басов и Александр Михайлович Прохоров . Первый мазер использовать вынужденного перехода в молекуле аммиака. Он излучается интенсивного микроволнового излучения, которое в отличие от природных излучателей, была когерентных (т.е. со всеми фотонами в фазе). Его частота резкость вскоре сделало его важным инструментом в технологии, для хронометража и других целей. Таунс получил половину премии физике за 1964 и Басов и Прохоров разделили другую половину.

Для излучения в оптическом диапазоне, лазеры были позднее развиты в нескольких лабораториях. Nicolaas Бломбергена и Артур Л. Шавлов были выделены в 1981 году за работы по прецизионной лазерной спектроскопии атомов и молекул. Другую половину премии за этот год была присуждена Кай М. Зигбан (сын Манн Зигбан), который разработал другой высокоточный метод атомной и молекулярной спектроскопии на основе электронов, вылетающих из внутренних электронных оболочек при попадании в Х-лучи с очень хорошо определенные энергии. Его фото-и оже-электронная спектроскопия используется в качестве аналитического инструмента в ряде других областей физики и химии.

Контролируемое взаимодействие между электронами атомов и электромагнитных полей продолжала оказывать все более и более подробную информацию о структуре электронных состояний в атомах. Norman F. Рамсей разработал точность методов, основанных на реакции на внешние сигналы радиочастотного свободных атомов в атомных пучков и Вольфгангом Пол изобрел атомную "ловушки", построенный комбинации электрических и магнитных полей, действующих по образцу томах. Hans G. Демельтом 'S Group была первой, чтобы изолировать отдельные частицы (позитроны), а также отдельных атомов в таких ловушках. В первый раз, экспериментаторы могли «общаться» с отдельными атомами микроволновых и лазерных сигналов. Это позволило изучение новых аспектов квантово-механического поведения, а также дальнейшее повышение точности атомных свойств и настройка времени стандартам. Пол и Демельтом получил в 1989 году премию физики, а другая половина была присуждена Рэмси.

Последним шагом в этом развитии повлекло замедление движения атомов в ловушках до такой степени, что он будет соответствовать микро-Кельвина, если бы они были в состоянии теплового равновесия в газе. Это делается путем воздействия на них "лазерное охлаждение" через набор хитроумные схемы разрабатываются и осуществляются на практике Стивен Чу , Клод Коэн-Таннуджи и William D. Phillips , чьи научно-исследовательские группы манипулировать атомами при столкновениях с фотонами лазерного. Их работа, которая была признана в 1997 году физики премии, обещает важные приложения в целом технология измерений в дополнение к еще более повышенная точность определения атомных количествах.

Молекулы и плазмы
Молекулы состоят из атомов. Они образуют следующий уровень сложности, когда рассматривается как многие системы организма. Но молекулярные явления традиционно рассматривается как раздел химии (на примере химии премия в 1936 году Petrus JW дебаевской ), и лишь в редких случаях были в центре внимания Нобелевской премии в области физики. Одним из исключений является признание работы Иоганна Дидерик ван дер Ваальса , которые сформулированы уравнения состояния молекул в газе с учетом взаимного взаимодействия между молекулами, а также сокращения свободного объема в связи с их конечных размеров. Уравнение Ван-дер-Ваальса была важной отправной точкой для описания конденсации газов в жидкостях. Он получил в 1910 году премию физики. Жан Перрен Б. изучал движение малых частиц, взвешенных в воде и получил в 1926 году премию физики. Его исследования позволили подтверждения статистической теории Эйнштейна броуновского движения, а также законов, регулирующих равновесие взвешенных частиц под действием силы тяжести.

В 1930 году сэр C. Venkata комбинационного получили физики премию за свои наблюдения, которые рассеянного света от молекулы, содержащиеся компоненты, которые были сдвинуты по частоте по отношению к свету падающего монохроматического. Эти изменения вызваны молекул прибыль или убыток характеристики количества энергии, когда они меняют свое вращательное или колебательное движение. Спектроскопии комбинационного рассеяния вскоре стал важным источником информации о молекулярной структуре и динамике.

Плазма представляет собой газообразное состояние вещества, в которых атомы или молекулы, сильно ионизованного. Взаимная электромагнитные силы, как между положительными ионами, а также между ионами и свободными электронами, которые затем играли доминирующую роль, которая добавляет сложности по сравнению с ситуацией в нейтральных атомных и молекулярных газов. Ханнеса Альфвена продемонстрировал в 1940 году, что Новый тип коллективного движения, называется "магнито-гидродинамических волн" может возникнуть в таких системах. Эти волны играют важную роль для поведения плазмы в лабораторных условиях, а также в земной атмосфере и в космосе. Альфвена получила половину 1970 года физики премию.
Просмотров: 4775 | Добавил: Евгений | Теги: Наука мира, физика, нобель | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Личный кабинет
Наука мира


Ссылки
Поиск
Друзья сайта
Школьная физика - сайт учителя физики Шептикина А.С.