Die klassische Physik befasst sich üblicherweise mit alltäglichen Bedingungen: Geschwindigkeiten sind viel geringer als die Lichtgeschwindigkeit , Größen viel größer als die von Atomen, aber dennoch im astronomischen Maßstab winzig. Die moderne Physik hingegen beschäftigt sich mit hohen Geschwindigkeiten, kurzen Distanzen und sehr hohen Energien.

Die moderne Physik ist ein Teilgebiet der Physik , das sich im frühen 20. Jahrhundert und später entwickelte, oder Teilgebiete, die stark von der Physik des frühen 20. Jahrhunderts beeinflusst wurden. Zu den wichtigsten Teilgebieten der modernen Physik gehören die Quantenmechanik , die spezielle Relativitätstheorie und die allgemeine Relativitätstheorie .

Die klassische Physik befasst sich typischerweise mit alltäglichen Bedingungen: Geschwindigkeiten liegen weit unter der Lichtgeschwindigkeit , Dimensionen weit über dem Atomradius und Energien sind relativ gering. Die moderne Physik hingegen beschäftigt sich mit extremeren Bedingungen, wie etwa hohen Geschwindigkeiten vergleichbar mit der Lichtgeschwindigkeit (spezielle Relativitätstheorie), winzigen Distanzen vergleichbar mit dem Atomradius ( Quantenmechanik ) und sehr hohen Energien (Relativitätstheorie). Im Allgemeinen geht man davon aus, dass Quanten- und relativistische Effekte auf allen Skalen existieren, auch wenn diese Effekte im menschlichen Maßstab sehr gering sein mögen . Obwohl die Quantenmechanik mit der speziellen Relativitätstheorie vereinbar ist (siehe Relativistische Quantenmechanik ), stellt die Vereinigung von Quantenmechanik und allgemeiner Relativitätstheorie, die das Standardmodell der Teilchenphysik derzeit nicht erklären kann, eines der ungelösten Probleme der Physik dar.

Die moderne Physik ist das Bestreben, die zugrundeliegenden Prozesse der Wechselwirkungen von Materie mithilfe wissenschaftlicher und ingenieurtechnischer Methoden zu verstehen. Wörtlich übersetzt bedeutet der Begriff „ moderne Physik“ aktuelle Physik. In diesem Sinne ist ein bedeutender Teil der sogenannten klassischen Physik modern. [ 1 ] Seit etwa 1890 haben jedoch neue Entdeckungen zu bedeutenden Paradigmenwechseln geführt , [ 1 ] insbesondere das Aufkommen der Quantenmechanik und der Relativitätstheorie . Physik, die Elemente eines oder beider dieser Effekte integriert, wird als moderne Physik bezeichnet . In diesem letztgenannten Sinne wird der Begriff im Allgemeinen verwendet. [ 1 ]

Die moderne Physik begegnet uns häufig bei der Betrachtung extremer Bedingungen. Quantenmechanische Effekte treten tendenziell bei „niedrigen“ Bedingungen (niedrige Temperaturen, kleine Abstände) auf, während relativistische Effekte bei „hohen“ Bedingungen (hohe Geschwindigkeiten, große Abstände) zu beobachten sind. Im mittleren Bereich zeigen die physikalischen Phänomene klassisches Verhalten. Analysiert man beispielsweise das Verhalten eines Gases bei Raumtemperatur , so lassen sich die meisten Phänomene durch die (klassische) Maxwell-Boltzmann-Verteilung beschreiben. Nahe dem absoluten Nullpunkt versagt die Maxwell-Boltzmann-Verteilung jedoch bei der Beschreibung des beobachteten Gasverhaltens, und stattdessen müssen die (modernen) Fermi-Dirac- oder Bose-Einstein -Verteilungen herangezogen werden.

Die deutschen Physiker Albert Einstein (1879–1955), Begründer der Relativitätstheorie , und Max Planck (1858–1947), der die Existenz von Quanten postulierte und damit zur Entwicklung der Quantentheorie führte . [ 2 ] [ 3 ]

Der klassische Grenzwert eines modernen Modells ist ein vereinfachtes Modell, das durch Analyse der modernen Beschreibung bei niedrigen Geschwindigkeiten und großen Entfernungen (durch Grenzwertbildung oder durch Annäherung ) erstellt wird.

Die klassische Physik ( Rayleigh-Jeans-Gesetz , schwarze Linie) konnte die Schwarzkörperstrahlung – die sogenannte Ultraviolettkatastrophe – nicht erklären . Die quantenmechanische Beschreibung ( Plancksches Gesetz , farbige Linien) gilt als moderne Physik .

Hallmark-Experimente

Diese Experimente gelten allgemein als Grundlage der modernen Physik:

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ a b c F. K. Richtmyer ; EH Kennard; T. Lauristen (1955). Einführung in die moderne Physik (5. Aufl.). New York: McGraw-Hill . S. 1. LCCN  55006862 .
  2. ^ „Max Planck: Begründer der Quantentheorie“ .
  3. ^ "Max Planck | Biografie, Entdeckungen & Quantentheorie | Britannica" .

Weiterführende Literatur

  • A. Beiser (2003). Konzepte der modernen Physik (6. Aufl.). McGraw-Hill . ISBN 978-0-07-123460-3Die
  • P. Tipler, R. Llewellyn (2002). Moderne Physik (4. Aufl.). W. H. Freeman . ISBN 978-0-7167-4345-3Die