Co by było, gdyby nie było fizyki. Andrzej K. Wróblewski

Transkrypt

1 Co by było, gdyby nie było fizyki Andrzej K. Wróblewski

2 Starożytny Egipt - przykład kraju bez fizyki Ra - bóg słońca Ged - bóg ziemi i Nut - bogini nieba Tot - bóg Księżyca Aker - bóg strzegący bram wschodu i zachodu

3 Tefnut - bogini deszczu i wilgoci Sobek bóg płodności Maat bogini prawdy i sprawiedliwości Chnum bóg płodów ludzkich Set bóg pustyń i burz Sechmet bogini wojny

4 Wysoki poziom budownictwa w Egipcie

5 Średniowiecze Serafini Cherubini Trony Panowania Zwierzchności Moce Księstwa Archaniołowie Aniołowie Primum mobile Sfera gwiazd Saturn Jowisz Mars Słońce Wenus Merkury Księżyc Cosmas Indicopleustes (VI wiek) Hierarchia dziewięciu chórów anielskich według Dionizego Areopagity (Pseudo-Dionizego) O hierarchii niebieskiej (V wiek)

6 Średniowieczny obraz świata (Ilustracja z 1493 r.)

7

8 Wysoki poziom budownictwa w Europie Chartres Kolonia

9 Rozwój maszyn parowych i pojazdów odbywał się metodą prób i błędów praktycznie bez udziału fizyków Maszyna Thomasa Newcomena (1712)

10 Maszyna Jamesa Watta

11 Maszyna Corlissa (1876) Fotografia maszyny Newcomena wykonana w 1880 r.

12 John Trevithick (1804) (1801) Lokomotywa West Point (1831) Pomysł Newtona (1680)

13 Rakieta George a Stephensona (1829)

14 lokomotywa Sharpa i Robertsa (1843)

15

16

17 Statek parowy Clermont (1807)

18 Rozwój maszyn parowych odbywał się praktycznie bez udziału fizyków, ale przełomowy krok teoretyczny wykonał Nicolas Léonard Sadi Carnot

19 Obraz Carnota maszyny cieplnej h 1 T 1 cieplik h 2 T 2 młyn wodny maszyna cieplna

20 Różne pomysły perpetuum mobile

21 W 1911 r. Biuro Patentowe USA przestało przyjmować zgłoszenia patentowe na perpetuum mobile bez dostarczenia działającego modelu Wymyślny pomysł perpetuum mobile z 1662 r. W 1775 r. Academie des Sciences w Paryżu przestała przyjmować zgłoszenia pomysłów perpetuum mobile, ale biura patentowe nadal rejestrowały zgłoszenia. Nie zmieniło tego odkrycie przez fizyków zasady zachowania energii. W latach brytyjski urząd wydał 575 patentów na maszyny wiecznego ruchu, z których żadna nie działała.

22 Jean Baptiste Biot (1816): Fizyka powinna być ograniczona do badań zjawisk spowodowanych przez działanie niewidzialnych, nieuchwytnych i nieważkich czynników, takich jak elektryczność, magnetyzm, cieplik i światło.

23 Elektromagnetyzm

24 maszyny elektrostatyczne baterie prądnice Trzy stulecia historii elektromagnetyzmu Gilbert Guericke Musschenbroek elektromagnetyzm elektryki versorium maszyna elektrostatyczna butelka lejdejska Coulomb Oersted Maxwell Faraday Hertz Volta

25 Doświadczenia z elektrycznością w połowie XVIII wieku

26 Doświadczenia Galvaniego

27 Doświadczenia Alessandro Volty Wielki stos Volty w Paryżu

28 Eksperymenty Michaela Faradaya Cewka użyta 29 VIII 1831 Eksperyment z 28 X 1831 (szkic) Cewka użyta 17 X 1831 Cewki Faradaya Galwanometry Faradaya

29 William Gladstone do Faradaya: Jaka jest praktyczna korzyść z pańskich odkryć w dziedzinie elektryczności? Faraday: Nie wiem, Sir, ale jestem pewien, że pewnego dnia będzie pan mógł z tego ściągać podatki

30

31 Kolej elektryczna Siemensa (1879) Koło Barlowa (1826) Motor Henry ego (1831)

32 James Clerk Maxwell ( ) 1879) Heinrich Rudolf Hertz ( ) 1894) Guglielmo Marconi ( ) 1937)

33 Heinrich Rudolf Hertz (rysunki z 1888 r.)

34 t = 0 t = λ/4c t = λ/2c t= 3λ/4c

35 Guglielmo Marconi ( ) 1937)

36 Światło

37

38 Analiza widmowa Robert Bunsen Spektroskop (1859) Gustav Kirchhoff

39

40

41 Zastosowania zjawiska Dopplera astronomia meteorologia medycyna optyka fizyka jądrowa nawigacja lotnicza nawigacja w kosmosie ruch drogowy - tomografia dopplerowska obrazowanie powierzchni gwiazd - odkrywanie układów planetarnych - radar dopplerowski - tomografia dopplerowska diagnoza chorób naczyniowych - chłodzenie dopplerowskie badanie reakcji jądrowych - radary policyjne

42 Wiek XIX był wiekiem pary i elektryczności Czego więcej można było oczekiwać od natury?

43 Doświadczenia z wyładowaniami w gazach rozrzedzonych (1892)

44

45 Wiek XX

46 kryształ molekuła a atom jądro j proton kwark atomu elektron 0,01 m 10 9 m m m m < m

47 ~1915 ~1935 ~1975 ~2005 Fizyka kwarków? w głąb Fizyka jądrowa Fizyka cząstek Terapia nowotworów PET? Fizyka atomowa Reaktory Astrofizyka Akceleratory wszerz Chemia Ciało stałe Biologia Plazma Tranzystory Izotopy Materiały NMR Lasery Holografia Spintronika Grafen??

48 Ugo Amaldi 2000

49 Emisyjna Tomografia Pozytonowa (Positron Emission Tomography PET)

50 Emisyjna Tomografia Pozytonowa (Positron Emission Tomography PET)

51 akw 1/10/1996 Wykrywanie guzów mózgu przez PET

52 akw 1/10/1996 Przykłady Emisyjnej Tomografii Pozytonowej [Positron Emission Tomography - PET]

53 Od emisji wymuszonej do laserów Einstein (1916) Kastler (1949) Purcell i Pound (1950) Townes, Basow i Prochorow (1953) Maiman (1960) Precyzyjny lancet w okulistyce Lokalizacja Lidar Czytniki płyt p kompaktowych Wskaźniki Noże e laserowe Broń..

54

55 John Hall Nagroda Nobla z fizyki (2005) Na początku odkrycie jest jak nowo narodzone dziecko. Wiesz, że jest fantastyczne i ma ogromny potencjał, ale jest jeszcze za wcześnie, by powiedzieć, co z niego wyrośnie.

56 fulleren nanorurki węglowe grafen

57 GPS Global Positioning System

58 Technicy pracują nad techniką dnia dzisiejszego, a fizycy nad techniką jutra

59 optyka magnetyzm elektryczność 1820 ruch planet elektromagnetyzm mechanika Newtona ~1870 elektrodynamika oddziaływania słabe teoria oddziaływań elektrosłabych ~1975 mechanika ciał na Ziemi ciepło 1687 fizyka statystyczna ~1870 badania gwiazd fizyka jądrowa astrofizyka ~1930 fizyka atomowa mechanika kwantowa ~1930 chemia

60 Mozna sobie wyobrazić świat bez fizyki, ale byłby on zdecydowanie mniej ciekawy i przyjazny ludziom