Füüsika areng ja teadlased (0)

Füüsika areng ja 
teadlased
Esitlus
Christian  Mõttus
10K5
Tutvustus
Füüsika on  loodusteadus , mis uurib loodust kõige üldisemas mõttes:  kõigi 
mateeriavormide  üldisi omadusi. Füüsikud uurivad aine ja jõudude 
vastasmõju.Füüsika on täppisteadus: nii füüsikaline katse kui ka teooria 
(loodusseaduste formuleeringud) rajanevad matemaatikal. Antiikajal  võidi nimetada 
füüsikaks kogu loodusteadust (vanakreeka sõna physis tähendab 'loodust'), 
iseseisvaks teaduseks sai ta alles 16.–17. sajandil. Tähtis ajajärk füüsika arengus oli 
19. sajandi lõpp ja 20. sajandi algus. Siis loodi  kvantteooria  ja  relatiivsusteooria  – 
tänapäeva füüsikalise maailmapildi alused.
Füüsika harude seas on  mehhaanika , akustika, termodünaamika, elektrodünaamika,  optika , 
aatomifüüsika, tahkisefüüsika, tuumafüüsika, elementaarosakeste füüsika ja gravitatsioonivälja teooria 
(üldrelatiivsusteooria).
Füüsika ja teiste  loodusteaduste  piirialadele on tekkinud astrofüüsika, geofüüsika ja teisi 
teadusharusid.Füüsika on väga tihedalt seotud teiste loodusteadustega, eriti keemiaga, mis uurib 
molekule ja keemilisi ühendeid, mis molekulid suurtes  kogustes  esinedes moodustavad. 
Keemia  toetub   paljudele  füüsika harudele, sealhulgas kvantmehaanikale, termodünaamikale ja 
elektromagnetismile. Keemianähtused on siiski piisavalt mitmekesised ja  keerukad , et lugeda keemiat 
füüsikast erinevaks teaduseks.Füüsika on üks tehnika alusteadusi ja kasutab ise tehnika saavutusi.
Füüsika ajaloo ülevaade
Anti kajast saadik on inimesed püüdnud aru saada aine käitumisest: miks asjad 
kukuvad , miks eri materjalidel on erinevad omadused ja nii edasi. Mõistatusi pakkus ka 
näiteks Maa kuju ning taevakehade, eriti Päikese ja Kuu käitumine. Pakuti 
mitmesuguseid  teooriaid , mis tänapäeva vaatepunktist olid enamasti väärad. Teooriaid 
sõnastati enamasti filosoofilises vormis ning neid ei al utatud süstemaatilisele 
katselisele  kontrollile . Anti kaja füüsikute seast  paistis  silma Archimedes, kes avastas 
mehaanikas  ja hüdrostaatikas kvantitati vseid seadusi, mis on aktsepteeritud ka 
tänapäeva füüsikas.
17. sajandi alguses sõnastas Galileo Galilei inertsiseaduse. Aastal  1687  avaldas  Isaac  
Newton  raamatu "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica", kus ta esitas kaks 
mastaapset teooriat: Newtoni seadused, mil est sai alguse klassikaline mehhaanika, ja 
gravitatsiooniseaduse, mis kirjeldab gravitatsiooni, üht fundamentaalsetest jõududest. 
Klassikalist  mehaanikat täiustasid Joseph­Louis de  Lagrange , Wil iam  Rowan   Hamilton  
ja teised. Gravitatsiooniseadusest sai alguse astrofüüsika, mis kirjeldab 
astronoomianähtusi füüsikateooriate alusel.
Esimene areng 
Galileo Galilei leiutas  teleskoobi  .
Isaac Newton avastas astronoomide vaatlustulemusi üldistades universaalse 
gravitatsiooniseaduse ja võttis kasutusele jõu mõiste ning näitas, et maapealsete ning 
taevaste kehade liikumine alluvad samadele loodusseadustele .
  Nendest  sammudest sai alguse füüsika üks harudest  mehaanika .
Teine oluline areng 
Christiaan  Huygens  töötas välja mehaaniliste lainete teooria .
Michael  Faraday  mehaaniliste lainete teooriat edasi elektri­ ja magnetnähtustele 
rakendas .
Elektri­ ja magnetismiõpetus ühines elektromagnetismiõpetuseks.
Kolmas oluline areng
Võeti kasutusele energia mõiste ning  Herman  von  Helmholtz  sõnastas 1847. aastal 
energia jäävuse seaduse .
Selgus, et  soojus  on vaid aineosakeste korrapäratu liikumine ning termodünaamika 
liitus mehaanikaga .
Valgus osutus elektromagnetlaineks ja optika liitus elektromagnetismiga .
Klassikalise füüsika kriis
Üheksateistkümnenda sajandi lõpus näis, et füüsika kui teadus on valmis saanud . 
Varsti selgus aga tõsiasi, et klassikaline füüsika ei suuda  sugugi  kõike selgitada. 
Mõned näited tekkinud probleemidest:
Avastati, et  aatom  polegi  jagamatu . Selgus, et aatomi ja tema koostisosakeste puhul 
senituntud mehaanikaseadused ei kehti
Avastati, et kuumad kehad ei kiirga soojust senituntud termodünaamika seaduste järgi
Avastati, et valgus neeldub ja kiirgub portsionide kaupa nagu oleks tegu mitte laine 
vaid jagamatute osakestega
Avastati, et valguse kiirus ei sõltu valgusallika ega vaatleja  liikumisest  ning aeg ja ruum 
on suhtelised ja sõltuvad liikumisest.
Mehaanikaseadusi analüüsides jõuti järeldusele, et inimese tulevik pole määratud 
millegi muu kui tema molekulide  seisundiga  sünnihetkel. Inimese oma soovid ega teod 
ei saa tulevikku mõjutada!
Nüüdisaegne füüsika
Selgus, et füüsika pole veel sugugi valmis. Tekkis kaasaegne füüsika, mille kaht 
põhiteooriat — kvantmehaanikat ja relatiivsusteooriat alles arendatakse. Kasutusele on 
võetud kaose mõiste ning matemaatikast pärit statistika ja tõenäosusteooria .
Mis saab edasi?  Einstein  töötas oma elu lõpuni ühtse välja teooria loomise nimel. 
Ühtse välja teooria peaks kirjeldama korraga kõiki loodusnähtusi. Kogu füüsika 
koosnekski siis ainult ühest teooriast.  Einstein  seda endale võetud ülesannet 
lahendada ei jõudnud. Ehk kunagi jõuavad teadlased  selleni .  Seniks  jääb füüsika 
arengut näitava skeemi lõppu punane küsimärk püsima.
Maailma füüsikud, kes on teinud suuri 
avastusi optikas ja kvantfüüsikas
Alekstandr Stoletov (1839 – 1896)
Väljapaistev vene füüsik. Fotoefekti  uurimine  tegi ta maailmakuulsaks. Ta näitas ka 
fotoefekti praktilise kasutamise võimalust.
Doktoridissertatsioonis “Pehme raua magneetumisfunktsiooni uurimine” töötas ta 
välja ferromagneetikute  uurimismeetodi  ja tegi kindlaks magneetumiskõvera kuju. 
Stoletovi doktoritöö järeldusi kasutati praktikas  elektrimasinate  konstrueerimisel. 
Palju energiat kulutas ta füüsika edendamisele Venemaal.
Max  Planck  (1858 – 1947)
Suur saksa füüsik­ teoreetik , kvantteooria – mikroosakeste liikumise, 
vastastikmõju ja vastastikuste muundumiste teooria rajaja. Oma 1900. a. ilmunud 
töös, mis oli pühendatud tasakaalulisele soojuskiirgusele, oletas Planck 
esimesena, et ostsillaatori energia omab diskreetseid väärtusi, mis on võrdelised 
ostsillaatori võnkesagedusega. Ostsillaator kiirgab elektromagnetenergiat 
üksikute portsjonite kaupa.
Wilhelm Röntgen (1845 – 1923)
Kuulus saksa füüsik, kes avastas 1295. a. lühilainelise elektromagnetkiirguse – 
röntgenkiirguse. Röntgenkiirte avastamine avaldas kogu edasisele füüsika 
arengule tohutut mõju ning viis radioaktiivsuse avastamiseni. Röntgen aitas igati 
kaasa, et tema avastuse praktiline kasutamine meditsiinis leviks kiiremini. 
Röntgeni ehitatud esimese röntgenitoru  konstruktsioon  on peaaegu muutmata 
kujul  kasutamisel  ka tänapäeval.
Sergei   Vavilov  (1891 – 1951)
Väljapaistev venemaa füüsik, riigi­ ja ühiskonnategelane, NSV Liidu teaduste 
Akadeemia  president  1945. – 1951. a. Vavilovi põhilised  teaduslikud  tööd on 
pühendatud füüsikalisele optikale ja ennekõike fotoluminestsentsile. Vavilov 
uuris luminestsentsvalguse polarisatsiooni. tema juhtimisel töötati välja 
päevavalguslampide valmistamise  tehnoloogia .
Augustin Frensel (1788 – 1827)
Kuulus prantsuse füüsik. Frensel pani aluse laineoptikale Täiendades 
Huygensi  printsiipi  sekundaarlainete interfereerumise ideega, lõi kvantitiivse 
difraktsiooniteooria. Ta selgitas Huygensi­Fresneli printsiibiga geomeetrilise 
optika seadusi, sealhulgas valguse sirgjoonelist levimist homogeenses 
keskkonnas. Ta lõi lainepinna tsoonideks jaotamise teel ligikaudse meetodi 
difraktsioonipildi arvutamiseks. Frensel tõestas esimesena valguse 
ristlainelisuse.
Thomas  Young (1773 – 1829)
Erakordselt laiade teaduslike huvide ja mitmekülgsete annetega  silmapaistev  
inglise  teadlane . Young oli üheaegselt arst ja suure intuitsiooniga füüsik, 
astronoom  ja mehaanik, metallurg ja isegi võimekas võimleja.
Youngi  peamiseks teeneks on valguse interferentsi avastamine ning 
difraktsiooninähtuse selgitamine  laineteooria  alusel. Young mõõtis esimesena 
valguslainete pikkusi.

Document Outline

• Slide 1
• Tutvustus
• Slide 3
• Füüsika ajaloo ülevaade
• Esimene areng 
• Teine oluline areng 
• Kolmas oluline areng
• Klassikalise füüsika kriis
• Nüüdisaegne füüsika
• Slide 10
• Max Planck (1858 – 1947)
• Wilhelm Röntgen (1845 – 1923)
• Sergei Vavilov (1891 – 1951)
• Augustin Frensel (1788 – 1827)
• Thomas Young (1773 – 1829)