Открытия в физике

1801 г.— ультрафиолетовые лучи

Уильям Гершель (1738-1822 гг.). Член Лондонского королевского общества. Астроном и оптик. Доказал существование химически действующих лучей за фиолетовой частью спектра. Им же незадолго до этого открыты инфракрасные лучи спектра.

1802 г.— интерференция света

Томас Юнг (1773-1829 гг.). Член Лондонского королевского общества. Врач, философ, математик, физик, археолог, музыкант и художник. Автор ряда крупнейших открытий в физике и физиологии, один из первых дешифровщиков древнего иероглифического письма. Принцип интерференции света Юнг сформулировал следующим образом: «Если две волны различного происхождения распространяются в одинаковом или почти одинаковом направлении, то их совокупное действие заключается в суммировании свойственного каждой из них движения».

1812 г.— теория вероятностей

Пьер Симон Лаплас (1749-1827 гг.). Член Парижской академии наук. Математическая теория вероятности, в значительной мере созданная Лапласом, стала основой для изучения всевозможных статистических закономерностей в области естествознания.

До него первые шаги в этой области были сделаны Б. Паскалем, П. Ферма, Я. Бернулли и др. Лаплас систематизировал их выводы, усовершенствовал их методы доказательств. В качестве введения ко второму изданию его «Аналитической теории вероятностей» (1814 г.) была помещена работа «Опыт философии теории вероятностей», где в популярной форме излагаются основные положения теории вероятностей.

1819 г.— волновая природа света

Огюстен Жан Френель (1788-1827 гг.). Член Парижской академии наук, иностранный член Лондонского королевского общества. Главная работа — «Мемуар о дифракции света» (1819 г.). Развивая волновую теорию света Юнга, Френель выдвинул гипотезу о том, что свет представляет собой поперечные колебания эфира. Эта гипотеза нашла свое подтверждение в дальнейших исследованиях.

1821 г.— термоэлектричество

Томас Иоганн Зеебек (1770-1831 гг.).Член Берлинской академии наук. Открыл явление термоэлектричества, названного им термомагнетизмом. Считал, что разность температур в местах соприкосновения разнородных частей металлической цепи является причиной магнитных действий.

1822 г.— теория тепла

Жан Батист Жозеф Фурье (1768-1830 гг.). Член Парижской академии наук. Тригонометрические ряды Фурье стали одним из главных инструментов математической физики, а затем и теории функций. Количественные законы теплоты, сформулированные Фурье, предшествовали созданию термодинамики.

1820—1826 гг.— электрическая теория магнетизма

Ганс Христиан Эрстед (1777-1851). Секретарь Датского королевского научного общества; Т. И. Зеебек; Андре-Мари Ампер (1775-1836 гг.).Член Парижской академии наук; Доминик Франсуа Араго (1786-1853 гг.). Член Парижской академии наук. Работы Эрстеда, посвященные изучению действия гальванического тока на магнитную стрелку, положили начало систематическим исследованиям электромагнетизма как нового раздела физики. Публикация этого открытия вызвала поток исследований (Ампер, Араго, Зееман и др.), приведших к формированию электродинамики и появлению работ по практическому использованию электромагнетизма. Тщательное экспериментальное и теоретическое исследование взаимодействий тока и магнита привело Ампера к установлению основного закона их взаимодействия.

1800—1833 гг.— электролиз

Антоний Карлейль (1768-1840 гг.). Профессор анатомии в Лондоне. Хэмфри Дэви (1778- 1829 гг.). Президент Лондонского королевского общества. Иоганн-Вильгельм Риттер (1776-1810 гг.). Член Баварской академии наук. Майкл Фарадей (1791-1867 гг.). Член Лондонского королевского общества. Опыты по разложению химических соединений под воздействием электрического тока. Открытие калия и натрия. Электропроводимость металлов. Открытие электромагнитной индукции, введение терминов «электрод», «анод», «катод».

1828-1833 гг.— теория потенциала, теория притяжения, теория земного магнетизма, абсолютная система единиц Гаусса для выражения интенсивности силы земного магнетизма. Карл Фридрих Гаусс (1777-1855 гг.). Немецкий математик, астроном, физик, химик.

1834 г.— Гамильтонова функция динамической системы

Уильям Роуан Гамильтон (1805-1865 гг.). Президент Королевского общества Ирландии. Метод Гамильтона оказался существенным при создании статистической и квантовой механики. В создании квантовой (волновой) механики большую роль сыграла открытая Гамильтоном глубокая аналогия между поведением луча света и движением частицы.

1837 г.— учение Фарадея об электрическом и магнитном поле

Создание Фарадеем одного из основных понятий физики — понятия поля и образного его представления — картины силовых линий.

1842—1847 гг.— закон сохранения энергии

Юлиус Роберт Майер (1814— 1878 гг.). Немецкий физик. Одним из первых открыл закон сохранения и превращения энергии. Одновременно этот же закон был установлен Джеймсом Прескоттом Джоулем (1818-1889 гг.), членом Лондонского королевского общества. Джоуль установил, что теплота, выделяющаяся в металлическом проводнике при прохождении через него тока, пропорциональна квадрату силы тока (закон Джоуля'—Ленца). Его работы, определившие механический эквивалент тепловой энергии, дали опытное основание для появления исследований Германа Людвига Фердинанда фон Гельмгольца (1821-1894), немецкого физика и физиолога, который впервые с исчерпывающей ясностью сформулировал закон сохранения энергии.

1847 г.— принцип Доплера

Христиан Доплер (1803-1853). Австрийский физик и астроном, член Венской академии наук. Теоретически обосновал принцип акустики и оптики, заключающийся в том, что частота колебаний, воспринимаемая наблюдателем, зависит от скорости и направления движения наблюдателя и источника колебаний.

2-я пол. 19 века— научная деятельность Вильяма Томсона

Уильям Томсон (1824-1907 гг.). Член, а впоследствии Президент Лондонского королевского общества. Его разработки и исследования охватывают почти все области современной ему физики — гидродинамику, электричество и магнетизм, термодинамику ит. д. За выдающиеся научные заслуги Томсон в 1892 г. был пожалован в пэры и стал лордом Кельвином.

1850-1872 гг.— второе начало термодинамики

Рудольф Клаузиус (1822-1888 гг.). Немецкий физик. Сыграл большую роль в открытии второго закона термодинамики. В последующих работах, развивая идеи, связанные со вторым началом термодинамики, ввел понятие энтропии. Людвиг Больцман (1844-1906 гг.), австрийский физик, дал статистическое истолкование второго начала и связал энтропию с вероятностью состояния.

1873 г.— законченная теория электромагнетизма, уравнения электромагнитного поля

Джемс Клерк Максвелл (1831-1879 гг.). Первый директор Кавен-дишской лаборатории в Кембридже, ставшей центром развития экспериментальной физики.

1879 г.— теория строения кристаллов Федорова

Евграф Степанович Федоров (1853—1919 гг.). Один из основоположников структурной кристаллографии и минералогии.

1879 г.— теория рассеяния света

Джон Вильям Стрэтт, лорд Рэлей (1842-1919 гг.). Второй директор Кавендишской лаборатории в Кембридже после смерти Максвелла, член Лондонского королевского общества. Точные измерения плотности и состава воздуха привели Рэлея к открытию аргона и других благородных газов.

1883-1896 гг.— электронная теория Лоренца

Гендрик Антон Лоренц (1853-1928 гг.). Нидерландский физик-теоретик. В основе его электронной теории — законы взаимодействия электромагнитного поля и производящих его заряженных частиц. На основании этой теории Лоренц сумел объяснить ряд важнейших электрических и оптических явлений и предсказать новые. Важную роль в подготовке электронной теории Лоренца сыграли опыты немецкого физика В. К. Рентгена по измерению магнитного поля, создаваемого движущимися зарядами на изолированных друг от друга проводниках. Исследования Лоренца непосредственно подвели его к понятиям теории относительности.

1895, 1896, 1898 гг.— рентгеновские лучи, радиоактивность

Вильгельм Конрад Рентген (1845-1923 гг.). Немецкий физик-экспериментатор. Лучи, названные Рентгеном X-лучами, отмечая этим загадочность их природы, и радиоактивность, обнаруженная вскоре после открытия рентгеновских лучей французским ученым Антуаном Сезаром Беккерелем (1788-1878 гг.), привели к созданию физики атома. Рентгену принадлежат также классические исследования пьезоэлектрических и пироэлектрических свойств кристаллов, открытие взаимосвязи электрических и оптических явлений в кристаллах.

Изучая природу излучения урана и проверяя гипотезу о связи излучения с флуоресценцией (свечение), Беккерель использовал в качестве флуоресцирующих веществ соли урана. Он обнаружил, что эти соли действительно испускают излучение, способное производить фотографическое действие через листок бумаги и ионизировать воздух подобно рентгеновским лучам. Однако испускание этого излучения наблюдается так же хорошо и с нефлуоресцирующими соединениями урана.

Это открытие привлекло внимание лишь небольшого числа ученых, среди которых были Пьер и Мария Кюри. Они начали исследования и в 1898 г. объявили об открытии новых радиоактивных элементов — полония и радия. Позже ими было установлено, что оба этих элемента являются высшими гомологами теллура и бария в периодической системе Менделеева. Открытие полония и радия положило начало широким научным исследованиям в этой области.

Работы А. Беккереля, Пьера и Марии Кюри, чуть позже Э. Резерфорда и других ученых за короткое время показали, что радиоактивные вещества могут испускать три вида излучений — а-лучи (альфа-лучи), у-лучи (бета-лучи) и 3-лучи (гамма-лучи). Было обнаружено также, что с течением времени активность некоторых элементов уменьшается. Химическими методами были открыты долгоживущие радиоэлементы, а физическими методами — короткоживущие радиоэлементы. Изменение активности радиоэлементов обычно характеризуют «периодом полураспада», т. е. временем, в течение которого активность уменьшается наполовину.

В 1899 г. Пьер и Мария Кюри обнаружили световое и химическое действие излучений

Дальнейшее изучение радиоактивности показало, что представление о неизменности атомов химических элементов неверно, т. к. при получении ядерных реакций у всех химических элементов атомы одного элемента можно при определенных условиях превратить в атомы другого элемента.