FIZICA

FIZICA

Fizica este o stiinta a naturii care studiaza structura materiei, proprietatile generale, legile de miscare, formele de existenta a materiei, precum si transformarile reciproce ale acestor forme.

Scurt istoric

Idei despre lumea fizicii dateaza din antichitate, dar, ca obiect de studiu, fizica a aparut la sfârsitul secolului al XIX-lea.

În antichitate, babilonienii si egiptenii au observat miscarile planetelor, au prezis eclipsele, dar nu au reusit sa gaseasca legile care guverneaza miscarile planetelor.

Civilizatia greaca a adaugat foarte putin la descoperirile anterioare, pentru  ca au admis, fara a critica, ideile celor doi filosofi Platon si Aristotel, care nu acceptau experimentele practice.

La Alexandria, Arhimede a facut numeroase mecanisme practice. A inventat mecanismul pârghiei si cel al însurubarii, a descoperit principiul masurarii densitatii corpurilor solide prin scufundarea lor în lichide.

Astronomul grec Aristarchus din Samos a masurat proportia distantelor de la Pamânt la Soare side la Pamânt la Luna.

Eratosthenes, matematician, astronom si geograf, a determinat circumferinta Pamântului si a desenat o harta a stelelor; astronomul Hipparchus a descoperit succesiunea echinoctiilor; matematicianul si geograful Ptolemeu a propus sistemul de miscare planetara, în care Pamântul era în centru, iar Soarele, Luna si stelele se învârteau pe orbite circulare în jurul lui.

În perioada Evului Mediu, s-a încercat avansarea cercetarilor în stiintele naturii, dar nu s-a reusit.

În timpul Renasterii, s-au facut încerc&# 555g62f 259;ri pentru a interpreta comportamentul stelelor.

Filosoful Nicolaus Copernicus a sustinut ca planetele se misca în jurul Soarelui - sistemul heliocentric. El era convins ca orbitele planetelor sunt circulare.

Astronomul german Johannes Kepler a confirmat teoria heliocentrica.

Galileo Galilei si-a construit un telescop si începând cu 1609, a confirmat sistemul heliocentric, prin observarea planetei Venus. El a descoperit suprafata neregulata a Lunii, primii patru sateliti luminosi ai lui Jupiter, pete pe Soare, multe stele din Calea Lactee.

În secolul al XVII-lea, Isaac Newton a enuntat principiile mecanicii, a formulat legea gravitatii universale, a separat lumina alba în culori, a propus teoria propagarii luminii, a inventat calculul integral si deferential. Prin descoperirile sale, a acoperit o suprafata enorma în stiintele naturii. A fost capabil sa arate ca atât legea lui Kepler a miscarii planetare cât si descoperirile lui Galilei despre corpurile cazatoare sunt urmarea combinarii celei de-a II-a legi a miscarii cu legea gravitatiei data de el. A prezis aparitia cometelor, a explicat efectul Lunii în producerea mareelor si succesiunea echinoctiilor.

Marii fizicieni

1)Albert Einstein

Einstein ura Plictiseala si lipsa de imaginatie din scoala din Munchen.

Cand esecurile repetate ale afacerii familiei au dus la parasitea germaniei, cu destinatia spre Milano, italia , Einstein a vazut posibilitatea retragerii de la scoala. A petrecut un an cu parintii in Milano si cand a devenit clar ca isi va creea singur drumul in viata, a terminat liceul la Arrau, Elvetia, si a intrat la Politehnica dein Zurich. Lui nu ii placeau metodele de instruire de aici, lipsea des de la ore si folosea acest timp pentru a studia singur fizica si pt a canta la vioara. A trecut toate examenele si a absolvit in 1900 studiind notitele unui coleg. Proferorii nu aveau o parere foarte buna despre el , si nu iau recomandat continuarea studiilor.

Timp de 2 ani Einstein a lucrat ca tutor si profesor. In 1902 a fost angajat ca examinator la institutul elvetian de patentare la Berna. In 1903 s-a casatorit cu Mileva Mariç, care ii fusese colega la politehnica. Au avut doi fii, dar in cele din urma au divortat. Einstein s-a recasatorit mai tarziu.

Dupa 1919 Einstein a a fost recunoscut international. A primit numeroase premii si distinctii, printre care si Premiul Nobel pentru fizica in 1921, de la diferite societati de fizica, de pe intreg globul. Vizitele sale in orice parte a globului au devenit evenimente nationale; fotografii si rerporteii il urmareau peste tot. Desi regreta pierderea intimitatii, Einstein si-a focalizat faima pentru a-si impune propriile sale vederi politice si sociale.

Cele doua miscari sociale care au fost ppe deplin sustinute au post pacifismul si Zionismul. In timpuul primului razboi a fost unul din numerosii academicieni germani care au condamnat public implicarea Germaniei in razboi. Dupa razboi, el si-a continuat suportul public pentru telurile pacifiste si Zioniste, iar aceasta l-au facut tinta unor numeroase atacuri din partea unor grupari anti-semiste si extremiste in Germania. Chiar si teoriile sale stiintifice au fost ridiculizate in public, inclusiv teoria relativitatii.

Cand Hitler a venit la putere in Germania, in 1933, Einstein s-a decis imediat sa emigreze in Statele Unite. A primit o functie la Institute for Advanced Study , in Princeton, New Jersey. Continuandu-si eforturile in favoarea Zionismului, Einstein a renuntat la pozitia sa pacifista in fata imensei amenintari la adreesa umanitatii venita din partea regimului nazist in Germania.

In 1939 Einstein a colaborat cu alti numerosi fizicieni, pentru a scrie o scrisoare catre presedintele Franklin D. Roosevelt, aratand posibilitatea fabricarii bombei atomice si de asemenea posibilitatea ca guvernul German sa urmeze aceasta cale. Scrisoarea, care purta numai semnatura lui Einstein , a ajutat la grabirea eforturilor pentru a fabrica bobma atomica in Statele Unite, dar Einstein personal nu a avut nici un rol in aceasta.

Dupa razboi, Einstein s-a implicat in cauzele dezarmarii internationale si a guvernarii mondiale. A continuat suportul sau activ catre Zionism, dar a refuzat oferta facuta de catre conducatorii Israelului de a deveni presedinte. In Statele Unite, la sfarsitul anilor 1940 si inceputul anilor 1950 a prezentat nevoia ca intelectuali tarii sa faca orice sacrificiu necesar pentru a conserva libertatea politica.

2)Isaac Newton

Isaac Newton (s-a nascut in orasul Kensington) renumit om de stiinta englez, matematician, fizician si astronom, presedintele Academiei Regale de stiinte a Angliei. Isaac Newton este savantul aflat la originea teoriilor stiintifice care vor revolutiona stiinta, în domeniul opticii, matematicii si în special al mecanicii. În 1687 a publicat lucrarea Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, în care a descris Legea universala a gravitatiei si, prin studierea legilor miscarii corpurilor, a creat bazele mecanicii clasice. A contribuit, împreuna cu Gottfried Wilhelm von Leibniz, la inventarea si dezvoltarea calculului diferential si a celui integral. Newton a fost primul care a demonstrat ca legile naturii guverneaza atât miscarea globului terestru, cât si a altor corpuri ceresti, intuind ca orbitele pot fi nu numai eliptice, dar si hiperbolice sau parabolice. Tot el a aratat ca lumina alba este o lumina compusa din radiatii monocromatice de diferite culori.

Newton a fost un fizician, înainte de toate. Laboratorul sau urias a fost domeniul astronomiei, iar instrumentele sale geniale au fost metodele matematice, unele dintre ele inventate de el însusi. Newton nu s-a lasat antrenat de latura pur astronomica si matematica a activitatii sale, ci a ramas de preferinta fizician. În aceasta consta neobisnuita tenacitate si economia gândirii sale. Pâna la Newton si dupa el, pâna în timpurile noastre, omenirea n-a cunoscut o manifestare a geniului stiintific, de o forta si o durata mai mare.

Newton a fost primul care si-a dat seama de aceasta. Spencer ne comunica urmatoarele cuvinte ale lui Newton, rostite cu putin timp înaintea mortii sale: "Nu stiu cum arat eu în fata lumii, dar mie mi se pare ca sunt un baiat care se joaca pe malul marii si se distreaza cautând din timp în timp pietricele mai colorate decât de obicei, sau o scoica rosie, în timp ce marele ocean al adevarului se întinde necunoscut în fata mea." Viata lui Newton a decurs linistita, pasnica si monotona; el a murit necasatorit, iar calatoriile lui s-au marginit la mici distante, netrecând granitele Angliei. Newton s-a bucurat de o sanatate robusta, niciodata nu a avut prieteni apropiati, de o vârsta cu el. Newton s-a nascut în satul Woolsthorpe, situat la 10 km sud de oraselul Grantham, în apropierea tarmului rasaritean al Angliei.

În relatarile despre perioada scolara a vietii lui Newton, aparute dupa moartea sa, este greu sa se deosebeasca faptele reale de legende. În ele se reflecta clar dorinta fireasca de a scoate în evidenta acele trasaturi ale lui care s-au manifestat cu toata puterea mai târziu. scoala din Grantham, unde Newton a petrecut aproape 5 ani, a avut, probabil, o mare influenta asupra formarii caracterului sau, contribuind la însusirea matematicii, limbii latine si a teologiei, necesare pentru studiile universitare. Pâna la sfârsitul vietii, Newton a întretinut raporturi de prietenie cu tovarasa jocurilor sale din copilarie, a ajutat-o si a vizitat-o ori de câte ori venea prin locurile natale. Fosta miss Storey a murit la vârsta de 82 de ani. Casa farmacistului din Grantham era astfel, în multe privinte, placuta lui Newton. Se spune ca în cursul deselor sale drumuri la bâlciul din Grantham, tânarul fermier uita de însarcinarile gospodaresti care i se dadeau, lasa calul în paza batrânului servitor care îl însotea si petrecea ore în sir la familia Clark

Telescopul lui Newton a devenit curând un obiect de mândrie nationala în Marea Britanie si aparatul preferat al astronomilor englezi. Multe eforturi pentru perfectionarea lui s-au facut de catre Edmund Halley, înca din timpul când traia Newton. El însusi a continuat sa lucreze, cel putin 10 ani, la îmbunatatirea aparatului. În Optica se mentioneaza faptul ca în perioada 1681-1682 el a încercat sa înlocuiasca oglinda metalica cu un menisc de sticla, acoperit cu mercur pe partea convexa. Telescopul-reflector a fost folosit cu mult succes pentru descoperiri astronomice foarte importante de William Herschel, care a construit în 1789 un instrument, a carui oglinda avea un diametru de 122 cm. În secolul al XIX-lea, lordul Ross a construit un reflector si mai mare, cu o oglinda al carei diametru a atins 182 cm. Cu ajutorul acestui telescop au fost descoperite, printre altele, nebuloasele spirale, adica universuri noi, corespunzatoare galaxiei noastre. Telescopul lui Newton poate fi considerat drept un preludiu la toata activitatea lui ulterioara.Daca tinem seama ca Newton a lucrat si în domeniul acusticii, cel putin teoretic, vedem ca urmele activitatii sale pot fi constatate în toate domeniile fizicii: în mecanica, în caldura, în teoria despre sunet, lumina, electricitate si magnetism si în domeniul acelor fenomene, care astazi sunt reunite sub denumirea de "fizica moleculara".

Triumful stiintific al lui Newton în ultimele decenii se împletea într-un anumit grad cu o bunastare exterioara: onorurile palatului, respectul discipolilor, îngrijire buna acasa.

3)Arhimede

Arhimede s-a nascut la Siracusa (Sicilia), si a fost educat in Alexandria. A fost unul dintre cei mai cunoscuti matematicieni si inventatori din Grecia Antica.
In matematica pura a anticipat multe din descoperirile stiintei moderne, cum ar fi calculul integral, prin studiile sale asupra ariilor si a volumelor corpurilor rotunde solide si a ariilor figurilor plane. A demonstrat ca volumul unei sferei reprezinta doua treimi din volumul unui cilindru circumscris acelei sfere.
In mecanica, Arhimede a definit principiul parghiei si a inventat scripetele compus. Cat timp a stat in Egipt a inventat pompa hidraulica pentru a se putea ridica apa de la de la un nivel inferior la unul superior. Este cunoscut pentru ca a descoperit legea hidrostaticii, numita si principiul lui Arhimede. Se crede ca Arhimede a descoperit acest principiu cand a intrat in cada de baie si a vazut nivelul apei care crestea.
Arhimede si-a petrecut cea mai mare parte a timpului in Sicilia, in Siracusa. Aici si-a dedicat intreaga viata cercetarilor si experimentelor. Siracusa era o colonie greceasca a orasului Corint si era un oras greu de cucerit datorita pozitiei sale naturale deosebite. In timpul cuceririi Siciliei de catre romani cateva din inventiile lui Arhimede au fost folosite in apararea Siracusei. Printre aceste inventii se numara catapulta si un sistem de oglinzi care reflecta razele soarelui pentru a incendia corabiile inamice.
Dupa capturarea Siracusei, in timpul celui de-al Doilea Razboi Punic, printr-o strategie care consta in a cuceri cartier dupa cartier si prin tradarea unui prefect al cetatii, Arhimede a fost ucis, in 212 i.e.n., de catre un soldat care l-a gasit desenand figuri geometrice pe nisip. Arhimede era asa de atent la calculele sale, incat atunci cand l-a vazut pe soldat i-a spus : 'Noli turbare meos circulos" - "Nu-mi strica cercurile." Soldatul nu a stiut cine este cel pe care l-a ucis. Conducatorul romanilor, Marcellus, indurerat de aceasta veste s-a ingrijit de inmormantarea lui Arhimede.
Titus Livius, povesteste in scrierile sale despre Arhimede, astfel: "La Syracusa se afla acel om fara seaman, ., cercetator al cerului, cunoscator al stelelor, inventator neintrecut, constructor de masini de razboi, capabil, prin geniul sau de om de stiinta in slujba apararii patriei, sa zadarnicesca efortul a mii de romani".
Cateva din descoperirile sale din domeniul matematicii si al mecanicii s-au pastrat : "Masurarea cercului" (aproximarea rationala a lui p), "Sfera si cilindrul", "Corpurile care plutesc" (care sta la baza Legii Hidrostaticii) si "Spirale

4)Georg Simon Ohm

Fizician german, binecunoscut pentru descoperirea legii care-I poarta numele, care exprima intensitatea curentului electric dintr-un conductor in functie de tensiunea electrica de la capetele conductorului si de rezistenta electrica a acesteia.

S-a nascut la Erlangen, Bavaria, la 16 martie 1789, fiind fiul mai mare al maistrului lacatus Johann Wolfgang Ohm, mama lui numindu-se Maria Elisabeth Beck. In 1805 a intrat la Universitatea din Erlangen pt a studia matematica, fizica si filozofia, dar din lipsa mijloacelor financiare si-a interrupt studiile, a parasit universitatea si a plecat in Elvetia, unde si-a gasit un loc de munca ca professor preparatory de matematici la Nidau, apoi la Neuchatel. In 1811 s-a intors acasa la Erlangen si in 1813 a obtinut doctoratul, dupa care a fost succesiv privat docent de matematica la Erlangen, in anul urmator professor de fizica si matematica la gimnaziul real din Bamberg, apoi professor la Jesuit Gymnasium din Colonia (Köln) intre 1817-1825.

Ohm si-a reluat cercetarile originale in fizica in anul 1825, dovedindu-se a fi un mare experimentator. Primele experiente le-a facut in cabinetul de fizica al gimnaziului din Koln; folosind aparate modeste si imperfecte, el a verificat tot ce se cunostea pana atunci cu privire la efectele curentului electric. In 1826 a obtinut un an de concediu pentru a merge la Berlin, unde si-a continuat cercetarile in electricitate, ale caror rezultate, inclusive descoperirea legii fundamentale care-I poarta numele au fost prezentate in lucrarea sa "Die Galvanische Kette mathematisch bearbeitet" (Circuitul galvanic investigat pe cale matematica), publicata in 1827. Pentru masurarea intensitatii curentului electric el a folosit un galvanometru rudimentar cu ac magnetic, iar pentru masurarea tensiunii electrice (diferentei de potential) intre diferitele puncte ale unui fir metallic conectat la un element Volta, a folosit electroscopul. Ulterior, din cauza instabilitatii tensiunii electromotoare a elementului Volta si a rezistentei interne de asemenea variabile a acestuia, la sfatul lui Poggendorf, l-a inlocuit cu un termocuplu din sarme de bismuth si respective cupru pentru care genera o tensiune electromotoare constanta, un capat al termocuplului fiind cufundat intr-un vas care continea un amestec de apa si gheata, iar celalalt capat era introdus intr-un vas in care fiebea apa. Cu toate ca nu dispunea de aparate de masura precise, a facut o verificare riguroasa a legii, bazata pe masuratori cat mai exacte, luandu-si masurile de siguranta necesare (asigurarea unei temperature constante a firului metallic prin cufundarea lui intr-o baie, prin care trecea un current de apa). Tot el a introdus notiunea de rezistenta electrica a unui conductor liniar, a aratat ca ea este proportionala cu lungimea conductorului invers proportional cu sectiunea lui. Astfel el a demonstrat ca intensitatea curentului electric este proportionala cu tensiunea electrica de la capetele conductorului si invers proportionala cu rezistenta electrica a acestuia: 

Ohm a sperat sa obtina un post in invatamantul superior ca recompense pentru lucrarile sale stiintifice, care insa nu au fost appreciate la adevarata lor valoare, ceea ce nu i-a creat o stare de satisfactie. A ramas o vreme la Berlin ca simplu professor la Scoala de razboi (1826), pana cand in 1883 a fost numit in cele din urma prof de fizica la Institutul politehnic din Nürnberg. Activitatea sa stiintifica a fost totusi remarcata mai intai de Societatea Regala din Londra care l-a primit ca membru acordandu-I cea mai inalta distinctie, medalia Copley in 1841 si de-abia dupa aceea, mult mai tarziu, in Germania, astfel ca, in 1849 a devenit professor extraordinary de fizica la Universitatea din München si Profesor titular in 1852 la aceeasi Universiate. Cu toate acestea el nu s-a putut bucura de succesul lui, deoarece dupa doi ani, pe data de 6 iulie 1854, a murit la München, in etate de 65 de ani. Nu a fost casatorit si a trait toata viata singur in conditii modeste.

In onoarea lui, unitatea de rezistenta in S.I. se numeste ohm ( symbol Ω ). Un ohm este rezistenta electrica a unui conductor, caruia i se aplica la capete o tensiune electrica de un volt, este parcurs de un curent de un amper.

Exista probleme deschise în fizica care asteapta a fi rezolvate. De exemplu, cuantificarea gravitatiei este poate cea mai arzatoare dintre probleme si cu siguranta si cea mai dificila. Odata cu elucidarea acestei probleme, fizicienii vor avea o imagine mult mai clara despre interactiile din natura si cu siguranta multe dintre fenomenele si obiectele pe care le întâlnim în astrofizica, de exemplu gaurile negre, îsi vor gasi explicatia într-un mod natural.