Номер 3, страница 9 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Введение. Физика и её роль в познании окружающего мира. Самостоятельные работы. СР-6. Физика и её влияние на развитие техники. Вариант 1 - номер 3, страница 9.

Условие.

3. Какие направления физики стали развиваться в XX в.?

Решение.

Решение

XX век стал эпохой научной революции в физике, когда были заложены основы современного понимания Вселенной. Классическая физика оказалась недостаточной для описания явлений на атомном и космологическом уровнях. В результате возникли и получили бурное развитие несколько ключевых направлений, определивших облик современной науки и технологий.

1. Теория относительности

Созданная Альбертом Эйнштейном, эта теория коренным образом изменила представления о пространстве, времени и гравитации. Она состоит из двух основных частей:

Специальная теория относительности (СТО, 1905 г.) пересмотрела понятия пространства и времени, объединив их в единый пространственно-временной континуум. Она установила взаимосвязь между массой и энергией, которая выражается знаменитой формулой $E=mc^2$.

Общая теория относительности (ОТО, 1915 г.) является современной теорией гравитации. В ОТО гравитация описывается не как сила, а как геометрическое свойство пространства-времени, которое искривляется под действием массы и энергии.

2. Квантовая механика

Это фундаментальная теория, описывающая физические явления на уровне атомов и субатомных частиц. Её развитие началось с работы Макса Планка о квантах энергии ($E=h\nu$) и продолжилось трудами Нильса Бора, Вернера Гейзенберга, Эрвина Шрёдингера и других. Ключевыми идеями квантовой механики являются корпускулярно-волновой дуализм (объекты могут проявлять свойства и частиц, и волн), принцип неопределенности (невозможно одновременно точно измерить некоторые пары величин, например координату и импульс) и вероятностная природа описания физических систем.

3. Ядерная физика и физика элементарных частиц

После открытия атомного ядра Эрнестом Резерфордом началось активное исследование его структуры и свойств. Это привело к формированию ядерной физики, изучающей состав ядер (протоны и нейтроны), радиоактивность, а также реакции деления и синтеза ядер. Эти исследования заложили основы ядерной энергетики. Дальнейшее углубление в структуру материи с помощью мощных ускорителей частиц привело к рождению физики элементарных частиц, которая систематизировала всё многообразие известных частиц в рамках Стандартной модели.

4. Физика конденсированного состояния

Это направление, выросшее из физики твердого тела, применяет принципы квантовой механики и статистической физики для изучения макроскопических свойств вещества (твердых тел, жидкостей, квантовых жидкостей). Развитие этой области привело к революционным технологическим прорывам, таким как создание транзисторов и интегральных микросхем, что стало основой всей современной электроники. Также были открыты и изучены такие явления, как сверхпроводимость и сверхтекучесть, и созданы лазеры.

5. Астрофизика и космология

В XX веке эти науки превратились в полноценные разделы физики. Общая теория относительности стала теоретическим фундаментом для космологии — науки о происхождении и эволюции Вселенной в целом. Были сделаны величайшие открытия: расширение Вселенной (закон Хаббла), существование реликтового излучения (подтверждение теории Большого взрыва). Ядерная физика позволила понять процессы, происходящие в звездах, а также предсказать и впоследствии открыть такие объекты, как нейтронные звезды и черные дыры.

Ответ: В XX веке стали бурно развиваться такие новые направления физики, как теория относительности (специальная и общая), квантовая механика, ядерная физика и физика элементарных частиц, физика конденсированного состояния, а также современная астрофизика и космология, которые сформировали современную научную картину мира.