После завершения построения классической физики развитие современной физики в большей степени происходило по объективным законам собственной логики. Так, и теория относительности, и квантовая физика возникли вследствие необходимости преодоления внутренних противоречий в физике, которые не могли быть разрешены в рамках классической теории. И теперь уже достижения квантовой и ядерной физики в 20 веке стимулировали развитие техники и обеспечили полномасштабную научно-техническую революцию в материальном производстве.

Влияние развития культуры на физику также не носило односторонний характер. Помимо влияния физики на промышленную и научно-техническую революции 19 и 20 веков, физика активно и глубоко проникала и в процессы духовного формирования общества. Это, прежде всего, развитие во многом определяющих современную духовную культуру средств связи и массовой информации, появление которых было бы невозможно без достижений физики. А успехи атомной и ядерной физики 20 века в огромной степени обусловили изменение сознания общества в различных направлениях, начиная с политики и кончая экологией.

Необходимо отметить еще один аспект связи физики и общества: влияние государственного устройства на развития физики, что наиболее наглядно проявилось в 20 веке. В основном успехи физики определялись достижениями ученых в демократических государствах, а тоталитарные режимы вынуждали, как правило, эмигрировать представителей научной элиты (Россия, Италия, Германия).

Но эта связь не является однозначной, поскольку в тоталитарных государствах на решении ряда научно-технических проблем (в особенности по вопросам совершенствования военной техники) сосредотачивались огромные материальные и людские ресурсы. Причем очень большое внимание уделялось развитию физического образования в массовом масштабе. А уже по закону больших чисел здесь всегда находились ученые, которые успешно занимались не только задачами прикладного характера, но и делали фундаментальные открытия.

Открытие явления радиоактивности и роль ядерной физики в современном мире

В 1896 году французский химик Антуан Анри Беккерель случайно открыл радиоактивность солей урана, проявляющуюся в самопроизвольном испускании невидимых лучей, способных вызывать ионизацию воздуха и почернение фотоэмульсий. Через два года Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри открыли радиоактивность тория и выделили из солей урана полоний и радий

---

, радиоактивность которых оказалась в миллионы раз сильнее радиоактивности урана и тория.

Детальное экспериментальное изучение радиоактивных излучений было произведено Резерфордом. Он показал, что радиоактивные излучения образованы, соответственно, α-, β- и γ-лучами. Бета-лучи состоят из отрицательно заряженных электронов, альфа-лучи — из положительно заряженных частиц (альфа-частиц, которые, как выяснилось несколько позднее, являются ядрами гелия-4), гамма-лучи аналогичны лучам Рентгена (не имеют заряда), только значительно более жесткие.

Ядерная природа радиоактивности была понята Резерфордом после того, как в 1911 г. он предложил ядерную модель атома и установил, что радиоактивные излучения возникают в результате процессов, происходящих внутри атомного ядра.

Долгое время предполагалось, что ядро состоит из протонов и электронов. Однако такая модель находилась в противоречии с экспериментальными фактами, относящимися к спинам и магнитным моментам ядер. В 1932 г. после открытия Чедвиком нейтрона было установлено (Иваненко и Гейзенберг), что ядро состоит из протонов и нейтронов.

Благодаря ядерной физике промышленность вооружилась атомными электростанциями и реакторами для опреснения воды и получения трансурановых элементов. Кроме того, были изобретены источники γ-излучения для дефектоскопии, активационный анализ для экспресс-определения примесей в сплавах, угле и т. д. Огромное значение имеют изотопные источники тока и тепла. Их применяют для энергоснабжения труднодоступных районов и автоматических станций (например, метеорологических или спутников Земли).

Источники γ-излучения применяются для автоматизации различных операций (например, измерение плотности среды, толщины слоя угольного пласта и т. д.). В сельском хозяйстве нашли применение установки для облучения овощей и фруктов с целью предохранения их от гниения и плесени. Кроме того, разработаны способы выведения новых сортов растений путем генетических трансмутаций. Неоценима помощь ядерной физики в геологии, медицине, биологии и многих других областях знаний, так как с ее помощью можно получать невероятно точные и быстрые результаты.

Однако Чернобыльская катастрофа поставила под сомнение идею использования ядерной энергии как оптимальной альтернативы природным источникам энергии. Кроме того, с каждым годом все острее встает проблема захоронения ядерных отходов, а ядерное оружие до сих пор остается одним из опаснейших видов вооружения. Участившиеся в последнее время техногенные катастрофы поставили перед учеными новую задачу — научиться использовать ядерную физику, максимально обезопасить окружающую среду и человека от возможных негативных последствий.

---

Применение радиоактивных излучений:

• 
  Для исследования обмена веществ в организме человека;
  
• 
  Для лечения онкологических заболеваний, рентгенодиагностика, рентгенотерапия;
  
• 
  В промышленности: контроль износа поршневых колец в двигателях внутреннего сгорания; слежение за процессами в доменных печах; исследование структуры металлических отливок с целью обнаружения дефектов;
  
• 
  В сельском хозяйстве: увеличение урожайности при облучении семян растений; осуществление контроля за усвоением растениями удобрений во время роста и созревания;
  
• 
  В археологии: определение возраста органических соединений, организмов методом радиоактивного углерода.
  

Отдельное внимание стоит обратить на ядерную энергетику – отрасль энергетики, занимающаяся производством электрической и тепловой энергии путём преобразования ядерной энергии.

Атомная энергетика, занимающаяся добычей энергии ядер атомов, берет свое начало ещё в XX веке, а именно в 1932 году, когда немецкий физик В. Гейзенберг и советский физик Д. Д. Иваненко описали протонно-нейтронную модель атомного ядра. Согласно этой модели ядро атома состоит из элементарных частиц, при разделении которых выделяется так называемая ядерная энергия. Таким образом, был открыт новый способ выработки энергии. В 1954 году в подмосковном городе Обнинске в СССР, стала функционировать первая в мире АЭС (атомная электростанция). С тех пор данный метод получения энергии стал интенсивно развиваться.

Что же вызвало интерес к атомной энергетике? Давно не секрет, что основные источники тепла — уголь, нефть, газ — не бесконечны. По некоторым оценкам органического топлива должно хватить лишь на полторы сотни лет, причем эти данные не учитывают постоянного роста потребления энергии человеком. Значит, перед человечеством стоит следующий вопрос: где добыть неиссякаемые источники энергии? К возобновляемым источникам энергии относятся: солнце, вода, ветер и атомы. Энергия, получаемая посредством первых трех источников не слишком велика, в отличие от атомной, потому именно атомная энергетика имеет наибольший потенциал.

Открытие и изучение электрических явлений. Электричество

---

в повседневной жизни


Электричество (от лат. electricus, далее из др.-греч. ἤλεκτρον) — совокупность явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов. Термин введён английским естествоиспытателем Уильямом Гильбертом в его сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле» (1600 год), в котором объясняется действие магнитного компаса и описываются некоторые опыты с наэлектризованными телами. Он установил, что свойством наэлектризовываться обладают и другие вещества.

То, как люди стали производить, распределять и использовать электроэнергию и устройства, на которых протекают процессы генерации, является кульминацией почти 300 летней истории исследований и разработок электричества.

Сегодня ученые считают, что человечество начало использовать электроэнергию намного раньше. Примерно в 600 году до н.э. древние греки обнаружили, что потирание меха на янтаре вызывает притяжение между ними. Это явление демонстрирует статическое электричество, которое полностью описали ученые в 17 веке в пояснениях, как появляется электричество.

Кроме того, исследователи и археологи в 1930-х годах обнаружили горшки с листами меди внутри, и объяснили их происхождение, как древние батареи, предназначенные для получения света в древнеримских местах. Подобные устройства также были найдены в археологических раскопках возле Багдада, а это означает, что древние персы также могли открыть конструкцию ранней формы батарей.

К 17 веку было сделано много открытий, связанных с электричеством, таких как изобретение раннего электростатического генератора, разграничение положительных и отрицательных зарядов и классификация материалов в качестве проводников или изоляторов.

В 1731 году в «Философских трудах», издании «Королевского общества», появилась статья, сделавшая гигантский скачок вперед для молодой электротехники. Её автор английский ученый Стивен Грей (1670-1736), проводя эксперименты по передаче электрического тока на расстояние, случайно обнаружил, что не все материалы обладают способностью передавать электричество одинаково. Далее произошло создание аккумулятора — «Лейденской банки», устройства для хранения статического электричества. Процесс был случайно обнаружен и исследован голландским физиком Питером Ван Мюссенбруком из Лейденского университета в 1746 году и независимо от него немецким изобретателем Эвальдом Георгом фон Клейстом в 1745 году. Примерно в этот же период русские учёные Г. В. Рихман и М. В. Ломоносов проводили работы по изучению атмосферного электричества.

---

Итальянский физик Алессандро Вольта обнаружил, что определенные химические реакции могут производить электричество, а в 1800 году он создал гальванический элемент, раннюю электрическую батарею, вырабатывающую постоянный электроток. Он также выполнил первую передачу тока на расстояние, связав положительно и отрицательно заряженные разъемы и создав между ними напряжение. Поэтому многие историки считают, что 1800 — это год изобретения электричества.

В 1831 году электричество стало возможно использовать в технике, когда Майкл Фарадей создал электродинамо, решившее на практике проблему генерирования постоянного электротока. Довольно простое изобретение с использованием магнита, перемещавшегося внутри катушки из медного провода, создавал небольшой ток, протекающий через провод. Оно помогло американцу Томасу Эдисону и британскому ученому Джозефу Свону, каждому в отдельности, примерно в одно время в 1878 году изобрести лампу накаливания. Сами лампочки для освещения были изобретены другими исследователями, но лампа накаливания была первым практичным устройством, дававшем свет в течение нескольких часов подряд.

В 1800-х и в начале 1900-х годов, сербско-американский инженер, изобретатель и мастер электротехники Никола Тесла стал одним из авторов зарождения коммерческого электричества. Он работал совместно с Эдисоном, сделал много революционных разработок в области электромагнетизма и хорошо известен своей работой с двигателями переменного тока и многофазной системой распределения энергии.

В современном мире потребление электроэнергии огромно, а наша жизнь неотрывно связана со многими приборами, работающими от электричества. 40% электроэнергии используется в жилых целях, 47% – в промышленности, 13% теряется при передаче. При этом количество электроприборов, окружающих нас, не становится меньше, оно постоянно увеличивается из года в год. Электрический свет, тепло, горячая вода, столь необходимые для полноценного уюта и комфорта в доме, также поступают к нам благодаря электроэнергии.

Делая свою жизнь комфортней, человек все более становится зависимым от электроснабжения. Любые отключения электроэнергии, пусть даже и кратковременные, имеют негативные последствия. При этом нельзя забывать о промышленных и социально значимых объектах, в которых наличие электроэнергии является необходимостью.

В целом, начиная с XIX века, электричество плотно входит в жизнь современной цивилизации. Электричество используют не только для освещения, но и для передачи информации (телеграф, телефон, радио, телевидение), а также для приведения механизмов в движение (электродвигатель), что активно используется на транспорте (трамвай, метро, троллейбус, электричка) и в бытовой технике (утюг, кухонный комбайн, стиральная машина, посудомоечная машина).

---

Смотрите также файлы

• История Тахиридов и Саффаридов.docx

• В инаугурационной речи Медведев заявил, что приоритетной задачей считает дальнейшее развитие гражданских и экономических свобод, создание новых гражданских возможностей.docx

• Главный внештатный специалист терапевт Министерства здравоохранения Челябинской области, заведующий терапевтическим отделением.pptx

• Чойна Анна Игоревна учитель математики моу лицея 33 г. КомсомольскнаАмуре.pptx

• Особенности работы медицинской сестры урологического отделения. Особенности ухода за больными с заболеваниями мочевыводящей системы. Виды катетеров. Катетеризация мочевого пузыря. Уход за цистостомой. Уход за нефростомой.docx