Kuulsaimad füüsikud (1)

Kuulsaimad füüsikud
Albert Einstein
1879 – 1955
Eri- ja üldrelatiivsusteooria väljatöötamine
Paljude arvates 20. sajandi tähtsaim teadlane Albert Einstein kasvas üles Münchenis, kus nautis viiulimängu, pidas kooli surmigavaks ning tegeles selle asemel iseseisvalt füüsikaga.
Töötades 1905. aastal Šveitsi Patendiametis, vapustas ta teadusmaailma nelja revolutsioonilise dokumendi avaldamisega. Need sisaldasid selgitust, kuidas valgus käitub osakeste joana ning eri- ja üldrelatiivsusteooria, mis lõid eelduse hilisemaks tuumaenergia kasutuselevõtuks. 1916. aastal avaldas Einstein üldise relatiivsusteooria , mis kujutas endast gravitatsiooniteooria jätku ja kirjeldas, kuidas kehad ajas ja ruumis käituvad. Einsteini teooria aitas kaasa edusammudele astronoomias, viies muuhulgas mustade aukude avastamiseni. 1933. aastal USA-sse emigreerunud Einstein võttis otsustavalt sõna sõja vastu ja kutsus üles kogu maailma desarmeerimisele. Juutide riigi loomise tulise poolehoidjana lükkas EInstein 1952. aastal siiski tagasi pakkumise hakata Iisraeli presidendiks.
Marie Curie
1867 – 1934
Avastas radioaktiivsed elemendid raadiumi ja polooniumi
Füüsikaprofessori viies ja noorim laps Marie Sklodowska oli silmapaistev üliõpilane, kes siirdus 1891 . aastal kodumaalt Poolast Prantsusmaale. 1895 . aastal abiellus ta füüsikaprofessor Pierre Curie´ga. Noorpaar asus uurima radioaktiivsust. Nad avastasid kaks elementi, raadiumi ja polooniumi, mille eest neile koos Prantsuse füüsiku Henry Becquereliga 1903. aastal Nobeli preemia omistati. 1906. aastal hukkus Pierre autoõnnetuses, kuid Marie Curie jätkas radioaktiivsete ainete ja nende meditsiinilise kasutusvõimaluse uurimist .
Isaac Newton
1642 – 1727
Ülemaailmse gravitatsiooni seaduse ja kolme mehaanika põhiseaduse väljatöötamine.
Isaac Newton arendas fundamentaalse tähtsusega ideid matemaatika , mehaanika ja optika vallas. Tema tööd mõjutasid teadusliku mõtlemise põhialuseid kuni 20. sajandi alguseni .
Inglismaal sündinud Newton õppis ja seejärel töötas õppejõuna Cambridge ´i ülikoolis. Oma kõige tähtsama tööga tegi ta 1664 . aastal algust kodus, kui ülikool suure katku ajal suleti. Newton võttis 1668 . aastal kasutusele peegelteleskoobi. Umbes kolmkümmend aastat hiljem viis ta läbi katsed, milles läbi klaasprisma langev valgus murdus värvispektriks. Nende kahe sündmuse vahele jääval perioodil valmis Newtoni kõige fundamentaalsem töö gravitatsioonist ja kolmest mehaanika seadusest, mis kirjeldavad jõu mõju kehale. Ta viivitas avastatu avaldamisega aastani 1687 , mil ilmus tema raamat Principia mathematica. Newtoni töödel oli revolutsiooniline mõju teaduslikule lähenemisele füüsika probleemidele. Muuhulgas võimaldasid ta tööd planeetide, nende kaaslaste ja komeetide liikumist täpselt ette ennustada. Newton elas tagasitõmbunult, kuid kui ta suri, maeti ta suurte auavalduste saatel Westminister Abbey ´sse.
Anders Celsius
1701 – 1744
Aastatel 1732 – 1736 käis Rootsi astronoom Anders Celsius läbi kõik Euroopa tähtsaimad observatooriumid ja osales ekspeditsioonis Lapimaale, mille käigus leidis kinnituse oletusele, et poolustel maakera tasandub. 1742. aastal valmistas ta Celsiuse temperatuuride skaala, kes vesi keeb 100 kraadi ja jää sulab 0 kraadi juures
Michael Faraday
1791 – 1897
Avastas 1831 elektromagnetilise induktsiooni, sõnastas 1834 elektrolüüsi printsiibid
M. Faraday, eksperimentaalse füüsika suurkuju, sündis 22. Oktoobril 1791. Aastal Londoni lähedal käsitöölise pojana . Michael sai väga vähe koolis käia, sest tal tuli vara ise elatist teenima hakata. 13-aastasena asus Michael tööle raamatuköitja õpipoisina ja omandas põhiosa teadmistest iseseisvalt. Kui raamatud tema küsimustele looduse kohta vastust ei andnud, püüdis poiss lahendusteni jõuda katsete abil. Nii kujuneski ta üheks suuremaks seni elanud meistriks füüsikaalaste katsete väljamõtlemisel ja teostamisel. Tõde oli Faraday jaoks alati tähtsam teadussaavutustega kaasnevast ühiskondlikust tunnustusest. Kui talle pakkuti Inglise Teaduste Akadeemia esimehe kohta, siis Faraday keeldus, ehkki selle ametikohaga oleks kaasnenud aadliseisusesse tõstmine ja muud suured auavaldused. Faraday mõistis, et kõrge teadusametnikuna ei saaks ta enam oma katsetusi jätkata. Taunides anglikaani kiriku välist hiilgust ja kõrgvaimulike silmakirjalikkust, pidas Faraday siiski oma elu peamiseks eetiliseks teenäitajaks Piiblit . Faraday ei armastanud kasutada valemeid ning võrrandeid, kuid oma arutlustes oli ta väga täpne ja selgesõnaline. Faraday tõi füüsikasse õpetuse lähimõjust välja vahendusel. On kõigiti loomulik, et just Faraday kui suur katsetaja ei suutnud tõsiselt võtta õpetust mõju levimisest ilma vahendajata. Juba aastal 1822, kaks aastat pärast elektrivoolu magnetilise toime avastamist Oerstedi ja Ampere’i poolt, tuli Faraday mõttele, et see nähtus peaks esinema ka “tagurpidi”. Kui elektrivool tekitab elektrivälja, kas siis ei võiks magnetvälja abil tekitada elektrivoolu? Aastal 1825 asus Faraday seda oletust katseliselt kontrollima, kuid ei suutnud induktsioonivoolu avastada . Faraday ei mõistnud siis veel, et elektrivälja tekitab mitte magnetväli ise, vaid magnetvälja muutmine. Pealegi ei olnud Faraday käsutuses piisavalt tundlikku mõõteriista. Voolu mõõtis Faraday magnetnõela pöördumise järgi vooluga juhtme läheduses. 1831. aasta suvel asus Faraday taas korraldama samalaadseid uuringuid . Nüüd aga tugevdas ta pooli magnetvälja raud südamiku abil. Magnetvälja järsk muutmine tekitas samal südamikul paiknevas teises poolis vooluimpulsi. 29. Augustil 1831 kirjutas Faraday laboripäevikusse, et raudsüdamikule mähitud juhtmepooli ühendamine vooluallikaga kutsub esile lühiajalise voolu ka teises, samale südamele keritud poolis.(Sama aasta 17. Oktoobril tehtud sissekanne kõneleb aga voolu registreerimisest poolis, millele mõjuvat magnetvälja püsimagneti nihutamise abil muudeti.) Elektromagnetiline induktsioon oligi avastatud.
Heinrich Hertz
1857 – 1894
1887 võttis vastu ja edestas esimesena raadiolaineid
Saksa teadlane Heinrich Hertz sündis Hamburgis advokaadi perekonnas. Pärast õpinguid Berliinis sai Hertzist 1883. aastal füüsika ja matemaatika õppejõud. 1886 abiellus ta professori tütrega. Järgmisel aastal leiutas Hertz algse raadiosaatja, mis edestas painutatud traatide vahel sädemeid. Ta tegi katseliselt kindlaks, et raadiolained sarnanevad valgus- ja soojuskiirgusega – nende kõigi puhul on tegemist elektromagnetilise energiaga. Tagasihoidliku mehena ei näinud Hertz oma avastuste praktilist kasutust . Ta suri noorelt, 37- aastaselt veremürgitusse.
Benjamin Franklin
1706 – 1790
Tõestas 1752 välgu elektrilise loomuse
Ameerika teadlane Benjamin Franklin lahkus kümneaastaselt koolist ja sukeldus trükitoodete kaubastamisse. Edukas ajakirjanik ja ärimees Franklin tegi samuti suure hulga avastusi, mis mõjutasid oluliselt 18. sajandi teaduse arengut.
Alustanud 1726 . aastal raamatukirjastajana sai Franklinist 1737 Philadelphia peapostmeister. 1744. aastal pühendas ta oma rahutu intellekti täielikult teadusele. Tema esimest uuendust, Franklinipõletusahju, saatis suur edu ja see julgustas veelgi tõsisemalt teadusuuringutele pühenduma. 1747. aastal saadeti Franklinile Inglismaalt elektriaparatuuri, mis võimaldas tal teha oletuse, kuidas seadeldis nimega Leydeni purk kondenseerib elektrit. Peale selle tuli ta välja ideega, et elekter on osakeste voog, mis kannab edasi nii negatiivseid kui positiivseid laenguid. Kõige tuntumaks tegi Franklini teooria, mille kohaselt on välk elektriline nähtus. 1752. aastal lennutas ta selle teooria tõestamiseks metalltraadi külge kinnitatud lohe äikesepilve suunas ning kutsus traadi ja oma sõrmede vahel esile elektrisädemed. Katsetuse tulemusel leiutas ta piksevarda. Oma elu viimastel aastatel hakkas Franklin poliitikuks ning osales 1787. aastal USA iseseisvusdeklaratsiooni ja põhiseaduse loomisel.
Galileo Galilei
1564 – 1642
Esimene inimene, kes uuris teleskoobiga Päikest, Kuud ja teisi taevakehi
G.Galilei (1564-1642) oli itaalia astronoom, matemaatik ja füüsik, kes mõõteriistade (termomeeter, teleskoop ) loomisega pani aluse teadusliku eksperimenteerimise ja katsetulemuste matemaatilise tõlgendamisega - seletavale loodusteadusele. Ta sündis 15. veebruaril Pisas ja suri 8. jaanuaril Arcetris, Firenze lähedal. Õppis aastast 1581 Pisa ülikoolis arstiteadust, ent katkestas õpingud 1585. aastal ja hakkas tegelema hoopis matemaatikaga. Galilei oli 1589 -1591 matemaatikaprofessor Pisa ja 1592 -1610 Padova ülikoolis. Aaastast 1610 oli ta filosoof ja matemaatik Toscana hertsogi õukonnas Firenzes. Galileid loetakse dünaamika rajajaks. Ta võttis kasutusele kiiruse ja kiirenduse mõisted punkti sirgjoonelise mitteühtlase liikumise puhul ning formuleeris dünaamika esimese seaduse- inertsiseaduse. Ta uuris kehade liikumist kaldpinnal ning kehade vabalangemist õhutühjas ruumis, samuti tegi ta kindlaks, et horisondi suhtes nurga all visatud keha liigub õhutühjas ruumis mööda parabooli . Galilei poolt alustatut arendas edasi Isaac Newton, kes oma teoses “Loodusfilosoofia matemaatilised alused” (1687) esitas dünaamika kolm põhiseadust ja nende alusel punkti dünaamika süstemaatilise kursuse. Tänu Galileo Galileile pöördus uus lehekülg ka astronoomia ajaloos kui 1609. aastal suunas ta taevasse oma 34.6 kordset suurendust andva teleskoobi . Avastused järgnesid pea igal sammul . Heitnud esmalt pilgu Kuule veendus Galilei, et Kuu pind on kaetud mägede ja orgudega nagu Maagi. Planeedid muutusid teleskoobis pisikesteks ketasteks, samas kui tähed jäid endiselt vilkuvateks täpikesteks. 1610. aasta sügisel märkas ta tumedaid plekke Päikese pinnal. Ning samuti avastas ta Veenuse faasid . Raske on ülehinnata aga Jupiteri nelja kaaslase avastamist. See purustas lõplikult vana doktriini, mille kohaselt Maa sai olla kõigi Universumi liikumiste ainus kese ning kõrvaldas viimased põhimõttelised takistused Koperniku süsteemi vastuvõtmise teelt. Galilei tööd langesid kahjuks aega, kus Itaalia kirikuelu oli lõhestatud dominiiklaste ja jesuiitide vahelistest lahkhelidest ning vajati patuoinast omavaheliste tülide klaarimiseks. Sellesse ossa sobiski Galilei ning inkvisitsiooni survel oli ta sunnitud 1633. aasta juunis oma õpetusest lahti ütlema (inkvisitsioonikohtu otsuse tühistas alles 1979. aastal paavst Johannes Paulus II). Galilei jäi elu lõpuni inkvisitsiooni järelvalve alla, kuid oma villas Arcetris jätkas astronoomilisi vaatlusi ning uuris mehaanika seadusi. Ta tõestas, et kõik kehad langevad ühesuguse kiirendusega ning sõnastas inertsiseaduse. Sellega pani Galilei reaalse aluse Koperniku heliotsentrilise süsteemi ühendamiseks mehaanikaga maailma füüsikalise ühtsuse põhimõtete vaimus . Selle otsustava sammu astumiseks kulus mõnikümmend aastat. 1632. aastal avaldas ta teose “ Dialoog kahe peamise maailmasüsteemi kohta” 1638 . Aastal ilmus Hollandis Galilei teos “ Arutlused ja matemaatilised tõestused kahe uue teadusharu kohta…” Tema avastused olid pöördelised ja lõhkusid seni kehtinud Aristotelese maailmapildi. Legendi kohaselt olevat Galilei inkvisitsioonikohtus, kus teda sunniti oma teooriatest avalikult lahti ütlema, pärast lahtiütlemist hüüdnud: “ Aga ta pöörleb siiski!”
James Clerk Maxwell
1831 – 1879
Kõigi elektromagnetnähtusi kirjeldava ühtse teooria looja James Clerk Maxwell sündis 13. juunil 1831. aastal Šotimaal Edinburghis. Teatavasti avastas Faraday vaid mõni kuu hiljem elektromagnetilise induktsiooni. Hoolimata omavahelisest suurest vanusevahest, suhtusid elektromagnetismi kaks peamist tegijat – Faraday ja Maxwell teineteisesse suure lugupidamisega ning olid pikaajalises sisukas kirjavahetuses. Oma põhiteost, Traktaati elektrist ja magnetismist, asus Maxwell kirjutama vahetult pärast Faraday surma, ajendatuna soovist jäädvustada Faraday mälestust. Erinevalt Faradayst pärines Maxwell majanduslikult hästi kindlustatud perest – tema isa oli kõrgharidusega jurist ja maaomanik . Maxwell õppis aastail 1841 -1847 Edinburghi gümnaasiumis. Selleaegne, peamiselt vanade keelte omandamisele suunatud üldharidus tundus Maxwellile igav. Seda suurem oli tema huvi matemaatika- ja füüsikaprobleemide vastu. Õpingud jätkusid aastail 1847-1850 Edinburghi ja 1850-1854 Cambridge’i ülikoolis. Aastal 1860 sai Maxwellist Londoni ülikooli professor . Londonis jõudis Maxwell ühtse elektromagnetvälja olemasolu mõistmiseni ja esitas oma põhiseisukohad 1864. Aastal ilmunud artiklis Elektromagnetvälja dünaamiline teooria. Maxwell kirjutas: “ Vaevalt me võime hoiduda järeldustest, et valgus on ristvõnkumine sellessamas keskkonnas, mis on elektri- ja magnetnähtuste aluseks.” Maxwelli poolt mainitud keskkonda, mis “ lainetab ” elektromagnetlaines, hakati nimetama maailmaeetriks. Hiljem selgus küll, et maailmaeetrit kui ainet pole olemas ja tegemist on väljaga. Nimetus aga jäi ja veel tänapäevalgi räägivad raadio- ning telemehed saate eetrisse andmisest. Vastuolude tõttu ülikooli kitsarinnalise juhtkonnaga lahkus Maxwell 1865. Aastal Londonist ja asus elama oma perekonnamõisa Šotimaal Glenlaer’is. Seal andis ta lõpliku kuju oma teooriatele molekulide liikumise ja elektromagnetismi alal. Aastal 1871 võttis Maxwell vastu professorikoha Cambridge’i ülikoolis. 1873. Aastal ilmus Maxwelli peateos Traktaat elektrist ja magnetismist. See koosnes samast neljast põhiosast, mis sisalduvad ka tänapäeva elektriõpetuses. Need on elektrostaatika, elektrokinemaatika (alalisvool), magnetism ja elektromagnetism. Loomulikult sisaldas just viimane osa uudseid järeldusi elektromagnetvälja ja elektromagnetlainete kohta. Maxwell suri 5. novembril 1879. aastal Cambridge’is.
Enrico Fermi
1901 – 1954
Itaalias sündinud USA tuumafüüsik Enrico Fermi õppis ülikoolis teoreetilist füüsikat. 1929. aastal abiellus ta juuditariga, kartes aga Mussolini fašistliku valitsuse tagakiusamist, emigreerusid nad 1938. aastal USA-sse. 1942 kutsus Fermi oma töörühmaga esile esimese termotuumareaktsiooni, mis kujutas endast tähtsat sammu tuumaenergia ja tuumarelva kasutuselevõtu suunas.
Ernest Rutherford
1871 – 1937
Töötas välja nüüdisaegse aatomistruktuuri kirjelduse
Uus- Meremaa teadlane Ernest Rutheford õppis nii kodu- kui Inglismaal. Enne Cambridge´i elama asumist oli ta Kanadas professor. Ta avastas radiatiooni kolm põhilist esinemisvormi ja nimetas need alfa-, beeta- ja gammakiirteks. Rutheford kirjeldas esimesena aatomit kui tuuma, mida ümbritsevad elektronid. 1919. aastal õnnestus Ruthefordil pommitada nitrogeeni aatomeid alfakiirtega ja teostada esimesena laboratoorsetes tingimustes esilekutsutud tuumareaktsioon.
100 aastat Nobeli füüsikapreemiaid
Soojuspaisumise rakendused
1912 G. Dalen, Stockholm,
automaatsed gaasiregulaatorid majakates ja boides
1920 Ch. E. Guillaume , Sevres,
täppismõõtmised, anomaalsed sulamid
Elektromagnetiline kiirgus
1909 G. Marconi , London,
panus raadiosidesse ( saatja ja detektor)
1928 O. W. Richardson, London,
termoionisatsiooni seadus dioodis
1947 E. V. Appleton, London,
raadiolainete murdumine ionosfääris, Appletoni kiht
1974 M. Ryle, Cambridge,
raadioteleskoopide apertuuri-süntees
1974 A. Hewish, Cambridge,
otsustav osa pulsarite avastamisel
1993 R. A. Hulse, Princeton
neutrontähtedest lähiskakspulsari avastamine, grav. lainete allikas
1978 A. A. Penzias, Holmdel, N. J. ,
R. W. Wilson, Holmdel, N. J. ,
kosmoloogiline kiirgusfoon
1901 W. C. Röntgen, München,
X- kiirte avastamine
1914 M. von Laue, Frankfurt,
X-kiirte difraktsioon kristallides
1915 W. H. Bragg , London,
W. L. Bragg, Manchester,
Kristalli struktuuri analüüs X-kiirte abil