Физика начало: Физика — Теория, тесты, формулы и задачи

Содержание

Физика, астрономия

                                        2021-2022 учебный год 

                                                                                НОЯБРЬ         

 

                                     Рейтинговая таблица по ШЭ ВСОШ. Предмет ФИЗИКА.

                                           ШЭ_ФИЗИКА_21_РЕЙТИНГ_ПО_РАЙОНУ_1.xlsx

 

                                    Рейтинговая таблица по ШЭ ВСОШ. Предмет Астрономия.

                        ШЭ_АСТРОНОМИЯ_21_рейтинговая__окончательная_таблица.xlsx

 

                На районный этап ВСОШ приглашаются

            Победители и Призеры  из таблицы , представленной выше, а также 

Победители и призеры прошлого года этапов районного и выше. 

 

                                             ИНФОРМАЦИЯ

                       ПО ПРОВЕДЕНИЮ РАЙОННЫХ ЭТАПОВ 

                   ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ ШКОЛЬНИКОВ

                               ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ

 

11 ноября Астрономия и физика 

 Совещание

для ответственных за проведение олимпиад в ОУ

и учителей физики

в дистанционном режиме в 17:00.

Запись совещания: Районные_этапы_олимпиад_по_астрономии_и_физике_2021_год.mp4

 

ПРЕЗЕНТАЦИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ И ПРОВЕДЕНИЮ РАЙОННЫХ ЭТАПОВ ОЛИМПИАД ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ:     1_Районные_этапы_Всероссийской_олимпиады_школьников_2021-2022.pptx

 

13 НОЯБРЯ. АСТРОНОМИЯ.   НАЧАЛО ОЛИМПИАДЫ В 11:00.

РАБОТЫ ПИШЕМ НА ЛИСТАХ ФОРМАТА А4, С ОДНОЙ СТОРОНЫ. Первый ЛИСТ- АНКЕТА. В правом верхнем углу

каждого листа, включая анкету,  ставим цифровой шифр: первые три цифры- номер Оу, следующие 2 цифры- номер параллели, следующие 2 или 3(если есть столько участников)- порядковый номер, присвоенный участнику районного этапа. Букву класса ставить не надо.

Заполненные ПО ОБРАЗЦУ формы ексель присылаем во время олимпиады на почту методисту Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

После окончания олимпиады каждая работа сканируется🙁 по изменениям, вннесённым 12 ноября ЦО, анкету не сканируем),

по поряду листы работы. На каждом- шифр в правом верхнем углу. Каждая работа переводится в свой  PDF-файл( имя файла- это шифр участника)  и присылаются PDF- файлы  в этот же день на почту методисту.

После этого степлером соединяются листы работы:1-анкета, затем по порядку листы.

Оригиналы работ, протоколы, 2 акта приема-передачи  представители ОУ привозят 20 ноября 2021г с 15:00 до 16:30 в Лицей №344( Ул. Тельмана 47) 

 

Анкета участника: Анкета_участника.docx

Форма_эксель   для_участников    районного_этапа__астрономия_21-22.xlsx

  

 

 

 

20 НОЯБРЯ . ФИЗИКА. НАЧАЛО ОЛИМПИАДЫ В 11:00

7-9 классы:

РАБОТЫ ПИШЕМ НА ЛИСТАХ ФОРМАТА А4, С ОДНОЙ СТОРОНЫ. Первый ЛИСТ- АНКЕТА. В правом верхнем углу каждого листа ставим разборчиво цифровой шифр: первые три цифры- номер Оу, следующие 2 цифры- номер параллели, следующие 2 или 3(если есть столько участников)- порядковый номер, присвоенный участнику районного этапа. Букву класса ставить не надо.

10-11 классы: 

РАБОТЫ УЧАЩИЕСЯ ПИШУТ в ТЕТРАДЯХ В КЛЕТКУ. ЛИШНИЕ ДВОЙНЫЕ ЛИСТЫ ИЗ СЕРЕДИНЫ ВЫНИМАЕТЕ. СКРЕПКИ ДОЛЖНЫ ОСТАТЬСЯ «РОДНЫЕ» В ТЕТРАДКЕ, НЕ СТЕПЛЕРОМ СКРЕПЛЕННЫЕ. Первый ЛИСТ- АНКЕТА. В правом верхнем углу каждой страницы, включая анкету, ставим цифровой шифр: первые три цифры- номер Оу, следующие 2 цифры- номер параллели, следующие 2 или 3(если есть столько участников)- порядковый номер, присвоенный участнику районного этапа. Букву класса ставить не надо. Под шифром рисуем таблицу: 5 столбиков, 2 строчки.Это для проверки. Заполнить можно только 1 строчку 1 2 3 4 5.

Заполненные ПО ОБРАЗЦУ формы ексель присылаем во время олимпиады на почту Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Форма для ОТЧЁТА ПО физике здесь: Форма_для_районного_этапа__физика_21-22.xlsx

 Работы степлером не соединяем.

1_Физика_Инструкция_для_организаторов_в_ОУ_физика_21.docx

Анкета участника: Анкета_участника.docx

Акт_приема-передачи_Microsoft_Word_972003_4.doc

ВНИМАНИЕ!

   20 ноября представители школ привозят в Лицей 344( Тельмана, 47) с 15:00 до 16:30

1.оригиналы работ 7-11 классов по физике, разложенные в соответствии с файлом ексель и оригиналы работ по астрономии( все параллели), 

2. анкеты по физике и астрономии, разложенные также в соответствии с файлом эксель

3. служебные записки по астрономии и физике

4. протоколы всех проведённых работ по физике и астрономии, а также по 2 акта приёма-передачи работ  с печатями. Соглаия остаются на хранение в ОУ.

 

                                                                                    ОКТЯБРЬ

 

12 октября в 16 ч. состоится совещание для ответственных за проведение в ОУ района школьных и районных этапов Всероссийской олимпиады школьников по физике и астрономии. Формат- дистанционно. 

Презентация по процедуре проведения школьных и районных этапов Всероссийской олимпиады школьников в 2021 году:    Всероссийская_олимпиада_школьников_2021-2022.pptx

Видеозапись совещания :    совещание_ВСЕРОСС_физика_астрономия_12_октября_2021.mp4

Отчёты по школьным этапам сдаём на почту методисту( Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.):

Форма_итоговых_результатов__физика-_школьный_этап.xlsx

 

Форма_итоговых_результатов__астрономия-школьный_этап.xlsx

                                              СЕНТЯБРЬ

Презентация по материалам совещания учителей физики и астрономии от 16.09.2021

Итоги_2020-2021_учебного_года_1.pptx

 

 ПООП_ООО_новая_редакция.pdf

ФГОС_ООО_новая_редакция.pdf

2020-2021 учебный год

 

 Уважаемые коллеги, обратите внимание на изменения в ФПУ, касающиеся учебника Пёрышкина 7-9:                                                           

Изменения_ФПУ_физика_СПб.pptx

 

   Уважаемые коллеги!

Стартовал районный этап Городского конкурса для учителей » Современный урок физики и астрономии».

С положениями конкурса и номинациями можно ознакомиться в приложенном файле.

Ваши работы принимаются до 26 февраля 2021 года на почту методиста Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра./

Также Вы можете обращаться с вопросами на почту и по телефону.

Прикркпляю файл с Положениями конкурса:

Положение_конкурса_МО_физика_2021.docx                        

         

 

                                                                Внимание!

Материалы для проведения районного этапа Всероссийской олимпиады школьников по астрономии и районного этапа Городской олимпиады

                                           по астрономии:

27.11.2020 в 14:00 в ОУ района состоится районный этап олимпиад по астрономии.

Акт_приема-передачи_Microsoft_Word_972003_4.doc

Вариант_Анкета_4_шт_на_А4.docx

АСТРОНОМИЯ_участники_районного_этапа____form4____РЭ_физика_20-21.xls

Бланк_клеточки.doc

Инструкция_для_учителей_АСТРОНОМИЯ.docx

     презентация      проведение_районного_этапа_АСТРОНОМИЯ.pptx

видеозапись онлайн конференции по районному этапу АСТРОНОМИЯ     видеозапись онлайн конференции по районному этапу астрономия

списки_отсутствующих_Microsoft_Word_972003_2.doc

Ответственный от ОУ доставляет в Лицей № 344(ул. Тельмана,  47) не позднее 18:00 следующие документы:

1. Акт приема-передачи( составляется в 2-х экземплярах) — ссылка выше

2. Анкета участника олимпиады + титульный лист+работа участника олимпиады согласно требованиям в инструкции (Согласия остаются на хранение в своём ОУ, везти их не надо)

3. Во время проведения олимпиады в ОУ ответственный присылает заполненный файл exel ( АСТРОНОМИЯ участники районного этапа ) с данными участников районного этапа на почту Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

4. Протокол проведения олимпиады

5. Служебную записку по отсутствующим на олимпиаде.

Во время проведения олимпиады в ОУ ответственный присылает заполненный файл exel ( АСТРОНОМИЯ участники районного этапа ) с данными участников районного этапа на почту Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

 

 

 

                                                ВНИМАНИЕ!

                                        14.11.2020

  в ОУ района состоится районный этап Всероссийской олимпиады школьников  по ФИЗИКЕ.

  Физика_20-21_Требования.pdf

  Акт_приема-передачи_Microsoft_Word_972003_4.doc

Инструкция_для_учителей_ФИЗИКА.docx

  Вариант_Анкета_4_шт_на_А4.docx

Л_участники_районного_этапа____form4____РЭ_физика_20-21.xls

Протокол_проведения_олимпиады.docx

Презентация совещания от 10.11.20 к районному этапу олимпиады по физике проведение_районного_этапа_ФИЗИКА.pptx

Ответственный от ОУ доставляет   в Лицей № 344 не позднее 16:00 следующие документы:

 1. Акт приема-передачи( составляется в 2-х экземплярах) — ссылка выше

 2. Анкета участника олимпиады + работа участника олимпиады  согласно требованиям в инструкции  (Согласия остаются на хранение в своём ОУ, везти их не надо)

 3. Во время проведения олимпиады в ОУ ответственный присылает  заполненный файл exel ( Л участники районного этапа )   с данными участников районного этапа  на почту    Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.       

 4. Протокол проведения олимпиады

                                                                10.11.2020     18:00   

 пройдёт он-лайн конференция по районному этапу по ФИЗИКЕ. (См. план ИМЦ на ноябрь)

   Явка представителей школ, принимающих участие в районном этапе по ФИЗИКЕ, обязательна. 

 

Запись совещания по проведению районного этапа олимпиады по физике  от 10.11.2020   

 совещание 10.11.2020 

   Информация о дате предварительных результатов и дате апелляции будет дополнительно.

 

 

 

 

 

Уважаемые коллеги!

С 06 апреля 2020 года в соответствии с Распоряжением Комитета по образованию Санкт-Петербурга от 24.03.2020 №818-р «Об организации деятельности образовательных организаций Санкт-Петербурга» обучение будет осуществляться

с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий.

С последними Нормативными документами можно ознакомиться на сайте ИМЦ в разделе Новости

На сайте ГБУ ИМЦ в разделе «Электронное обучение и дистанционные образовательные технологии»

размещены все необходимые рекомендации по организации обучения с применением дистанционных технологий

http://imc-nev.ru/imts/distantsionnoe-obuchenie.html

Раздел сайта ИМЦ, посвященный использованию ДОТ (дистанционным образовательным технологиям), будет постоянно обновляться. Уже сейчас в разделе можно ознакомиться с методическими материалами, рекомендованными электронными ресурсами, перечнем уроков образовательных платформ и портала ДО по предметам и классам и другими актуальными материалами.

Методические рекомендации Минпросвещения России по реализации образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования, образовательных программ среднего профессионального образования и дополнительных общеобразовательных программ с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий

Ознакомление с оперативной информацией:

(c 06.04.2020г.)

 

 

План_работы_на_апрель_2018.docx

Олимпиада по физике

Олимпиада по физике

История олимпиады 

 Олимпиада 2020-2021 гг.

Внимание!

 21 февраля 2021 года (воскресенье) состоится 2-й заключительный этап олимпиады «Будущее Сибири», предмет «Физика»

 

Олимпиада в г. Новосибирске будет проводиться только в очной форме на следующих площадках:

НГТУ,

СибГУТИ,

СГУГиТ,

НГПУ

Начало олимпиады в 10.00 Продолжительность – 4 часа.

К участию в олимпиаде приглашаются победители и призеры 1-го (отборочного) этапа олимпиады «Будущее Сибири» 2020-2021 учебного года, а так же победители и призеры заключительного этапа олимпиады «Будущее Сибири» 2019-2020 учебного года.

Начало регистрации участников в 9.30. Предварительная регистрация не требуется.

При себе необходимо иметь паспорт (или иной документ, удостоверяющий личность), согласие на обработку персональных данных.

 

Справка:

 

При поступлении в вуз в зависимости от общеобразовательного предмета, соответствующего профилю олимпиады и профилю секции конкурса, победителям и призерам олимпиады школьников «Будущее Сибири» (физика)  (до 25% участников заключительного этапа) предоставляются следующие льготы: быть зачисленными в вуз без вступительных испытаний на направления подготовки, соответствующие профилю олимпиады или зачет 100 баллов по предмету (вместо результата ЕГЭ), соответствующему профилю олимпиады (в зависимости от правил приема в вуз, в который предоставляются результаты) – при наличии ЕГЭ по физике, сданного не менее, чем на 75 баллов.

Олимпиада 2017-2018г.г.

Внимание!

Опубликованы списки победителей и призёров олимпиады «Будущее Сибири» по физике.

Внимание!

Размещены результаты ОРМО по физике. Заявления на апелляцию принимаются до 13:00 6 апреля.

Внимание!

4 марта (воскресенье) состоится 2-й заключительный этап олимпиады «Будущее Сибири», предмет «Физика»

Олимпиада в г. Новосибирске будет проводиться на следующих площадках:

НГУ,

НГТУ,

СибГУТИ,

СГУГиТ,

НГПУ

Начало олимпиады в 10.00 Продолжительность – 4 часа.

11 марта (воскресенье) состоится 2-й заключительный этап олимпиады «ОРМО», предмет «Физика»

Олимпиада в г. Новосибирске будет проводиться на следующих площадках:

НГТУ,

СибГУТИ

Начало олимпиады в 10.00 Продолжительность – 4 часа.

К участию в обеих олимпиадах приглашаются победители и призеры 1-го (отборочного) этапа олимпиады «Будущее Сибири» 2017-2018 учебного года, а так же победители и призеры заключительного этапа олимпиады «Будущее Сибири» 2016-2017 учебного года.

Справка:

При поступлении в вуз в зависимости от общеобразовательного предмета, соответствующего профилю олимпиады и профилю секции конкурса, победителям и призерам олимпиады школьников «ОРМО» (физика) (до 25% участников заключительного этапа)предоставляются следующие льготы: быть зачисленными в вуз без вступительных испытаний на направления подготовки, соответствующие профилю олимпиады или зачет 100 баллов по предмету (вместо результата ЕГЭ), соответствующему профилю олимпиады (в зависимости от правил приема в вуз, в который предоставляются результаты) – при наличии ЕГЭ по физике, сданного не менее, чем на 75 баллов.

Олимпиада «Будущее Сибири» по предмету «Физика» в 2017-2018 г.г. не вошла в Перечень олимпиад школьников, поэтому льготы, предоставляемые победителям и призерам олимпиады «ОРМО», на победителей и призеров 2-го этапа по физике олимпиады «Будущее Сибири» не распространяются.

Но:

Победители и призеры 2-го этапа «Будущее Сибири» получат дополнительные 5-10 баллов (как оценку индивидуальных достижений) при поступлении в следующие вузы г. Новосибирска (без учета количества баллов, набранного на ЕГЭ по физике):

НГУ,

НГТУ,

СибГУТИ,

СГУГиТ,

НГПУ

Внимание!

Открытие нового сезона Межвузовской открытой олимпиады школьников Сибирского Федерального округа «Будущее Сибири»!

В 2017-2018 году в Олимпиаде могут принимать участие учащиеся 8, 9, 10, 11 классов, а так же выпускники средних общеобразовательных учебных заведений.

Объявлено проведение олимпиады по следующим секциям: физика, химия.

1. Олимпиада будет проводиться в два этапа:

первый этап (отборочный)

Физика

С 3 декабря по 9 декабря 2017 г.



второй этап (заключительный) – с 10 февраля по 25 марта 2018г.

График проведения 1 этапа Олимпиады на площадках вузов-организаторов:

№п/п

Дата

Предмет

1.

3.12.2017

Физика




Согласно Положению об Олимпиаде, победители и призеры первого этапа (45% от количества всех участников) смогут принять участие в заключительном этапе.

Кроме того, к участию во 2-м этапе олимпиады (без участия в 1-м) приглашаются победители и призеры заключительного этапа олимпиады «Будущее Сибири» 2016-2017 года.

2. При поступлении в вуз в зависимости от общеобразовательного предмета, соответствующего профилю олимпиады и профилю секции конкурса, победителям и призерам олимпиады школьников «Будущее Сибири» (Химия) (до 25% участников заключительного этапа)предоставляются следующие льготы: при условии получения на ЕГЭ по образовательному предмету соответствующего профиля олимпиады не менее 75 баллов быть зачисленными в вуз без вступительных испытаний на направления подготовки, соответствующие профилю олимпиады или зачет 100 баллов по предмету (вместо результата ЕГЭ), соответствующему профилю олимпиады (в зависимости от правил приема в вуз, в который предоставляются результаты).

Внимание! Участие в заключительном туре смогут принять только те школьники, которые попали в число победителей и призеров первого этапа!

3. Олимпиада «Будущее Сибири» по предмету «Физика» в 2017-2018 г.г. не вошла в Перечень олимпиад школьников, поэтому льготы, перечисленные в п. 2 настоящего письма, на победителей и призеров 2-го этапа по физике не распространяются.

Но:

По соглашению с Томским государственным университетом результаты 1-го этапа олимпиады «Будущее Сибири» по физике могут быть зачтены как результаты отборочного этапа Открытой региональной межвузовской олимпиады вузов Томской области (ОРМО) — №77 в Перечне олимпиад школьников.

В связи с этим победители и призеры 1-го этапа «Будущее Сибири» по физике могут участвовать во 2-м этапе олимпиады ОРМО (получая при этом все льготы, указанные в п.2 настоящего письма) и во втором этапе олимпиады «Будущее Сибири». Победители и призеры 2-го этапа «Будущее Сибири» получат дополнительные 5-10 баллов (как оценку индивидуальных достижений) при поступлении в вузы г. Новосибирска — организаторы олимпиады.

Заключительные этапы олимпиад ОРМО и «Будущее Сибири» по предмету «Физика» будут проводиться в вузах г. Новосибирска.

Олимпиада 2016-2017гг.

Внимание!

26 февраля 2017 года (воскресенье) состоится 2-й заключительный этап олимпиады «Будущее Сибири», предмет «Физика».

Олимпиада в г. Новосибирске будет проводиться на следующих площадках:

НГУ,

НГТУ,

СибГУТИ,

СГУГиТ,

НГПУ.

Начало олимпиады в 10:00. Продолжительность – 4 часа.

К участию в олимпиаде приглашаются победители и призеры 1-го (отборочного) этапа олимпиады «Будущее Сибири» 2016-2017 учебного года, а так же победители и призеры заключительного этапа олимпиады «Будущее Сибири» 2015-2016 учебного года.

Начало регистрации участников в 9:30.

Предварительная регистрация не требуется.

При себе необходимо иметь паспорт (или иной документ, удостоверяющий личность), согласие на обработку персональных данных.

Справка:

При поступлении в вуз в зависимости от общеобразовательного предмета, соответствующего профилю олимпиады и профилю секции конкурса, победителям и призерам олимпиады школьников «Будущее Сибири» (физика) (до 25% участников заключительного этапа)предоставляются следующие льготы: быть зачисленными в вуз без вступительных испытаний на направления подготовки, соответствующие профилю олимпиады или зачет 100 баллов по предмету (вместо результата ЕГЭ), соответствующему профилю олимпиады (в зависимости от правил приема в вуз, в который предоставляются результаты) – при наличии ЕГЭ по физике, сданного не менее, чем на 75 баллов.

Внимание!

В разделе «Результаты» размещена информация о победителях и призёрах I отборочного этапа Олимпиады 2016-2017гг. по физике в Новосибирской области (НСО) и в других регионах.


Результаты физика — кроме НСО:
в файле указаны данные участников, прошедших на 2-й этап. Сведения о баллах, полученных участниками, можно посмотреть  на сайтах вузов-организаторов.
Результаты физика — НСО:

на листе 1 опубликованы сведения о баллах, полученных участниками на

1-м этапе олимпиады. На листах 2-5 (классы 8-11) опубликованы данные
об участниках олимпиады, прошедших на 2-й этап.

Олимпиада 2014-2015гг.

Уважаемые участники олимпиады!

II-ой этап олимпиады 2014-2015гг. по физике будет проведен 15 февраля 2015г. (воскресенье) в г. Новосибирске на площадках следующих вузов:

НГУ,

НГТУ,

НГПУ,

СГГА,

СибГУТИ,

СГУПС.

Начало олимпиады в 10:00, продолжительность — 4 часа.

Регистрация участников в день проведения олимпиады на площадках вузов-организаторов в 9:30.

Внимание!

В разделе «Результаты» размещена информация о победителях и призёрах

I-го отборочного этапа олимпиады по физике в Новосибирской области

(НСО) и в других регионах.

Материалы по подготовке к олимпиаде по физике можно посмотреть на сайте http://vk.com/budsib.

Олимпиада 2013-2014гг.

Уважаемые участники олимпиады!

Напоминаем, что 16 февраля 2014г. (воскресенье) состоится заключительный тур олимпиады по физике.

Начало олимпиады в 10:00, продолжительность – 4 часа.

Заключительный тур в Новосибирске будет проводиться на площадках следующих вузов города:

НГУ,

НГТУ,

НГПУ,

СГГА,

НГУЭУ,

СибГУТИ,

СГУПС,

НГАСУ.

К участию в заключительном этапе допускаются участники, прошедшие отборочный этап.

Участвовать в заключительном этапе олимпиады можно как на площадке вуза, организовавшего у вас отборочный этап, так и на площадке любого другого вуза.

Результаты олимпиады являются едиными, зачет их при поступлении в вуз не зависит от того, на какой площадке вы принимали участие в заключительном этапе.

Уважаемые участники олимпиады!

1 декабря 2013г. будет проводиться 1-й этап олимпиады по физике на площадках вузов-организаторов.

Начало олимпиады в 10:00.

Регистрация участников в день проведения олимпиады непосредственно на площадках вузов-организаторов.

Приглашаем принять участие в олимпиаде школьников 8-11 классов, не принимавших участие на площадках школ.

Перечень вузов-организаторов олимпиады по физике:

1. Новосибирский государственный университет (НГУ)

630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2

Тел. (383)330-85-90, 339-73-77, факс (383)330-22-37,

e-mail: [email protected]

2. Новосибирский государственный технический университет (НГТУ)

630073, г. Новосибирск, пр-т К.Маркса, 20, 1 уч. корпус

Тел. (383)346-02-31, e-mail: [email protected]

4. Сибирская государственная геодезическая академия (СГГА)

630108, г. Новосибирск, ул. Плахотного,10

Тел.факс (383)343-37-01, e-mail: [email protected]

5. Новосибирский государственный педагогический университет (НГПУ)

630126,г.Новосибирск,ул. Вилюйская,28

Тел. (383)244-01-37 e-mail: [email protected], [email protected]

6.Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики (СибГУТИ)

630102, г. Новосибирск, ул. Кирова, 86.

Тел.(383) 269-82-28, e-mail: [email protected]

7. Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС)

630049, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191

Тел.: (383) 328-05-85,e-mail: [email protected]

Физика — это… Что такое Физика?

Примеры разнообразных физических явлений

Фи́зика (от др.-греч. φύσις — природа) — область естествознания, наука, изучающая наиболее общие и фундаментальные закономерности, определяющие структуру и эволюцию материального мира. Законы физики лежат в основе всего естествознания.[1]

Термин «физика» впервые появился в сочинениях одного из величайших мыслителей древности — Аристотеля, жившего в IV веке до нашей эры. Первоначально термины «физика» и «философия» были синонимичны, поскольку обе дисциплины пытаются объяснить законы функционирования Вселенной. Однако в результате научной революции XVI века физика выделилась в отдельное научное направление.

В русский язык слово «физика» было введено Михаилом Васильевичем Ломоносовым, когда он издал первый в России учебник физики в переводе с немецкого языка. Первый русский учебник под названием «Краткое начертание физики» был написан первым русским академиком П. И. Страховым.

В современном мире значение физики чрезвычайно велико. Всё то, чем отличается современное общество от общества прошлых веков, появилось в результате применения на практике физических открытий. Так, исследования в области электромагнетизма привели к появлению телефонов и позже мобильных телефонов, открытия в термодинамике позволили создать автомобиль, развитие электроники привело к появлению компьютеров.

Физическое понимание процессов, происходящих в природе, постоянно развивается. Большинство новых открытий вскоре получают применение в технике и промышленности. Однако новые исследования постоянно поднимают новые загадки и обнаруживают явления, для объяснения которых требуются новые физические теории. Несмотря на огромный объём накопленных знаний, современная физика ещё очень далека от того, чтобы объяснить все явления природы.

Общенаучные основы физических методов разрабатываются в теории познания и методологии науки.

Предмет физики

Физика — это наука о природе (естествознание) в самом общем смысле (часть природоведения). Она изучает различные субстанции бытия (материю, вещество, поля) и наиболее простые и вместе с тем наиболее общие формы её движения, а также фундаментальные взаимодействия природы, управляющие движением материи.

Некоторые закономерности являются общими для всех материальных систем, например, сохранение энергии, — их называют физическими законами. Физику иногда называют «фундаментальной наукой», поскольку другие естественные науки (биология, геология, химия и др.) описывают только некоторый класс материальных систем, подчиняющихся законам физики. Например, химия изучает атомы, образованные из них вещества и превращения одного вещества в другое. Химические же свойства вещества однозначно определяются физическими свойствами атомов и молекул, описываемыми в таких разделах физики, как термодинамика, электромагнетизм и квантовая физика.

Физика тесно связана с математикой: математика предоставляет аппарат, с помощью которого физические законы могут быть точно сформулированы. Физические теории почти всегда формулируются в виде математических выражений, причём используются более сложные разделы математики, чем обычно в других науках. И наоборот, развитие многих областей математики стимулировалось потребностями физических теорий (см. математическая физика).

Научный метод

Физика — естественная наука. В ее основе лежит экспериментальное исследование явлений природы, а ее задача — формулировка законов, которыми объясняются эти явления. Физика сосредоточивается на изучении фундаментальных и простейших явлений и на ответах на простые вопросы: из чего состоит материя, каким образом частицы материи взаимодействуют между собой, по каким правилам и законам осуществляется движение частиц и т. д. В основе физических исследований лежат наблюдения. Обобщение наблюдений позволяет физикам формулировать гипотезы о совместных общих черт этих явлений, по которым велись наблюдения. Гипотезы проверяются с помощью продуманного эксперимента, в котором явление проявлялось бы в как можно более чистом виде и не осложнялось бы другими явлениями. Анализ данных совокупности экспериментов позволяет сформулировать закономерность. На первых этапах исследований закономерности носят преимущественно эмпирический, феноменологический характер, то есть явление описывается количественно с помощью определенных параметров, характерных для исследуемых тел и веществ. Анализируя закономерности и параметры, физики строят физические теории, которые позволяют объяснить изучаемые явления на основе представлений о строении тел и веществ и взаимодействие между их составными частями. Физические теории, в свою очередь, создают предпосылки для постановки точных экспериментов, в ходе которых в основном определяются рамки их применения. Общие физические теории позволяют формулировки физических законов, которые считаются общими истинами, пока накопления новых экспериментальных результатов не потребует их уточнения.

Так, например, Стивен Грей заметил, что электричество можно передавать на довольно значительное расстояние с помощью увлажненных нитей и начал исследовать это явление. Георг Ом сумел найти для него количественную закономерность — ток в проводнике пропорционален напряжению (закон Ома). При этом, конечно, эксперименты Ома опирались на новые источники питания и на новые способы измерять действие электрического тока, что позволило количественно охарактеризовать его. По результатам дальнейших исследований удалось абстрагироваться от формы и длины проводников и ввести такие феноменологические характеристики, как удельное сопротивление проводника и внутреннее сопротивление источника питания. Закон Ома и поныне основа электротехники, однако исследования установили также рамки его применения — открыли элементы электрической цепи с нелинейными вольт-амперными характеристиками а также вещества, не имеющие электрического сопротивления — сверхпроводники. После открытия заряженных микроскопических частиц — электронов, была сформулирована микроскопическая теория электропроводности, объясняющая зависимости сопротивления от температуры посредством рассеяния электронов на колебаниях кристаллической решетки, примесях и т. д.

В. И. Ленин писал: «Одним словом, сегодняшний «физический» идеализм точно так же, как вчерашний «физиологический» идеализм, означает только то, что одна школа естествоиспытателей в одной отрасли естествознания скатилась к реакционной философии, не сумев прямо и сразу подняться от метафизического материализма к диалектическому материализму. Этот шаг делает и сделает современная физика, но она идет к единственно верному методу и единственно верной философии естествознания не прямо, а зигзагами, не сознательно, а стихийно, не видя ясно своей «конечной цели», а приближаясь к ней ощупью, шатаясь, иногда даже задом».( Ленин В. И. Материализм и эмпириокритицизм. — Полн. собр. соч., т. 18, с. 327. )

Количественный характер физики

Физика — количественная наука. Физический эксперимент опирается на измерения, то есть сравнение характеристик исследуемых явлений с определенными эталонами. С этой целью физика развила совокупность физических единиц и измерительных приборов. Отдельные физические единицы объединяются в системы физических единиц. Так, на современном этапе развития науки стандартом является Международная система СИ.

Полученные экспериментально количественные зависимости позволяют использовать для своей обработки математические методы и строить теоретические, то есть математические модели изучаемых явлений.

С изменением представлений о природе тех или иных явлений меняются также физические единицы, в которых измеряются физические величины. Так, например, для измерения температуры сначала были предложены произвольные температурные шкалы, которые делили промежуток температур между характерными явлениями (например, замерзанием и кипением воды) на определенное количество меньших промежутков, которые получили название градусов температуры. Для измерения количества теплоты была введена единица — калория, которая определяла количество теплоты, необходимой для нагрева грамма воды на один градус. Однако со временем физики установили соответствие между механической и тепловой формой энергии. Таким образом, оказалось, что предложенная ранее единица количества теплоты, калория, является излишней, как единица измерения температуры. И количество теплоты и температуру можно измерять в единицах механической энергии. В современную эпоху калория и градус не вышли из практического употребления, но между этими величинами и единицей энергии Джоулем существует точное числовое соотношение. Градус, как единица измерения температуры входит в систему СИ, а коэффициент перехода от температурной к энергетическим величинам, постоянная Больцмана, считается физической постоянной.

История физики

Физика — это наука о материи, ее свойствах и движении. Она является одной из наиболее древних научных дисциплин. Люди пытались понять свойства материи из древнейших времен: почему тела падают на землю, почему разные вещества имеют различные свойства и т. д. Интересовали людей также вопрос о строении мира, о природе Солнца и Луны. Сначала ответы на эти вопросы пытались искать в философии. В основном философские теории, которые пытались дать ответы на такие вопросы не проверялись на практике. Однако, несмотря на то, что нередко философские теории неправильно описывали наблюдения, еще в древние времена человечество добилось значительных успехов в астрономии, а греческий мудрец Архимед даже сумел дать точные количественные формулировки многих законов механики и гидростатики.

Некоторые теории древних мыслителей, как, например, идеи о атомах, которые были сформулированы в древних Греции и Индии, опережали время. Постепенно от общей философии начало отделяться естествознание, как и его часть, которая описывает окружающий мир. Одна из основных книг Аристотеля называется «Физика». Несмотря на некоторые неправильные утверждения, физика Аристотеля на протяжении веков оставалась основой знаний о природе.

См. также: Природное явление

Период до научной революции

Свойство человечества сомневаться и пересматривать положения, которые раньше считались единственно истинными, в поисках ответов на новые вопросы в итоге привела к эпохе великих научных открытий, которую сегодня называют научной революцией, начавшейся примерно со второй половины 16-го века. Предпосылки к этим коренным изменениям сложились благодаря достоянию древних мыслителей, наследие которых можно проследить до Индии и Персии. Сюда входят эллиптические модели планетарных орбит, опиравшиеся на гелиоцентрическую модель Солнечной системы, которую разработал индийский математик и астроном Ариабхата I, базовые положения атомизма, предложенные индусскими и джайнистськимы философами, теория о том, что свет эквивалентно энергетическим частицам буддистских мыслителей Дигнагы и Дхармакирти, оптическая теория арабского ученого Альхазена, изобретение персом Могаммадом аль Фазари астролябии. Персидский ученый Насир аль Дин ат Туси указал на значительные недостатки птолемеевской системы.

Средневековая Европа на какое-то время потеряла знания античных времен, но под влиянием Арабского халифата сохраненные арабами сочинения Аристотеля вернулись. В 12-13 веках нашли свой ​​путь в Европу также произведения индийских и персидских ученых. В Средние века начал складываться научный метод, в котором основная роль отводилась экспериментам и математическому описанию. Ибн аль-Хайсам (Альхазен) считается основоположником научного метода. В своей «Книге о оптике», написанной в 1021 году, он описывал эксперименты, поставленные для того, чтобы доказать справедливость своей теории зрения, которая утверждала, что глаз воспринимает свет, излучаемый другими объектами, а не сам глаз излучает свет, как считали раньше Евклид и Птолемей. В экспериментах Альхазена использовалась камера обскура. С помощью этого прибора он проверял свои гипотезы относительно свойств света: или свет распространяется по прямой, или смешиваются в воздухе различные лучи света.

Научная революция

Период научной революции характеризуется утверждением научного метода исследований, вычленением физики из массы натурфилософии в отдельную область и развитием отдельных разделов физики: механики, оптики, термодинамики и т. д.

Большинство историков придерживаются мнения о том, что научная революция началась в 1543 году, когда Копернику привезли из Нюрнберга впервые напечатанный экземпляр его книги «Об обращении небесных сфер».

На протяжении века с тех пор знания человечество обогатилось работами таких исследователей, как Галилео Галилея, Христиана Гюйгенса, Иоганна Кеплера и Блеза Паскаля. Галилей первым начал последовательно применять научный метод, проводя эксперименты, чтобы подтвердить свои предположения и теории. Он сформулировал некоторые законы динамики и кинематики, в частности закон инерции, и проверил их опытным путем. В 1687 году Ньютон опубликовал книгу «Principia», в которой в подробностях описал две основополагающие физические теории: законы движения тел, известные под названием законы Ньютона, и законы тяготения. Обе теории прекрасно согласовывались с экспериментом. Книга также приводила теории движения жидкостей. Впоследствии классическая механика была переформулирована и расширенная Леонардом Эйлером, Жозефом-Луи Лагранжем, Уильямом Гамильтоном и другими. Законы гравитации заложили основу тому, что позже стало астрофизикой, которая использует физические теории для описания и объяснения астрономических наблюдений.

После установления законов механики Ньютоном, следующим исследовательским полем стало электричество. Основы создания теории электричества заложили наблюдения и опыты таких ученых 17-го века, как Роберт Бойль, Стивен Грей, Бенджамин Франклин. Сложились основные понятия — электрический заряд и электрический ток. В 1831 году английский физик Майкл Фарадей объединил электричество и магнетизм, продемонстрировав, что движущийся магнит индуцирует в электрической цепи ток. Опираясь на эту концепцию, Джеймс Клерк Максвелл построил теорию электромагнитного поля. Кроме электромагнитных явлений уравнения Максвелла описывают свет. Подтверждение этому нашел Генрих Герц, открыв радиоволны.

С построением теории электромагнитного поля и электромагнитных волн победой волновой теории света, основанной Гюйгенсом, над корпускулярной теорией Ньютона, завершилось построение классической оптики. На этом пути оптика обогатилась пониманием дифракции и интерференции света, достигнутым благодаря трудам Френеля и Янга.

В 18-м и начале 19-го века были открыты основные законы поведения газов, а со временем тепловых машин сформировалась наука термодинамика. В 19-ом веке Джоуль установил эквивалентность механической и тепловой энергий, что привело к формулировке закона сохранения энергии. Благодаря Клаузиусу был сформулирован второй закон термодинамики, Гиббс заложил основы статистической физики, Людвиг Больцман предложил статистическую интерпретацию понятия энтропии.

Под конец девятнадцатого века физики подошли к значительному открытию — экспериментальному подтверждению существования атома.

В конце девятнадцатого века изменилась роль физики в обществе. Возникновение новой техники: электричества, радио, автомобиля и т. д., требовало большого объема прикладных исследований. Занятия наукой стало профессией. Фирма General Electric первой открыла собственные исследовательские лаборатории. Такие же лаборатории стали появляться в других фирмах.

Смена парадигм

Конец девятнадцатого, начало двадцатого века был временем, когда под давлением новых экспериментальных данных физикам пришлось пересмотреть старые теории и заменить их новыми, заглядывая все глубже в строение материи. Эксперимент Майкельсона — Морли выбил основу из-под ног электромагнетизма, поставив под сомнение существование эфира. Были открыты новые явления, такие как рентгеновские лучи и радиоактивность. Не успели физики доказать существование атома, как появились доказательства существования электрона, эксперименты с фотоэффекта и измерения спектра теплового излучения давали результаты, которые невозможно было объяснить, исходя из принципов классической физики. В прессе этот период назывался кризисом физики, но одновременно он стал периодом триумфа физики, сумевшей выработать новые революционные теории, которые не только объяснили непонятные явления, но и многие другие, открыв путь к новому пониманию природы.

В 1905 году Альберт Эйнштейн построил специальную теорию относительности, которая продемонстрировала, что понятие эфира не требуется при объяснении электромагнитных явлений. При этом пришлось изменить классическую механику Ньютона, дав ей новую формулировку, справедливую при больших скоростях. Коренным образом изменились также представления о природе пространства и времени. Эйнштейн развил свою теорию в общую теорию относительности, опубликованную в 1916 году. Новая теория включала в себя описание гравитационных явлений и открыла путь к становлению космологии — науки об эволюции Вселенной.

Рассматривая задачу о тепловом излучении абсолютно черного тела Макс Планк в 1900 году предложил невероятную идею, что электромагнитные волны излучаются порциями, энергия которых пропорциональна частоте. Эти порции получили название квантов, а сама идея начала построение новой физической теории — квантовой механики, которая еще больше изменила классическую ньютоновскую механику, на этот раз при очень малых размерах физической системы. В том же 1905-м году Альберт Эйнштейн применил идею Планка для успешного объяснения экспериментов с фотоэффектом, предположив, что электромагнитные волны не только излучаются, но и поглощаются квантами. Корпускулярная теория света, которая, казалось, потерпела сокрушительное поражение в борьбе с волновой теорией, вновь получила поддержку.

Спор между корпускулярной и волновой теорией нашел свое решение в корпускулярно-волновом дуализме, гипотезе, сформулированной Луи де Бройлем. По этой гипотезе не только квант света, а любая другая частица проявляет одновременно свойства, присущие как корпускул, так и волны. Гипотеза Луи де Бройля подтвердилась в экспериментах с дифракции электронов.

В 1911 году Эрнест Резерфорд предложил планетарную теорию атома, а в 1913 году Нильс Бор построил модель атома, в которой постулировал квантовый характер движения электронов. Благодаря работам Вернера Гайзенберга, Эрвина Шредингера, Вольфганга Паули, Поля Дирака и многих других квантовая механика нашла свое точную математическую формулировку, подтвердждённую многочисленными экспериментами. В 1927 году была произведена копенгагенская интерпретация, которая открывала путь для понимания законов квантового движения на качественном уровне.

Физика современности

С открытием радиоактивности Анри Беккерелем началось развитие ядерной физики, которая привела к появлению новых источников энергии: атомной энергии и энергии ядерного синтеза. Открытые при исследованиях ядерных реакции новые частицы: нейтрон, протон, нейтрино, дали начало физике элементарных частиц. Эти новые открытия на субатомном уровне оказались очень важными для физики на уровне Вселенной и позволили сформулировать теорию её эволюции — теорию Большого взрыва.

Сложилось окончательное разделение труда между физиками-теоретиками и физиками-экспериментаторами. Энрико Ферми был, пожалуй, последним выдающимся физиком, успешным как в теории, так и в экспериментальной работе.

Передний край физики переместился в область исследования фундаментальных законов, ставя перед собой цель создать теорию, которая объясняла бы Вселенную, объединив теории фундаментальных взаимодействий. На этом пути физика получила частичные успехи в виде теории электрослабого взаимодействия и теории кварков, обобщённой в так называемой стандартной модели. Однако, квантовая теория гравитации до сих пор не построена. Определенные надежды связываются с теорией струн.

Начиная с создания квантовой механики, быстрыми темпами развивается физика твердого тела, открытия которой привели к возникновению и развитию электроники, а с ней и информатики, которые внесли коренные изменения в культуру человеческого общества.

Теоретическая и экспериментальная физика

В основе своей физика — экспериментальная наука: все её законы и теории основываются и опираются на опытные данные. Однако зачастую именно новые теории являются причиной проведения экспериментов и, как результат, лежат в основе новых открытий. Поэтому принято различать экспериментальную и теоретическую физику.

Экспериментальная физика исследует явления природы в заранее подготовленных условиях. В её задачи входит обнаружение ранее неизвестных явлений, подтверждение или опровержение физических теорий. Многие достижения в физике были сделаны благодаря экспериментальному обнаружению явлений, не описываемых существующими теориями. Например, экспериментальное изучение фотоэффекта послужило одной из посылок к созданию квантовой механики (хотя рождением квантовой механики считается появление гипотезы Планка, выдвинутой им для разрешения ультрафиолетовой катастрофы — парадокса классической теоретической физики излучения).

В задачи теоретической физики входит формулирование общих законов природы и объяснение на основе этих законов различных явлений, а также предсказание до сих пор неизвестных явлений. Верность любой физической теории проверяется экспериментально: если результаты эксперимента совпадают с предсказаниями теории, она считается адекватной (достаточно точно описывающей данное явление).

При изучении любого явления экспериментальные и теоретические аспекты одинаково важны.

Прикладная физика

От своего зарождения физика всегда имела большое прикладное значение и развивалась вместе с машинами и механизмами, которые человечество использовало для своих нужд. Физика широко используется в инженерных науках, немало физиков были одновременно изобретателями и, наоборот. Механика, как часть физики, тесно связана с теоретической механикой и сопротивлением материалов, как инженерными науками. Термодинамика связана с теплотехникой и конструированием тепловых двигателей. Электричество связано с электротехникой и электроникой, для становления и развития которой очень важны исследования в области физики твердого тела. Достижения ядерной физики обусловили появление ядерной энергетики, и тому подобное.

Физика также имеет широкие междисциплинарные связи. На границе физики, химии и инженерных наук возникла и быстро развивается такая отрасль науки как материаловедение. Методы и инструменты используются химией, что привело к становлению двух направлений исследований: физической химии и химической физики. Все мощнее становится биофизика — область исследований на границе между биологией и физикой, в которой биологические процессы изучаются исходя из атомарного структуры органических веществ. Геофизика изучает физическую природу геологических явлений. Медицина использует методы, такие как рентгеновские и ультразвуковые исследования, ядерный магнитный резонанс — для диагностики, лазеры — для лечения болезней глаз, ядерное облучение — в онкологии, и тому подобное.

Основные теории

Хотя физика имеет дело с разнообразными системами, некоторые физические теории применимы в больших областях физики. Такие теории считаются в целом верными при дополнительных ограничениях. Например, классическая механика верна, если размеры исследуемых объектов намного больше размеров атомов, скорости существенно меньше скорости света, и гравитационные силы малы. Эти теории всё ещё активно исследуются; например, такой аспект классической механики, как теория хаоса был открыт только в XX веке. Они составляют основу для всех физических исследований.

Разделы физики

Макроскопическая физика

Микроскопическая физика

Разделы физики на стыке наук

Справка

Важнейшие журналы

Российские

Зарубежные

  • Nature Physics
  • Журналы Американского физического общества
    • Physics — короткие обзорные статьи по результатам, опубликованным в других журналах общества.
    • Reviews of Modern Physics (RMP) Публикует обзорные статьи по большим разделам физики
    • Physical Review Letters (PRL) Наиболее престижный (после Nature и Science) журнал: короткие статьи по новейшим исследованиям
    • Physical Review (A,B,C,D,E) Статьи разного формата, более подробные, но менее оперативно публикуемые, чем в Phys. Rev. Lett.
    • Annals of Physics
  • Журналы Американского института физики
  • Европейские журналы
    • Journal of Physics (A, B, C …)
    • New Journal of Physics
    • Physica (A, B, C …)
    • Physics Letters A
    • Europhysics Letters
    • Zeitschrift für Physik Именно в этом журнале публиковались Эйнштейн, Гейзенберг, Планк…
    • Nuovo cimento (A, B, C …)
    • Foundations of Physics
  • Научно-популярные журналы

А также архив препринтов arXiv.org, на котором статьи появляются гораздо раньше их появления в журналах и доступны для свободного скачивания.

См. также

Ссылки

Коды в системах классификации знаний

Примечания

Литература

  • Иванов Б. Н. Законы физики. Изд.3, М.:URSS, 2010 г., 368 с

Лев Ландау | Политех (Политехнический музей)

Место рождения: Баку

Деятельность и интересы: квантовая механика, физика твердого тела, магнетизм, физика низких температур, физика космических лучей, гидродинамика, квантовая теория поля, физика атомного ядра и физика элементарных частиц, физика плазмы

Биография
Выдающийся советский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии по физике (1962), ученик Нильса Бора, одна из ключевых фигур в московском Институте физических проблем П.Л. Капицы. Создатель крупной школы теоретической физики: среди многочисленных учеников Ландау — советские физики, сыгравшие важную роль в развитии наук.
Научные интересы Ландау, как и многих физиков-теоретиков, были очень обширны. Среди областей, в то или иное время его занимавших, — физика твердого тела, магнетизм, физика космических лучей, физика низких температур, гидродинамика, квантовая механика, квантовая теория поля, физика атомного ядра, физика элементарных частиц и физика плазмы. Первые работы Ландау были посвящены квантовой механике. Он стал одним из создателей статистической теории ядра. Одной из важных областей исследований Ландау была термодинамика фазовых переходов 2−го рода. Совместно с В.Л. Гинзбургом разработал полуфеноменологическую теорию сверхпроводимости. Ландау — автор теории сверхтекучести жидкого гелия-II, положившей начало физике квантовых жидкостей; за эту работу в 1962 году получил Нобелевскую премию («за пионерские работы в области теории конденсированных сред, в особенности жидкого гелия»).
Награжден тремя орденами Ленина, лауреат Ленинской премии (1962), трижды лауреат Сталинской (Государственной) премии, член многих зарубежных академий наук и научных обществ.

Образование, степени и звания
1946, Академия наук СССР: академик
1916−1920, Еврейская гимназия, Азербайджан, Баку: выпускник
1920−1922, Бакинский экономический техникум, Азербайджан, Баку
1922−1924, Бакинский университет, Азербайджан, Баку; Факультеты: физико-математический, химический: переведен в Ленинградский государственный университет
1924−1927, Ленинградский государственный университет, Санкт-Петербург; Факультет: физико-математический
1926−1929, Ленинградский физико-технический институт: аспирант
1929−1931, Европейская научная командировка (Берлин, Гёттинген, Лейпциг, Копенгаген, Кембридж, Цюрих), в том числе Институт теоретической физики Университета Копенгагена
1931−1932, Ленинградский физико-технический институт
1932−1937, Украинский физико-технический институт, Харьков: доктор физико-математических наук (без защиты диссертации)

Работа
1927−1929, Ленинградский физико-технический институт
1932−1937, Украинский физико-технический институт, Харьков: глава теоретического отдела
1933−1937, Харьковский механико-машиностроительный институт (ныне Харьковский политехнический институт): заведующий кафедрой теоретической физики
1935−1937, Харьковский государственный университет: заведующий кафедрой общей физики
1937−1962, Институт физических проблем АН СССР, Москва: руководитель теоретического отдела
1943−1947, Московский государственный университет: преподаватель кафедры физики низких температур
1947−1950, Московский физико-технический институт: преподаватель кафедры общей физики

Дом
1916−1924, Азербайджан, Баку
1924−1929, Ленинград
1929−1930, Дания, Копенгаген
1932−1937, Харьков
1937−1941, Москва
1941−1943, Казань
1943−1968, Москва

Факты из жизни
• Родился в семье инженера-нефтяника и гимназической преподавательницы естествознания.
• Говорил о себе: «Интегрировать научился лет в тринадцать, а дифференцировать умел всегда».
• Спустя много лет гимназический учитель признался Ландау, что, преподавая ему математику, смертельно его боялся.
• Математические расчеты производил в уме, не пользуясь ни логарифмической линейкой, ни таблицами логарифмов, ни справочниками.
• Поступил в Бакинский университет в 14 лет.
• Друзья и близкие звали его «Дау».
• Единственным своим учителем считал Нильса Бора, у которого стажировался в 1929−1930 годах.
• После публикации работы Ландау о диамагнетизме английский физик-теоретик Рудольф Пайерлс, один из пионеров современных представлений о магнетизме, сказал: «Надо смотреть правде в лицо: все мы питаемся крошками со стола Ландау».
• В харьковском Украинском физико-техническом институте на кабинете Ландау была прибита табличка «Л.Д. Ландау. Осторожно, кусается!».
• В детстве дал зарок не курить, не пить и не жениться, однако с 1934 года жил в гражданском браке с Конкордией (Корой) Дробанцевой, на которой впоследствии женился. С женой заключил «брачный пакт о ненападении», подразумевавший свободу личной жизни супругов на стороне.
• В 1934 году создал «теоретический минимум Ландау» — систему экзаменов по теоретической физике, которые необходимо было сдать, чтобы считаться учеником Ландау: два экзамена по математике, механика, теория поля, квантовая механика, статистическая физика, механика сплошных сред, электродинамика сплошных сред и квантовая электродинамика.
• В 1938 году отредактировал антисталинскую листовку, был арестован НКВД и год провел в тюрьме. Вышел на свободу благодаря ходатайству Нильса Бора и поддержке Капицы, который взял Ландау «на поруки». После освобождения и до конца жизни работал у Капицы в ИФП.
• В 1955 году подписал «Письмо трехсот».
• Разработал теорию счастья, которая гласила, что человек обязан быть счастливым. Формула счастья по Ландау содержала три параметра: работа, любовь и общение с людьми.
• По воспоминаниям Коры Дробанцевой, любимая присказка Ландау: «Я не такая, я иная, я вся из блесток и минут».
• Величайшим грехом на свете полагал скуку.
• На пятидесятилетие коллеги и студенты подарили Ландау медаль с его профилем и одной из любимых его фраз: «Ot duraca slychu».
• Попал в автокатастрофу 7 января 1962 года, и в спасении его жизни принимали участие физики всего мира.
• 10 декабря 1962 года Ландау была вручена медаль Нобелевского лауреата. Это было первое в истории награждение Нобелевской премией, проходившее в больнице.
• После автокатастрофы Ландау фактически оставил научную деятельность, в течение шести лет постепенно приходил в норму, однако в 1968 году внезапно умер от тромбоза после операции.
• По своему складу более всех деятелей советской науки соответствовал классическому образу «безумного ученого».
• После смерти Ландау его родственники, коллеги и ученики публиковали многочисленные воспоминания, в которых единодушно признавали гениальность Дау, однако жарко полемизировали друг с другом касательно своей значимости в его жизни. Это предсказуемо замутнило биографию ученого и отчасти вульгаризировало память о нем. Между тем сам Ландау говорил: «Бойтесь странностей. Все хорошее просто и понятно, а где странности, там всегда скрыта какая-то муть».
• Последние слова Ландау: «Мне всегда всё удавалось».
• В честь Ландау назван астероид 2142, кратер на Луне, минерал ландауит, а также Институт теоретической физики в Черноголовке, в 1964 году основанный учеником Ландау И.М. Халатниковым.

Открытия
• В 1927 году ввел понятие «матрицы плотности», применяемое в квантовой механике и статистической физике.
• В 1930 году создал квантовую теорию диамагнетизма электронов (диамагнетизма Ландау).
• В 1937 году построил теорию фазовых переходов 2-го рода (переходах, при которых состояние тела меняется непрерывно, а симметрия — скачкообразно; при фазовых переходах 2-го рода не меняется плотность тела и не происходит выделения или поглощения теплоты).
• В 1935 году вместе с Е.М. Лифшицем рассчитал доменную структуру ферромагнетика и доказал, что границы между доменами ферромагнетика — узкие слои, в которых направление намагниченности меняется непрерывно и постепенно.
• В конце 1930-х построил теорию промежуточного состояния сверхпроводников: вывел формулу расчета толщины чередующихся сверхпроводящих и нормальных слоев в промежуточном состоянии сверхпроводника, помещенного в электромагнитное поле.
• В 1937 году получил соотношение между плотностью уровней в ядре и энергией возбуждения и стал одним из создателей статистической теории ядра.
• В 1940−1941 гг., исходя из законов квантовой механики, создал теорию сверхтекучести жидкого гелия-II, в 1938 году открытого П.Л. Капицей. Из теории Ландау вырос новый раздел науки — физика квантовых жидкостей, а Ландау в 1962 году получил Нобелевскую премию «за пионерские работы в области теории конденсированных сред, в особенности жидкого гелия».
• В 1948 — 1959 годах совместно с Л.М. Пятигорским (т. 1) и Е.М. Лифшицем (тт. 2 — 8) создал классический цикл учебников «Курс теоретической физики».
• В 1946 году создал теорию колебаний электронной плазмы («затухание Ландау» — бесстолкновительное затухание волн в плазме).
• В 1950 году совместно с В.Л. Гинзбургом создал полуфеноменологическую теорию сверхпроводимости (теория Гинзбурга — Ландау).
• В 1956 году работал над широко применяющейся ныне теорией Ферми-жидкости — квантовомеханической жидкости, состоящей из фермионов в определенных физических условиях.
• В 1957 году предложил принцип комбинированной четности: все физические системы будут эквивалентными, если при замене «правой» системы координат на «левую» все частицы заменить античастицами.

начало – iq2u – Тесты. Тест. Тесты онлайн. Онлайн тесты. Онлайн тест. Тест онлайн. Тестирование. Тесты с ответами. Пройти тест

Часть броуновского движения

Комментатор на НТВ

Общее название для частиц, участвующих в сильных взаимодествиях

Материя построенная из античастиц

Олимпиадная физика | Новости сибирской науки

​Программа «Открытие олимпиадного сезона. Физика для 8-10 класса» проводится с 20 по 26 сентября очно на базе ЦДиСО им.О. Кошевого. 


 

Программа направлена на подготовку к муниципальному этапу ВОШ по физике и включает в себя теоретические, практические занятия по физике, лекции, тренировочные олимпиадные туры . 


 

Приём заявок продлится до 3 сентября . Результаты отбора будут опубликованы на сайте не позднее 10 сентября. 


 

В процессе обучения обучающиеся смогут:

— Развить способности в области физики и расширить их кругозор;

— Углублённо изучить отдельные темы школьного курса физики;

— Рассмотреть приемы и методы решения теоретических олимпиадных задач по физике;

— Развить навыки решения экспериментальных задач при очном проведении. 


 

Примерный круг тем: 


 

8 класс: Кинематика равномерного и неравномерного движения. Статика и гидростатика. Тепловые явления. Баланс энергии. Теплота. Фазовые превращения. 


 

9 класс: Кинематика равноускоренного движения. Графики в кинематике. Относительность движения. Кинематические связи. Динамика. Силы. Законы Ньютона. Статика и гидростатика. Законы сохранения. 


 

10 класс: Кинематика. Динамика. Законы сохранения. Комбинированные задачи механики. Молекулярная физика. Газовые законы. Изопроцессы. Термодинамика. Начало термодинамики. 


 

Участники и порядок отбора:

Участники отбора – обучающиеся 8, 9, 10 классов Новосибирской области. 


 

На программу приглашаются участники по результатам заключительного этапа Всесибирской олимпиады 2021 г., а также по результатам регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике и регионального этапа олимпиады Максвелла в 2021 году. 


 


 

Руководитель программы – Юлдашева Мария Рашидовна , преподаватель кафедры физики СУНЦ НГУ, e-mail: [email protected] 


 


SciGuide — Научные ресурсы в открытом доступе

 Базы данных и порталы  ► Физика

Atomic Spectral Line Broadening Bibliographic Database (physics.nist.gov)  ► База данных содержит ссылки на публикации, содержащие численные данные, общую информацию, комментарии, обзоры атомных спектров, и является частью коллекции Центра атомной спектроскопии NIST.
CERN Document Server (weblib.cern.ch)  ► Более 900,000 библиографических записей, 360,000 полнотекстовых документов, представляющих интерес для специалистов в области физики частиц и смежных областях. Содержит препринты, книги, журналы, фотографии и т. д. Сайт существует и на русском языке.
CfA (www.cfa.harvard.edu)  ► Ссылки к сайтам Астрофизического центра (The Center for Astrophysics), объединяющего ресурсы и исследования Обсерватории Гарвардского университета и Астрофизической обсерватории Смитсоновского института (США).
High Energy Astrophysics Science Archive Research Center (HEASARC) (heasarc.gsfc.nasa.gov)  ► HEASARC предоставляет доступ к основному архиву NASA (центр космических полетов Годдард) по астрофизике высоких энергий.
Living Reviews (www.livingreviews.org)  ► Научные журналы по теории относительности и гравитации, солнечной и гелиосферной физике и вычислительной астрофизике. Уникальный проект, дающий авторам статей возможность их периодического обновления.
PhysNet — Physics Departments and Documents Worldwide (www.physnet.de)  ►PhysNet — предлагает пользователям Интернет информацию о научных конференциях и журналах, о публикациях в области физики, о физических институтах и факультетах университетов, и (в разделе Links) ссылки на другие указатели в области физики и смежных дисциплин.
Plasma Physics on the Internet (plasma-gate.weizmann.ac.il)  ► Каталог серверов по физике плазмы по всему миру; сайт предлагает свободный доступ к препринтам статей по физике с 1994 г., а также к книгам по различным разделам физики.
RP Photonics (www.rp-photonics.com/encyclopedia.html)  ►Комплексная энциклопедия открытого доступа по лазерной физике и технологии, созданная доктором Рюдигером Пашотта и поддерживаемая RP Photonics Consulting GmbH.
SAO/NASA (adswww.harvard.edu)  ► The SAO/NASA Astrophysics Data System Abstract Service предоставляет доступ к литературе по физике и астрономии, находящейся в свободном доступе. Поддерживается Гарвард-Смитсоновским центром астрофизики.
Thermal-Fluids Central (www.thermalfluidscentral.org)  ► Thermal-Fluids Central — портал ресурсов по тепло- и массообмену, термодинамике, механике жидкости, горению и многофазным системам.

What is Physics — Department of Physics

Физика — это естествознание, основанное на экспериментах, измерениях и математическом анализе с целью нахождения количественных физических законов для всего: от наномира микрокосмоса до планет, солнечных систем и галактик, которые занимают макрокосмос.

Законы природы можно использовать для предсказания поведения мира и всех видов машин. Многие из повседневных технологических изобретений, которые мы сейчас принимаем как должное, стали результатом открытий в физике.Основные законы физики универсальны, но физика в наше время является настолько обширной областью, что многие подполя почти рассматриваются как отдельные науки.

Ранние греки установили первые количественные физические законы, такие как описания Архимеда принципа рычагов и плавучести тел в воде. Но на самом деле они не проводили экспериментов, а физика как наука находилась в застое на многие века. К 17 веку, однако, Галилео Галилей, а позже Иссак Ньютон помогли впервые использовать математику в качестве фундаментального инструмента в физике, что привело к успехам в описании движения небесных тел, законов гравитации и трех законов движения.

Законы электричества, магнетизма и электромеханических волн были разработаны в 1800-х годах Фарадеем и Максвеллом, в частности, в то время как многие другие внесли свой вклад в наше понимание оптики и термодинамики.

Можно сказать, что современная физика началась примерно на рубеже 20-го века с открытия рентгеновских лучей (Рентген, 1895), радиоактивности (Беккерель, 1896), квантовой гипотезы (Планк, 1900), теории относительности (Эйнштейн, 1905) и атомной энергии. теория (Бор 1913).

Квантовая механика (Гейзенберг и Шредингер), начавшаяся в 1926 году, также дала ученым лучшее понимание химии и физики твердого тела, что, в свою очередь, привело к созданию новых материалов и более совершенных электронных и оптических компонентов.Ядерная физика и физика элементарных частиц стали важными областями, а физика элементарных частиц теперь является основой астрофизики и космологии.

Как физика стирает начало Вселенной

Расширяющаяся Вселенная, полная галактик и сложной структуры, которую мы наблюдаем сегодня, возникла из … [+] меньшего, более горячего, более плотного и однородного состояния. Но даже это начальное состояние имело свои истоки, когда главным кандидатом на то, откуда все это взялось, была космическая инфляция.

С.FAUCHER-GIGURE, A. LIDZ, L. HERNQUIST, SCIENCE 319, 5859 (47)

Из всех вопросов, над которыми когда-либо размышляло человечество, возможно, самый глубокий — «откуда все это взялось?» На протяжении поколений мы рассказывали друг другу сказки о нашем собственном изобретении и выбирали тот рассказ, который нам больше всего подходил. Идея о том, что мы можем найти ответы, исследуя саму Вселенную, была чужой до недавнего времени, когда научные измерения начали решать головоломки, которые ставили в тупик как философов, теологов, так и мыслителей.

ХХ век принес нам общую теорию относительности, квантовую физику и Большой взрыв, и все это сопровождалось впечатляющими успехами в наблюдениях и экспериментах. Эти структуры позволили нам сделать теоретические прогнозы, которые мы затем протестировали, и они прошли с честью, в то время как альтернативы отпали. Но — по крайней мере, для Большого взрыва — он оставил некоторые необъяснимые проблемы, которые потребовали от нас пойти дальше. Когда мы это сделали, мы пришли к неудобному выводу, с которым все еще думаем сегодня: любая информация о начале Вселенной больше не содержится в нашем наблюдаемом космосе.Вот печальная история.

Звезды и галактики, которые мы видим сегодня, существовали не всегда, и чем дальше мы идем, тем ближе к … [+] явной сингулярности становится Вселенная, когда мы переходим к более горячим, плотным и однородным состояниям. Однако у этой экстраполяции есть предел, поскольку возвращение к сингулярности создает загадки, на которые мы не можем ответить.

НАСА, ЕКА И А. ФЕЙЛД (STSCI)

В 1920-х годах, чуть менее века назад, наша концепция Вселенной навсегда изменилась, поскольку две серии наблюдений сошлись в совершенной гармонии.За последние несколько лет ученые под руководством Весто Слайфера начали измерять спектральные линии — характеристики излучения и поглощения — множества звезд и туманностей. Поскольку атомы одинаковы повсюду во Вселенной, электроны внутри них совершают одинаковые переходы: у них одинаковые спектры поглощения и излучения. Но некоторые из этих туманностей, в частности спиральные и эллиптические, имели чрезвычайно большое красное смещение, которое соответствовало высокой скорости удаления: быстрее, чем что-либо еще в нашей галактике.

Начиная с 1923 года Эдвин Хаббл и Милтон Хьюмасон начали измерять отдельные звезды в этих туманностях, определяя расстояния до них. Они находились далеко за пределами нашего Млечного Пути: в большинстве случаев на расстоянии миллионов световых лет. Когда вы объединили измерения расстояния и красного смещения вместе, все это указывало на один неизбежный вывод, который также теоретически поддерживался Общей теорией относительности Эйнштейна: Вселенная расширяется. Чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется от нас.

Первоначальные наблюдения Хаббловского расширения Вселенной в 1929 году, за которыми последовали … [+] более подробные, но также неопределенные наблюдения. График Хаббла ясно показывает отношение красного смещения к расстоянию с лучшими данными его предшественников и конкурентов; современные эквиваленты идут намного дальше. Обратите внимание, что пекулярные скорости всегда присутствуют, даже на больших расстояниях, но важна общая тенденция.

РОБЕРТ П. КИРШНЕР (справа), ЭДВИН ХАББЛ (слева)

Если Вселенная сегодня расширяется, это означает, что все следующее должно быть правдой.

  1. Вселенная становится менее плотной, поскольку (фиксированное количество) материи в ней занимает все большие и большие объемы.
  2. Вселенная охлаждается, поскольку свет внутри нее растягивается до более длинных волн.
  3. А галактики, которые не связаны гравитацией, со временем отдаляются друг от друга.

Это некоторые замечательные и головокружительные факты, поскольку они позволяют нам экстраполировать то, что произойдет со Вселенной по мере того, как время неумолимо движется вперед.Но те же законы физики, которые говорят нам, что произойдет в будущем, могут также сказать нам, что происходило в прошлом, и сама Вселенная не является исключением. Если Вселенная сегодня расширяется, остывает и становится менее плотной, значит, в далеком прошлом она была меньше, горячее и плотнее.

В то время как материя (как нормальная, так и темная) и излучение становятся менее плотными по мере расширения Вселенной из-за … [+] ее увеличивающегося объема, темная энергия, а также энергия поля во время инфляции, являются формой энергии, присущей самому космосу .По мере того как в расширяющейся Вселенной создается новое пространство, плотность темной энергии остается постоянной.

E. SIEGEL / ЗА ПРЕДЕЛАМИ ГАЛАКТИКИ

Большая идея Большого взрыва заключалась в том, чтобы экстраполировать это назад, насколько это возможно: на все более горячие, плотные и однородные состояния по мере того, как мы идем все раньше и раньше. Это привело к ряду замечательных предсказаний, в том числе:

  • более далекие галактики должны быть меньше, более многочисленны, иметь меньшую массу и богаче горячими голубыми звездами, чем их современные аналоги,
  • должно быть все меньше и меньше тяжелых элементов, когда мы смотрим назад во времени,
  • должно наступить время, когда Вселенная станет слишком горячей, чтобы образовывать нейтральные атомы (и оставшуюся ванну теперь холодного излучения, которая существует с того времени),
  • должно даже наступить время, когда атомные ядра будут разрушены сверхэнергетическим излучением (оставив реликтовую смесь изотопов водорода и гелия).

Все четыре из этих предсказаний были подтверждены наблюдениями, когда в середине 1960-х годов была обнаружена остаточная радиационная ванна, первоначально известная как «первобытный огненный шар», а теперь называемая космическим микроволновым фоном. Хлопнуть.

Арно Пензиас и Боб Уилсон в месте расположения антенны в Холмделе, штат Нью-Джерси, где впервые был идентифицирован космический … [+] микроволновый фон. Хотя многие источники могут создавать фоны низкоэнергетического излучения, свойства реликтового излучения подтверждают его космическое происхождение.

ФИЗИКА СЕГОДНЯ КОЛЛЕКЦИЯ / AIP / SPL

Вы можете подумать, что это означает, что мы можем экстраполировать Большой взрыв назад, сколь угодно далеко в прошлое, до тех пор, пока все вещество и энергия во Вселенной не сконцентрируются в одной точке. Вселенная достигнет бесконечно высоких температур и плотностей, создав физическое состояние, известное как сингулярность: когда законы физики, как мы их знаем, дают предсказания, которые больше не имеют смысла и больше не могут быть действительными.

Наконец-то! После тысячелетних поисков мы получили это: источник Вселенной! Вселенная началась с Большого взрыва некоторое время назад, что соответствует рождению пространства и времени, и все, что мы когда-либо наблюдали, было продуктом этих последствий. Впервые у нас был научный ответ, который действительно указывал не только на то, что у Вселенной было начало, но и на то, когда это начало произошло. По словам Жоржа Леметра, первого человека, который изучил физику расширяющейся Вселенной, это был «день без вчерашнего дня».”

Визуальная история расширяющейся Вселенной включает горячее, плотное состояние, известное как Большой взрыв, и … [+] последующий рост и формирование структуры. Полный набор данных, включая наблюдения за легкими элементами и космическим микроволновым фоном, оставляет только Большой взрыв в качестве действительного объяснения всего, что мы видим. По мере расширения Вселенная также охлаждается, позволяя образовываться ионам, нейтральным атомам и, в конечном итоге, молекулам, газовым облакам, звездам и, наконец, галактикам.

НАСА / CXC / M.WEISS

Только было несколько неразрешенных загадок, которые возникли из-за Большого взрыва, но не дали ответов на них.

Почему области, которые были причинно разобщены, то есть не имели времени обмениваться информацией, даже со скоростью света, имели одинаковые температуры друг с другом?

Почему начальная скорость расширения Вселенной (которая работает, чтобы расширять объекты) и общее количество энергии во Вселенной (которая притягивает и борется с расширением) были идеально сбалансированы на раннем этапе: более чем с 50 десятичными знаками?

И почему, если мы достигли этих сверхвысоких температур и плотностей на раннем этапе, то сегодня в нашей Вселенной нет остатков реликвий тех времен?

На протяжении 1970-х годов ведущие физики и астрофизики в мире беспокоились об этих проблемах, теоретизируя о возможных ответах на эти загадки.Затем, в конце 1979 года, молодой теоретик по имени Алан Гут осознал, что изменил историю.

На верхней панели наша современная Вселенная повсюду имеет одни и те же свойства (включая температуру) … [+] потому что они произошли из области, обладающей одинаковыми свойствами. На средней панели пространство, которое могло иметь любую произвольную кривизну, раздуто до точки, где мы не можем наблюдать никакой кривизны сегодня, решая проблему плоскостности. А на нижней панели уже существующие высокоэнергетические реликвии раздуваются, обеспечивая решение проблемы высокоэнергетических реликвий.Вот как инфляция решает три великие загадки, которые Большой взрыв не может объяснить сам по себе.

E. SIEGEL / ЗА ПРЕДЕЛАМИ ГАЛАКТИКИ

Новая теория была известна как космическая инфляция и постулировала, что, возможно, идея Большого взрыва была лишь хорошей экстраполяцией назад к определенному моменту времени, когда ему предшествовало (и возникло) это инфляционное состояние. Вместо достижения произвольно высоких температур, плотностей и энергий, инфляция утверждает, что:

  • Вселенная больше не была заполнена материей и излучением,
  • , но вместо этого обладал большим количеством энергии, присущей самой ткани пространства,
  • , который вызвал экспоненциальное расширение Вселенной (где скорость расширения не меняется со временем),
  • , приводящий Вселенную к плоскому, пустому, однородному состоянию,

, пока не закончится инфляция.Когда он заканчивается, энергия, которая была присуща самому пространству — энергия, которая везде одинакова, за исключением квантовых флуктуаций, запечатленных на нем, — превращается в материю и энергию, что приводит к горячему Большому взрыву.

Квантовые флуктуации, возникающие во время инфляции, растягиваются по всей Вселенной, и когда … [+] инфляция заканчивается, они становятся флуктуациями плотности. Со временем это приводит к крупномасштабной структуре во Вселенной сегодня, а также к флуктуациям температуры, наблюдаемым в CMB.Подобные новые прогнозы необходимы для демонстрации обоснованности предложенного механизма точной настройки.

E. SIEGEL, С ИЗОБРАЖЕНИЯМИ, ПОЛУЧЕННЫМИ ИЗ ESA / PLANCK И ЦЕЛЕВОЙ СИЛЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ DOE / NASA / NSF ПО ИССЛЕДОВАНИЯМ CMB

Теоретически это был блестящий скачок, потому что он предлагал правдоподобное физическое объяснение наблюдаемых свойств, которые сам по себе Большой взрыв не мог объяснить. Причинно-разобщенные области имеют одинаковую температуру, потому что все они возникли из одного и того же инфляционного «участка» пространства.Скорость расширения и плотность энергии были идеально сбалансированы, потому что инфляция давала такую ​​же скорость расширения и плотность энергии Вселенной до Большого взрыва. И не было никаких оставшихся высокоэнергетических остатков, потому что Вселенная достигла конечной температуры только после того, как закончилась инфляция.

Фактически, инфляция также сделала ряд новых предсказаний, которые отличались от предсказаний неинфляционного Большого взрыва, а это значит, что мы могли пойти и проверить эту идею. На сегодняшний день, в 2020 году, мы собрали данные, которые проверяют четыре из этих прогнозов:

  1. У Вселенной должен быть максимальный небесконечный верхний предел температур, достигнутых во время горячего Большого взрыва.
  2. Инфляция должна обладать квантовыми флуктуациями, которые становятся дефектами плотности во Вселенной, которые являются 100% адиабатическими (с постоянной энтропией).
  3. Некоторые колебания должны быть в масштабе над горизонтом: колебания в масштабах больше, чем свет мог пройти после горячего Большого взрыва.
  4. Эти флуктуации должны быть почти, но не идеально, масштабно-инвариантными, с немного большими величинами в больших масштабах, чем в малых.

Крупные, средние и мелкомасштабные колебания инфляционного периода ранней Вселенной… [+] определить горячие и холодные (разреженные и сверхплотные) пятна в оставшемся свечении Большого взрыва. Эти колебания, которые растягиваются по Вселенной при инфляции, должны иметь немного другую величину на малых масштабах по сравнению с большими.

НАУЧНАЯ КОМАНДА НАСА / WMAP

Используя данные со спутников, таких как COBE, WMAP и Planck, мы проверили все четыре, и только инфляция (а не неинфляционный горячий Большой взрыв) дает прогнозы, которые согласуются с тем, что мы наблюдали.Но это означает, что Большой взрыв не был началом всего; это было только начало Вселенной, как мы ее знаем. До горячего Большого взрыва существовало состояние, известное как космическая инфляция, которое в конечном итоге закончилось и привело к горячему Большому взрыву, и сегодня мы можем наблюдать отпечатки космической инфляции во Вселенной.

Но только на последнюю крошечную, ничтожную долю секунды инфляции. Только, возможно, в течение последних ~ 10 -33 секунд этого (или около того) мы сможем наблюдать отпечатки, которые инфляция оставила в нашей Вселенной.Возможно, что инфляция длилась только это время или намного дольше. Возможно, инфляционное состояние было вечным или временным, возникшим из-за чего-то другого. Возможно, Вселенная действительно началась с сингулярности, возникла как часть цикла или существовала всегда. Но такой информации в нашей Вселенной нет. Инфляция — по самой своей природе — стирает все, что существовало в доинфляционной Вселенной.

Квантовые флуктуации, возникающие во время инфляции, действительно растягиваются по Вселенной… [+] но они также вызывают колебания общей плотности энергии. Эти флуктуации поля вызывают дефекты плотности в ранней Вселенной, которые затем приводят к колебаниям температуры, которые мы испытываем в космическом микроволновом фоне. Колебания, согласно инфляции, должны иметь адиабатический характер.

E. SIEGEL / ЗА ПРЕДЕЛАМИ ГАЛАКТИКИ

Во многом инфляция похожа на нажатие космической кнопки «перезагрузки». Все, что существовало до инфляционного состояния, если вообще что-либо, расширяется так быстро и основательно, что все, что у нас остается, — это пустое, однородное пространство с квантовыми флуктуациями, которые создает инфляция, наложенными на него.Когда инфляция закончится, только крошечный объем этого пространства — где-то между размером футбольного мяча и городского квартала — станет нашей наблюдаемой Вселенной. Все остальное, включая любую информацию, которая позволила бы нам реконструировать то, что происходило ранее в прошлом нашей Вселенной, теперь навсегда выходит за пределы нашей досягаемости.

Это одно из самых замечательных достижений науки: мы можем вернуться на миллиарды лет назад и понять, когда и как наша Вселенная, как мы ее знаем, стала такой.Но, как и во многих других приключениях, раскрытие этих ответов вызывает только больше вопросов. Однако загадки, возникшие на этот раз, возможно, никогда не будут решены. Если этой информации больше нет в нашей Вселенной, потребуется революция, чтобы решить величайшую загадку из всех: откуда все это взялось?

Большой взрыв | Институт физики

Как возникла Вселенная?

Большинство физиков считают, что Вселенная родилась в результате большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад.В нем энергия, из которой состоит все в космосе, который мы видим сегодня, была сжата в невообразимо маленьком пространстве — гораздо меньшем, чем песчинка или даже атом. Затем этот невообразимо горячий и плотный котел — по какой-то причине — надулся с ужасающей скоростью.

В самую первую секунду существования Вселенной наше понимание происходящего на удивление хорошо. Мы знаем, что концепции времени, пространства и законов физики очень быстро закрепились. Оттуда из хаоса начал возникать порядок.Первыми оформились субатомные частицы, такие как кварки. Затем более крупные частицы, такие как протоны и нейтроны. Примерно через три минуты Вселенная остыла до 1 миллиарда ° C. Это позволило протонам и нейтронам объединиться посредством синтеза и сформировать ядра, заряженные ядра атомов.

Но через 20 минут вселенная перестала быть достаточно горячей для термоядерного синтеза. Остался горячий мутный суп из электронов, ядер водорода и гелия. Этот этап длился около 380 000 лет. В конце концов, космос охладился настолько, что электроны образовали пары с ядрами и образовали первые атомы.Затем потребовались сотни миллионов лет, чтобы первые звезды сформировались и осветили тьму, и еще больше времени потребовалось, чтобы Вселенная начала напоминать то, что мы видим сегодня.

Фактор выдумки Эйнштейна

Откуда мы все это знаем? Общая теория относительности описывает, как пространство, время и гравитация работают во Вселенной. Альберт Эйнштейн выступил с новаторской теорией в 1915 году. Но другой физик, Александр Фридман, изучил уравнения и сделал поразительное открытие.

Фридман обнаружил, что теория относительности естественным образом описывает космос, который либо расширяется, либо сжимается. Одна из возможностей, которую он рассмотрел, заключалась в том, что все, что мы наблюдаем сегодня, расширяется из единой бесконечно плотной точки. Опубликованная в 1922 году работа Фридмана в значительной степени игнорировалась. Спустя пять лет история повторилась. Бельгийский священник и астроном Жорж Лемэтр снова посчитал и пришел к выводу, что наша Вселенная выросла из «первобытного атома». Как и Фридман, Лемэтр игнорировался.

В конце концов, потребовались измерения, а не теории, чтобы окончательно убедить многих ученых в том, что мы живем в расширяющейся Вселенной. Астроном Эдвин Хаббл уже прославился на весь мир тем, что обнаружил, что наша галактика не единственная. Его более поздние наблюдения в 1929 году доказали, что все галактики удаляются от нас и движутся тем быстрее, чем дальше они находятся. Само пространство расширяется.

Это доказательство потрясло Эйнштейна. Позже он признался, что знал, что его уравнения указывают на то, что Вселенная должна либо расширяться, либо сжиматься, когда он их писал.Но в то время он не верил, что это может быть правдой. Поэтому он добавил термин, называемый космологической постоянной, чтобы удерживать космос на месте — выдумка, о которой он позже пожалел.

Шепот большого взрыва

Несмотря на растущее количество свидетельств, другие цеплялись за устойчивую фиксированную вселенную еще на десятилетия. То есть до случайного открытия космического микроволнового фона в 1964 году.

Роберт Уилсон и Арно Пензиас работали над сверхчувствительной радиоантенной в Нью-Джерси, США.Они использовали его, чтобы обнаружить водородный ореол вокруг Млечного Пути. Но исследователи обнаружили, что везде, где они указывали антенну, днем ​​или ночью, всегда был слабый гул. За год они проверили и списали множество возможных источников шума. И чтобы убедиться, они проверили проводку, восстановили части оборудования и даже прогнали голубей с антенны. Но гул остался. В конце концов физик Роберт Дике узнал о гуле и интерпретировал его как шепот Большого взрыва: космический микроволновый фон.

Космический микроволновый фон — это оставшаяся от рождения вселенной энергия, которая покрывает весь космос. Слабое свечение реликвии, появившееся через 380 000 лет после большого взрыва, это самая дальняя точка, которую мы можем увидеть с помощью света. Используя различные датчики, мы десятилетиями изучали это остаточное излучение. Совсем недавно, в 2009–2013 годах, космический аппарат Planck искал крошечные перепады температуры по всему небу. Эти колебания температуры — следы семян, из которых выросли современные звезды и галактики.

Темная сторона Вселенной

Теория большого взрыва была придумана почти 100 лет назад. И ученые, и общественность уже более 50 лет считают его источником вселенной. Тем не менее, он по-прежнему таит много загадок. Большинство из них вращается вокруг того факта, что то, что мы видим, не соответствует тому, что говорит нам теория. Если следовать свидетельствам, ~ 95% Вселенной невидимы. В результате физики добавили два темных компонента, которые заставляют математику складываться — и они должны существовать, если теория относительности верна.

Темная энергия является более загадочной из двух. Это неизвестное явление, расширяющее пространство повсюду и заставляющее Вселенную раздуваться все быстрее. Между тем, темная материя, вторая загадка, имеет противоположный связывающий эффект. Астроном Вера Рубин обнаружила убедительные доказательства существования темной материи в 1970-х годах. Из наблюдений за спиральными галактиками она подсчитала, что 90% массы галактик невидимы и неопознаны. Более поздние исследования показали, что темная материя — это темная субстанция, образующая космическую сеть по всей Вселенной.Считается, что эта космическая паутина помогает формировать галактики и не дает им раскручиваться.

Тот факт, что они оба невидимы, объясняет, почему Вселенная кажется намного легче, чем должна быть. Фактически, мы теперь думаем, что около 68% Вселенной составляет темная энергия и 27% — темная материя. Но знание того, что такое темная энергия и темная материя на самом деле, даст нам гораздо лучшее понимание того, что происходило во время Большого взрыва.

Физики даже начинают устранять большие зияющие дыры в теории большого взрыва: что было до Большого взрыва? Что спровоцировало это? Как закончится вселенная? И это единственная вселенная?

Чтобы ответить на эти вопросы, нам сначала нужно понять, как работала физика в те самые ранние моменты жизни Вселенной, когда все пространство и время были раздавлены до размеров, намного меньших, чем протон.А это значит как-то объединить общую теорию относительности и квантовую теорию. Если это удастся сделать, мы, наконец, сможем понять природу реальности.

Проверьте свои знания

Q. Откуда мы знаем, что Большой взрыв произошел 13,8 миллиарда лет назад?

A. Несмотря на то, что у него почти ничего не получилось, в 1922 году Александр Фридман использовал теорию относительности Альберта Эйнштейна, чтобы оценить возраст Вселенной в 10 миллиардов лет. Сегодня ученые следуют той же методике, но включают фактическую скорость расширения Вселенной — число, известное как постоянная Хаббла, — и работают в обратном направлении, чтобы определить возраст Вселенной.Космический телескоп Planck использовал космический микроволновый фон, чтобы вычислить скорость расширения в 2013 году. Исходя из этого, мы знаем, что возраст Вселенной составляет 13,82 миллиарда лет, плюс-минус 21 миллион лет.

Q. Означает ли большой взрыв, что Вселенная будет расширяться вечно?

A. До 1990-х годов было две идеи. Либо гравитация замедлит расширение Вселенной и в конечном итоге повернет его вспять, что приведет к большому хрусту. Или Вселенная продолжала бы расширяться вечно.Когда у астрономов наконец появилась технология для измерения изменений расширения Вселенной, они обнаружили, что расширение ускоряется. Они назвали то, что отталкивало галактики друг от друга, темной энергией. Ускоренное расширение может привести к двум мрачным результатам. Либо мы окажемся в сильном заморозке, когда даже свет других галактик не сможет нас достичь. Или мы переживаем большой разрыв, когда неистовое ускорение разрывает на части всю материю и следы всего, что когда-либо существовало.

В. Кто придумал название «большой взрыв»?

A. Термин был введен британским астрономом и сильным скептиком Большого взрыва Фредом Хойлом. Он предпочитал фиксированную неизменную вселенную. Хойл использовал термин «большой взрыв» во время радиопередачи BBC в 1949 году, хотя и настаивал, что это было не для насмешек над теорией, а для того, чтобы подчеркнуть разницу между устойчивой и расширяющейся Вселенной.

Карьера в области физики | Кафедра физики

Кузов

Имея степень бакалавра наук в области физики или инженерной физики, студенты могут продолжить карьеру в области исследований и разработок, науки, техники, образования, медицины, права, бизнеса и вооруженных сил.Текущие студенты могут воспользоваться многочисленными возможностями исследования и стажировки, которые помогут им подготовиться к выбранной ими карьере.

Варианты стажировки и карьеры

Стажировка

Возможности стажировки доступны для специалистов по физике и инженерной физике. Чтобы приступить к поиску стажировки, посетите раздел «Карьерная служба». Студенты нашей программы недавно прошли стажировку в следующих компаниях:

  • Accenture
  • Исследовательская лаборатория ВВС
  • Ajax Tocco Magnethermic
  • Battelle
  • Боинг
  • ЦАР Технологии, ООО
  • Центр автомобильных исследований
  • Cisco Systems
  • Атомная станция Кука
  • Лаборатория электроники
  • Атомная станция Форт Калхун
  • Дженерал Электрик Авиэйшн
  • Великие американские финансовые ресурсы
  • Honda Research and Development Americas, Inc.
  • IBM
  • Национальная лаборатория Айдахо
  • ITT Industries
  • Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса
  • JP Morgan Chase
  • Meyer Sound, Inc.
  • Microsoft
  • НАСА
  • Общенациональный финансовый
  • Комплексные системы защиты Raytheon
  • База ВВС Райт-Паттерсон

Полная занятость

Более 40% наших студентов присоединяются к работе после получения степени бакалавра.Следуйте приведенным ниже советам для успешного поиска работы и не стесняйтесь обращаться к консультанту по физике за дополнительными рекомендациями. Важно, чтобы вы понимали, какие варианты карьеры доступны вам по специальности физика или инженерная физика. Общие должности для получателей степени бакалавра физики и инженерной физики:

  • Оператор ускорителя
  • Инженер по приложениям
  • Аналитик данных
  • Инженер-конструктор
  • Учитель физики средней школы
  • ИТ-консультант
  • Лаборант
  • Лазерный инженер
  • Инженер-оптик
  • Научный сотрудник
  • Разработчик программного обеспечения
  • Системный аналитик
  • Технический специалист
  • Веб-разработчик

Когда вы будете готовы начать поиск работы, полезно просмотреть список компаний, которые нанимают физиков.Это поможет вам определить, с кем поговорить на ярмарках вакансий, и составить более конкретный план карьеры. Мы рекомендуем начать этот процесс как минимум за 8 месяцев до выпуска.

Описание ~ 60 компаний, которые часто нанимают специалистов по физике и инженерной физике, можно найти на нашей странице с информацией о трудоустройстве. Американский институт физики (AIP) также имеет список работодателей-физиков по штатам.

Кроме того, на веб-сайте Общества студентов-физиков есть несколько ресурсов, посвященных возможностям карьерного роста с дипломом физика.Это включает в себя список общих путей, по которым специализируются в физике, советы по поиску стажировки, стратегии поиска работы и профили физиков в различных сферах деятельности. Мы думаем, вы сочтете это полезным.

SUNY New Paltz | Каталог бакалавриата

Физика и астрономия

Телефон : 845-257-3740
Расположение : Science Hall 254
Адрес в Интернете : www.newpaltz.edu/physics

Кафедра физики и астрономии предлагает специальности как по физике, так и по астрономии, обслуживает множество других специальностей в области науки и образования, а также предлагает общеобразовательные курсы для широкого круга студентов.

Специализация «Физика» дает обширную базу знаний, но дает вам возможность пройти специализированную подготовку. Сначала вы изучаете вводные курсы, рассчитанные на два семестра, которые изучают физику, химию и математический анализ. Затем вы продолжите курсы, охватывающие классическую и современную физику, вычислительную физику и прикладную математику.Capstone Experience — это старший проект. При желании вы можете самостоятельно изучать интересующие вас темы. Консультант тесно сотрудничает с вами, чтобы спланировать, что лучше всего подходит для вашей ситуации.

По специальности астрономия с 49 кредитами дает степень бакалавра искусств (BA). Астрономия — это область, которая захватывает воображение людей. Многие из нас стремятся изучить науку о звездах, галактиках и Солнечной системе и расширить свое понимание физической природы Вселенной.Изучение астрономии задействует это естественное любопытство к космосу, одновременно повышая научную и техническую грамотность учащихся. У студентов есть широкие возможности для изучения одной или нескольких других академических областей и они могут выбрать второй основной или второстепенный в области, которая поддерживает их карьерные цели.

Программы по физике и астрономии:

Телефон : 845-257-3740
Расположение : Wooster Science Building Room 102
Адрес в Интернете : www.newpaltz.edu/physics

Кафедра физики и астрономии предлагает специальности как по физике, так и по астрономии, обслуживает множество других специальностей в области науки и образования, а также предлагает общеобразовательные курсы для широкого круга студентов.

Специализация «Физика» дает обширную базу знаний, но дает вам возможность пройти специализированную подготовку. Сначала вы изучаете вводные курсы, рассчитанные на два семестра, которые изучают физику, химию и математический анализ. Затем вы продолжите курсы, охватывающие классическую и современную физику, вычислительную физику и прикладную математику.Capstone Experience — это старший проект. При желании вы можете самостоятельно изучать интересующие вас темы. Консультант тесно сотрудничает с вами, чтобы спланировать, что лучше всего подходит для вашей ситуации.

New in Fall 2012 — это специальность по астрономии с 49 кредитами, ведущая к получению степени бакалавра гуманитарных наук. Астрономия — это область, которая захватывает воображение людей. Многие из нас стремятся изучить науку о звездах, галактиках и Солнечной системе и расширить свое понимание физической природы Вселенной.Изучение астрономии задействует это естественное любопытство к космосу, одновременно повышая научную и техническую грамотность учащихся. У студентов есть широкие возможности для изучения одной или нескольких других академических областей и они могут выбрать второй основной или второстепенный в области, которая поддерживает их карьерные цели.

Программы по физике и астрономии:

Ранняя вселенная | ЦЕРН

Большой взрыв

В 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что расстояния до далеких галактик пропорциональны их красному смещению.Красное смещение происходит, когда источник света удаляется от наблюдателя: видимая длина волны света растягивается за счет эффекта Доплера в сторону красной части спектра. Наблюдение Хаббла подразумевает, что далекие галактики удаляются от нас, поскольку самые далекие галактики имеют самые быстрые видимые скорости. Если галактики удаляются от нас, рассуждал Хаббл, то когда-то в прошлом они, должно быть, группировались близко друг к другу.

Открытие Хаббла было первым наблюдательным подтверждением теории Большого взрыва Вселенной Жоржа Лемэтра, предложенной в 1927 году.Лемэтр предположил, что Вселенная резко расширилась из чрезвычайно плотного и горячего состояния и продолжает расширяться сегодня. Последующие расчеты датировали Большой взрыв примерно 13,7 миллиарда лет назад. В 1998 году две группы астрономов, работавшие независимо в Беркли, Калифорния, заметили, что сверхновые — взрывающиеся звезды — удаляются от Земли с ускоряющейся скоростью. Это принесло им Нобелевскую премию по физике в 2011 году. Физики предполагали, что материя во Вселенной замедлит скорость своего расширения; гравитация в конечном итоге заставит Вселенную упасть обратно в свой центр.Хотя теория Большого взрыва не может описать условия в самом начале Вселенной, она может помочь физикам описать самые ранние моменты после начала расширения.

Истоки

В первые мгновения после Большого взрыва Вселенная была чрезвычайно горячей и плотной. Когда Вселенная остыла, условия стали подходящими, чтобы дать начало строительным блокам материи — кваркам и электронам, из которых мы все состоим. Спустя несколько миллионных долей секунды кварки образовали протоны и нейтроны.В течение нескольких минут эти протоны и нейтроны объединились в ядра. По мере того как Вселенная продолжала расширяться и остывать, все стало происходить медленнее. Потребовалось 380000 лет, чтобы электроны оказались в ловушке на орбитах вокруг ядер, образуя первые атомы. В основном это гелий и водород, которые до сих пор являются наиболее распространенными элементами во Вселенной. Текущие наблюдения показывают, что первые звезды образовались из облаков газа примерно через 150–200 миллионов лет после Большого взрыва. Более тяжелые атомы, такие как углерод, кислород и железо, с тех пор непрерывно производятся в сердцах звезд и катапультируются по всей вселенной в эффектных звездных взрывах, называемых сверхновыми.

Но звезды и галактики не рассказывают всей истории. Астрономические и физические расчеты показывают, что видимая Вселенная — это лишь малая часть (4%) того, из чего на самом деле состоит Вселенная. Очень большая часть Вселенной, на самом деле 26%, состоит из материи неизвестного типа, называемой «темной материей». В отличие от звезд и галактик, темная материя не излучает никакого света или электромагнитного излучения любого рода, поэтому мы можем обнаружить ее только через ее гравитационные эффекты.

Еще более загадочная форма энергии, называемая «темной энергией», составляет около 70% массы и энергии Вселенной.О ней известно даже меньше, чем о темной материи. Эта идея проистекает из наблюдения, что все галактики, кажется, удаляются друг от друга с ускоряющейся скоростью, подразумевая, что действует некоторая невидимая дополнительная энергия.

звезд | Управление научной миссии

Звезды являются наиболее широко известными астрономическими объектами и представляют собой самые фундаментальные строительные блоки галактик. Возраст, распределение и состав звезд в галактике прослеживают историю, динамику и эволюцию этой галактики.Более того, звезды несут ответственность за производство и распространение тяжелых элементов, таких как углерод, азот и кислород, и их характеристики тесно связаны с характеристиками планетных систем, которые могут объединяться вокруг них. Следовательно, изучение рождения, жизни и смерти звезд занимает центральное место в области астрономии.

Звездное образование

Звезды рождаются в облаках пыли и разбросаны по большинству галактик. Знакомый пример пылевого облака — туманность Ориона.Турбулентность глубоко внутри этих облаков порождает узлы с достаточной массой, чтобы газ и пыль могли начать схлопываться под действием собственного гравитационного притяжения. Когда облако схлопывается, материал в центре начинает нагреваться. Известная как протозвезда, именно это горячее ядро ​​в центре коллапсирующего облака однажды станет звездой. Трехмерные компьютерные модели звездообразования предсказывают, что вращающиеся облака коллапсирующего газа и пыли могут распадаться на две или три капли; это могло бы объяснить, почему большинство звезд в Млечном Пути спарены или объединены в группы из нескольких звезд.

Мощное звездное извержение
Наблюдения за световым эхом Эта Киля позволяют по-новому взглянуть на поведение мощных массивных звезд, находящихся на грани детонации.
Авторы и права: NOAO, AURA, NSF и Н. Смит (Университет Аризоны)

Когда облако схлопывается, образуется плотное горячее ядро, которое начинает собирать пыль и газ. Не весь этот материал оказывается частью звезды — оставшаяся пыль может стать планетами, астероидами или кометами или может остаться в виде пыли.

В некоторых случаях облако может не сжиматься с постоянной скоростью. В январе 2004 года астроном-любитель Джеймс МакНил обнаружил небольшую туманность, неожиданно появившуюся рядом с туманностью Мессье 78 в созвездии Ориона. Когда наблюдатели со всего мира направили свои инструменты на туманность МакНила, они обнаружили кое-что интересное — ее яркость, похоже, меняется. Наблюдения с помощью рентгеновской обсерватории Чандра НАСА предоставили вероятное объяснение: взаимодействие между магнитным полем молодой звезды и окружающим газом вызывает эпизодическое увеличение яркости.

Звезды основной последовательности

Звезде размером с наше Солнце требуется около 50 миллионов лет, чтобы созреть от начала коллапса до взрослой жизни. Наше Солнце будет оставаться в этой зрелой фазе (на главной последовательности, как показано на диаграмме Герцшпрунга-Рассела) примерно 10 миллиардов лет.

Звезды подпитываются ядерным синтезом водорода с образованием гелия глубоко внутри. Отток энергии из центральных областей звезды обеспечивает давление, необходимое для удержания звезды от коллапса под собственным весом, а также энергию, с помощью которой она светит.

Как показано на диаграмме Герцшпрунга-Рассела, звезды главной последовательности охватывают широкий диапазон яркости и цветов и могут быть классифицированы в соответствии с этими характеристиками. Самые маленькие звезды, известные как красные карлики, могут содержать всего 10% массы Солнца и выделять только 0,01% энергии, слабо светясь при температурах между 3000-4000 К. Несмотря на свою миниатюрность, красные карлики на сегодняшний день являются самыми многочисленными звездами во Вселенной и имеют продолжительность жизни в десятки миллиардов лет.

С другой стороны, самые массивные звезды, известные как гипергиганты, могут быть в 100 и более раз массивнее Солнца и иметь температуру поверхности более 30 000 К. Гипергиганты излучают в сотни тысяч раз больше энергии, чем Солнце. , но имеют время жизни всего несколько миллионов лет. Хотя считается, что такие экстремальные звезды были обычным явлением в ранней Вселенной, сегодня они чрезвычайно редки — вся галактика Млечный Путь содержит лишь несколько гипергигантов.

Звезды и их судьбы

В целом, чем крупнее звезда, тем короче ее жизнь, хотя все, кроме самых массивных звезд, живут миллиарды лет.Когда звезда расплавляет весь водород в своем ядре, ядерные реакции прекращаются. Лишенное выработки энергии, необходимой для его поддержания, ядро ​​начинает схлопываться само в себя и становится намного горячее. Водород по-прежнему доступен вне ядра, поэтому синтез водорода продолжается в оболочке, окружающей ядро. Все более горячее ядро ​​также выталкивает наружу внешние слои звезды, заставляя их расширяться и охлаждаться, превращая звезду в красного гиганта.

Если звезда достаточно массивна, коллапсирующее ядро ​​может стать достаточно горячим, чтобы поддерживать более экзотические ядерные реакции, которые потребляют гелий и производят множество более тяжелых элементов, вплоть до железа.Однако такая реакция предлагает лишь временную отсрочку. Постепенно внутренние ядерные огни звезды становятся все более нестабильными — иногда яростно горят, иногда затухают. Эти изменения заставляют звезду пульсировать и сбрасывать свои внешние слои, окутывая себя коконом из газа и пыли. Что будет дальше, зависит от размера ядра.

Средние звезды становятся белыми карликами
Для средних звезд, таких как Солнце, процесс выброса внешних слоев продолжается до тех пор, пока не обнажится ядро ​​звезды.Этот мертвый, но все еще сильно раскаленный звездный пепел называется Белым карликом. Белые карлики размером примерно с нашу Землю, несмотря на массу звезды, когда-то озадачивали астрономов — почему они не разрушились дальше? Какая сила поддерживала массу ядра? Квантовая механика дала объяснение. Давление быстро движущихся электронов удерживает эти звезды от коллапса. Чем массивнее ядро, тем плотнее образуется белый карлик. Таким образом, чем меньше диаметр белого карлика, тем больше его масса! Эти парадоксальные звезды очень распространены — наше Солнце через миллиарды лет станет белым карликом.Белые карлики по своей природе очень тусклые, потому что они такие маленькие и, не имея источника энергии, они уходят в небытие по мере того, как постепенно остывают.

Эта участь ожидает только те звезды, масса которых примерно в 1,4 раза больше массы нашего Солнца. Выше этой массы давление электронов не может удержать ядро ​​от дальнейшего коллапса. Такие звезды постигает иная судьба, описанная ниже.

Белые карлики могут стать новыми
Если белый карлик образуется в двойной или кратной звездной системе, он может пережить более насыщенную событиями кончину новой звезды.Нова в переводе с латыни означает «новый» — новые звезды когда-то считались новыми звездами. Сегодня мы понимаем, что это на самом деле очень старые звезды — белые карлики. Если белый карлик находится достаточно близко к звезде-компаньону, его сила тяжести может перетаскивать материю — в основном водород — из внешних слоев этой звезды на себя, создавая ее поверхностный слой. Когда на поверхности накапливается достаточно водорода, происходит взрыв ядерного синтеза, в результате чего белый карлик значительно светлеет и изгоняет оставшийся материал. Через несколько дней свечение утихает, и цикл начинается снова.Иногда особенно массивные белые карлики (те, что близки к предельной массе 1,4 солнечной, упомянутой выше) могут наращивать столько массы, что они коллапсируют и полностью взрываются, становясь так называемой сверхновой.
Сверхновые звезды оставляют за собой нейтронные звезды или черные дыры
Звезды главной последовательности более восьми солнечных масс обречены на смерть в результате титанического взрыва, называемого сверхновой. Сверхновая — это не просто более крупная новая звезда. У новой звезды взрывается только поверхность звезды.В случае сверхновой ядро ​​звезды коллапсирует, а затем взрывается. В массивных звездах сложная серия ядерных реакций приводит к образованию железа в ядре. Получив железо, звезда выжала из ядерного синтеза всю возможную энергию — реакции синтеза, в результате которых образуются элементы тяжелее железа, на самом деле потребляют энергию, а не производят ее. У звезды больше нет возможности поддерживать собственную массу, и железное ядро ​​разрушается. Всего за несколько секунд ядро ​​сжимается с примерно 5000 миль в поперечнике до дюжины, а температура поднимается на 100 миллиардов градусов или больше.Внешние слои звезды сначала начинают коллапсировать вместе с ядром, но отскакивают с огромным выбросом энергии и резко выбрасываются наружу. Сверхновые выделяют почти невообразимое количество энергии. В течение нескольких дней или недель сверхновая звезда может затмить целую галактику. Точно так же при этих взрывах производятся все природные элементы и богатый набор субатомных частиц. В среднем в типичной галактике взрыв сверхновой происходит примерно раз в сто лет.Ежегодно в других галактиках обнаруживается от 25 до 50 сверхновых, но большинство из них находятся слишком далеко, чтобы их можно было увидеть без телескопа.
Нейтронные звезды
Если коллапсирующее ядро ​​звезды в центре сверхновой имеет массу от 1,4 до 3 солнечных, коллапс продолжается до тех пор, пока электроны и протоны не объединятся в нейтроны, образуя нейтронную звезду. Нейтронные звезды невероятно плотны — сравнимы с плотностью атомного ядра.Поскольку она содержит так много массы, упакованной в такой небольшой объем, гравитация на поверхности нейтронной звезды огромна. Как и в случае со звездами Белого карлика, приведенными выше, если нейтронная звезда образуется в системе с несколькими звездами, она может образовывать аккрецию газа, оторвав его от ближайших спутников. Исследователь времени рентгеновского излучения Росси зафиксировал контрольные рентгеновские выбросы газа, закрученного всего в нескольких милях от поверхности нейтронной звезды.

Нейтронные звезды также обладают мощными магнитными полями, которые могут ускорять атомные частицы вокруг своих магнитных полюсов, создавая мощные пучки излучения.Эти лучи движутся вокруг, как массивные лучи прожекторов, когда звезда вращается. Если такой луч ориентирован так, что он периодически направлен на Землю, мы наблюдаем его как регулярные импульсы излучения, возникающие всякий раз, когда магнитный полюс проходит мимо луча зрения. В этом случае нейтронная звезда известна как пульсар.

Черные дыры
Если коллапсировавшее ядро ​​звезды больше трех масс Солнца, оно полностью схлопывается, образуя черную дыру: бесконечно плотный объект, гравитация которого настолько сильна, что ничто не может избежать его непосредственной близости, даже свет.Поскольку наши приборы предназначены для наблюдения за фотонами, черные дыры можно обнаружить только косвенно. Косвенные наблюдения возможны, потому что гравитационное поле черной дыры настолько мощно, что любой соседний материал — часто внешние слои звезды-компаньона — захватывается и втягивается внутрь. По мере того, как материя движется по спирали в черную дыру, она образует диск, который нагревается до огромных температур, испуская большое количество рентгеновских и гамма-лучей, которые указывают на присутствие скрытого компаньона.
Из останков возникают новые звезды
Пыль и обломки, оставленные новыми и сверхновыми, в конечном итоге смешиваются с окружающим межзвездным газом и пылью, обогащая их тяжелыми элементами и химическими соединениями, образовавшимися во время звездной смерти. В конце концов, эти материалы перерабатываются, создавая строительные блоки для нового поколения звезд и сопутствующих планетных систем.
Недавние открытия
Дата Открытие
18 марта 2021 г. Хаббл показывает, что обильные оттоки молодых звезд не могут остановить их рост
4 марта 2021 г. Хаббл разгадывает тайну затемнения звезды-монстра
23 февраля 2021 г. Скрытая нейтронная звезда могла быть обнаружена в сверхновой 1987A
15 февраля 2021 г. Истерики звезды-младенца (HH 46, HH 47)
8 февраля 2021 г. В Центре Млечного Пути (Стрелец А Восток) обнаружены останки редкого взрыва
27 января 2021 г. Первая шестизвездная система, в которой все шесть звезд претерпевают затмение
25 января 2021 г. Межзвездный дистрибьютор (ESO 455-10)
15 января 2021 г. Хаббл обнаружил вспышку сверхновой (1E 0102.2-7219
13 января 2021 г. Гражданские ученые помогают создать трехмерную карту космических окрестностей
13 января 2021 г. Миссии НАСА выявили извержения магнитаров в соседних галактиках
8 января 2021 г. Чандра изучает необычный магнитар (J1818.0-1607)
3 декабря 2020 г. Хаббл зафиксировал беспрецедентное исчезновение туманности Стингрей
12 ноября 2020 Хаббл видит необъяснимую яркость от колоссального взрыва
12 ноября 2020 Космический аметист в умирающей звезде (IC4593)
12 октября 2020 Взрыв звездообразования frEGGS
1 октября 2020 г. Хаббл наблюдает впечатляющую замедленную съемку сверхновой в NGC 2525
22 сентября 2020 Измерение масс магнитных белых карликов
25 августа 2020 Где делаются звезды? Спитцер НАСА шпионит за горячей точкой (W51)
24 августа 2020 На грани взрыва (Петля Лебедя)
20 августа 2020 Магнитные «реки» питают молодые звезды (звездное скопление Змеи на юге)
19 августа 2020 Обломки от взрыва звезды не замедлились спустя 400 лет (остаток сверхновой Кеплера)
13 августа 2020 Хаббл помогает раскрыть тайну затемнения Бетельгейзе
3 августа 2020 Пульсирующие звезды распространяют ключевой ингредиент для жизни
1 июля 2020 г. Первые признаки рождения звезды, вызванного ветром Ориона
25 июня 2020 г. Хаббл наблюдает за «хлопаньем» космической летучей мыши (HBC 672)
18 июня 2020 Новые снимки телескопа Хаббла показывают, что звезды разошлись (NGC 6302 и NGC 7027)
17 июня 2020 г. Обнаружен космический младенец, и он великолепен
1 июня 2020 г. Рентгеновские лучи от новорожденной звезды намекают на самые ранние дни нашего Солнца (HOPS 383)
29 мая 2020 Литий образуется из взрывающихся звезд
28 мая 2020 Самые яркие звезды — ключ к сохранению первозданных дисков
22 мая 2020 г. Наблюдение за первым сверхъестественным пульсаром
15 мая 2020 Изменения в двойном аккреционном диске нейтронной звезды во время вспышки
13 мая 2020 TESS НАСА позволяет провести революционное исследование вызывающих недоумение звездных пульсаций
5 мая 2020 г.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *