GESCHICHTE DER PHYSIK VON IHREM URSPRUNG BIS ZUR GEGENWART - KÖRPERLICH - 2025

Die Geschichte der Physik lässt sich bis in die Antike zurückverfolgen, als sich die Philosophen des klassischen Griechenland dem Studium der Funktionsweise des Universums widmeten. Viele gingen von der Beobachtung aus, als Werkzeug, das sie dazu bringen könnte, die Gesetze zu verstehen, die die Welt regieren.

Die Bewegungen der Erde, der Sterne und der Versuch, den Ursprung der Materie zu entdecken, waren zu dieser Zeit einige der wichtigsten Forschungspunkte. Viele dieser Argumente dienten auch der Entwicklung der Mechanik.

Albert Einstein, eine der wichtigsten Figuren in der Geschichte der Physik ab dem 20. Jahrhundert
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Philosophen wie Leucippus und Democritus schlugen vor, dass Materie aus Atomen besteht, einem kleineren und unteilbaren Teilchen. Aristarchos von Samos seinerseits erkannte als erster, dass sich die Erde um die Sonne drehte, und führte das erste heliozentrische Modell des Sonnensystems durch, eine astronomische Ebene, die die Sonne anstelle der Erde in den Mittelpunkt stellte, wie man früher dachte es wurde gefunden.

Aristarchos von Samos

Aristoteles argumentierte die Bedeutung der vier Elemente - Luft, Erde, Wasser und Feuer - für den Prozess der Materiebildung. Er erklärte auch, dass alles, was sich bewegt, von einem internen oder externen Motor angetrieben wird.

Büste des Aristoteles, von Internet Archive, über Wikimedia Commons

Andere relevante Persönlichkeiten wie Archimedes von Syrakus im dritten Jahrhundert, die Beiträge zum Studium der Mechanik leisteten, erarbeiteten die Grundlagen der Hydrostatik und Statik.

Archimedes von Syrakus

Er könnte auch ein Flaschenzugsystem entwickeln, um den Aufwand beim Heben von Gewichten zu verringern. Hipparchus von Nicäa gelang es, eine Karte der Bewegung der Sterne durch die Geometrie zu erstellen, die die Erkennung astronomischer Ereignisse wie Finsternisse ermöglichte.

Hipparchus von Nicea - Quelle: Von Maksim von de.wikipedia auf Commons übertragen - gemeinfrei

Erkenntnisse aus der islamischen Welt

Viele der Studien der Antike wurden zur Zeit des Zerfalls des Römischen Reiches ins Arabische übersetzt. Ein Großteil des griechischen Erbes wurde von der islamischen Welt wiederhergestellt, was bestimmte Entwicklungen auch innerhalb dieser Gemeinschaft ermöglichte. Einige von ihnen können erwähnt werden:

-Omar Khayyám (1048-1131), der die Länge eines Sonnenjahres berechnete und 500 Jahre vor dem aktuellen Gregorianischen Kalender ein Kalendermodell vorschlug.

-Avempace (1085-1138), einer der Hauptvorläufer des dritten Newtonschen Gesetzes, schlug vor, dass für jede eingesetzte Kraft eine Reaktionskraft vorhanden ist. Er interessierte sich auch für Geschwindigkeit und war ein großartiger Kommentator für aristotelische Werke.

-Nasir al-Din al-Tusi (1201-1274) beschrieb in seiner Arbeit die Kreisbewegung der Planeten auf ihren Umlaufbahnen.

Mittelalter

Das gesamte Wissen, das aus der Zeit vor dem Mittelalter geerbt werden konnte, wurde von den Mitgliedern der Kirche aus erster Hand aufgenommen. Der akademische Bereich beschränkte sich auf das Kopieren von Kirchenmanuskripten. Später würde es jedoch zu einem Konflikt aufgrund von Glaubenskonflikten kommen.

Das Dilemma der Christen für die Übersetzung und Akzeptanz von Texten "heidnischen" Ursprungs aus der islamischen Welt führte zu einer gewissen Abneigung bis zur Ankunft von Thomas von Aquin, dem es gelang, aristotelisches Wissen und einen Großteil der griechischen Philosophie in das Christentum zu integrieren .

Heiliger Thomas von Aquino

Die Renaissance und die wissenschaftliche Revolution

Das Verlangen nach Wissen über die Alten hielt während der Renaissance an, war jedoch eng mit der Religion verbunden, ein Aspekt, der verschiedene Konsequenzen für neue Entdeckungen mit sich brachte. Alles, was dem aristotelischen Gedanken oder der Kirche widersprach, konnte verurteilt werden.

Dies war der Fall von Nicolás Copernicus im 16. Jahrhundert, als er behauptete, die Erde und die anderen Planeten drehten sich um die Sonne. Dies wurde sofort als Häresie qualifiziert. Nach christlichem Glauben war die Erde stationär und befand sich im Zentrum des Universums.

Nicolas Copernicus - Quelle: UnknownDeutsch: UnbekanntEnglish: UnknownPolski: Nieznany

Copernicus 'Werk wurde kurz vor seinem Tod im Jahr 1543 veröffentlicht, basierend auf dem von Aristarco de Samos entwickelten heliozentrischen Modell des Sonnensystems. Die Idee der Bewegung der Erde war so revolutionär, dass sie in den nächsten Jahrhunderten der Entwicklung des wissenschaftlichen Denkens Platz machen würde.

Galileo Galilei gehört auch zu denen, die sich gegen die von der Kirche auferlegte starre Akademie aussprachen. Auf diese Weise gelang es ihm, die Werke von Copernicus als Referenz zu nehmen, nachdem er sein eigenes Teleskop gebaut hatte, neue Elemente im Sonnensystem zu entdecken. Die bergige Oberfläche des Mondes, die Monde des Jupiter und die Phasen der Venus.

Galileo Galilei - Quelle: Domenico Tintoretto

Galileos Wertschätzung für die Studien von Copernicus und seine neuen Erkenntnisse veranlassten die Inquisition, ihn im Alter von 68 Jahren zum Hausarrest zu verurteilen. Er setzte jedoch seine Arbeit von zu Hause aus fort und ging in die Geschichte der größten Vertreter hinsichtlich der Entwicklung des Copernicus ein moderne Physik.

Die wissenschaftliche Methode

Rene Descartes

René Descartes ist einer der bekanntesten modernen Philosophen der Geschichte. Quelle: wikipedia.org

René Descartes ist eine der Hauptfiguren, die den Beginn der wissenschaftlichen Methode im Rahmen des 17. Jahrhunderts markieren. Er ist bekannt für die Entwicklung des Reduktionismus, einer Untersuchungsmethode, die darin besteht, ein Problem in seine verschiedenen Teile zu zerlegen, um jedes einzeln zu analysieren und so das Phänomen oder Problem in seiner Gesamtheit zu verstehen.

Descartes behauptete, dass der einzige Weg, die Prinzipien der Natur zu verstehen, die Vernunft und die mathematische Analyse sei.

Mechanik

Ein weiterer wichtiger Schritt für die Entwicklung der Physik ist das Studium der Mechanik. Isaac Newton ist einer der einflussreichsten auf diesem Gebiet.

Isaac Newton

Seine Gravitationstheorie in seiner Veröffentlichung Mathematical Principles of Natural Philosophy von 1687 erklärt, wie Masse durch eine Kraft, die umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes zwischen ihnen ist, von einer anderen Masse angezogen wird. Eine Kraft, die als "Schwerkraft" bekannt ist und im gesamten Universum vorhanden ist.

Newtons drei Gesetze sind derzeit die anerkanntesten Beiträge:

-Der erste von ihnen stellt fest, dass ein Körper seine Bewegung nur ändern kann, wenn ein anderer Körper darauf einwirkt.

- Das zweite, als „Grundgesetz“ bekannte Gesetz besagt, dass die auf einen Körper ausgeübte Nettokraft proportional zur Beschleunigung ist, die der Körper erhält.

-Das dritte Gesetz sagt uns das Prinzip von Aktion und Reaktion und stellt fest, dass "wenn ein Körper A eine Aktion auf einen anderen Körper B ausübt, er eine weitere gleiche Aktion auf A und in die entgegengesetzte Richtung auf B ausführt".

Wärmestudien

Nach Erfindungen wie der Dampfmaschine von Thomas Newcomen (1663-1729) begann sich das Studium der Physik auf Wärme zu konzentrieren. Wärme wurde durch Mechanismen wie Wasserräder mit der Arbeitskraft in Beziehung gesetzt.

Später bemerkte der Amerikaner und Erfinder Benjamin Thompson, bekannt als Graf Rumford, die Beziehung zwischen Arbeit und Wärme, indem er beobachtete, wie die Oberfläche einer Kanone erwärmt wurde, als sie zum Zeitpunkt des Baus durchbohrt wurde.

Porträt von Benjamin Thompson. Unbestimmt

Später stellte der britische Physiker James Prescott Joule (1818-1889) eine mathematische Äquivalenz zwischen Arbeit und Wärme her. Entdecken Sie außerdem das sogenannte Joule'sche Gesetz, das die durch den Strom durch einen Leiter erzeugte Wärme, den Widerstand des Leiters, den Strom selbst und seine Emissionszeit in Beziehung setzt.

James Prescott Joule

Diese Entdeckung ermöglicht es uns, die Grundlagen für die Gesetze der Thermodynamik zu legen, die den Einfluss von Wärme und Temperatur auf Arbeit, Strahlung und Materie untersuchen.

Theorie der Elektrizität und des Elektromagnetismus

Während des achtzehnten Jahrhunderts war die Erforschung von Elektrizität und Magnetismus ein weiterer wichtiger Studienpunkt für die Physik. Unter den Ergebnissen sticht der Vorschlag des Philosophen und Staatsmannes Francis Bacon hervor, dass die elektrische Ladung zwei Aspekte hat, einen positiven und einen negativen, die sich gegenseitig anziehen, wenn sie gleich sind, kollidieren und unterschiedlich sind.

Francis Bacon

Bacon entwickelte in seiner Veröffentlichung Novum Organum auch eine neue Methode für das Studium der Wissenschaft, in der er bestimmte Schritte für empirische Forschung spezifizierte, Studien, die durch Erfahrung und Erfahrung durchgeführt wurden:

1. Die Beschreibung der Phänomene.
2. Die Klassifizierung der Fakten in drei Kategorien oder Tabellen: Erstens die Umstände, die zum Zeitpunkt der Durchführung des Experiments angegeben wurden; zweitens die fehlenden Umstände, Momente, in denen das Phänomen nicht auftritt; drittens die Variablen, die auf verschiedenen Ebenen oder Intensitätsgraden vorliegen.
3. Tabelle der Ablehnung der Ergebnisse, die nicht mit dem Phänomen zusammenhängen, und Bestimmung dessen, was damit zusammenhängt.

Ein weiterer entscheidender Experimentator auf diesem Gebiet war der Brite Michael Faraday (1791-1867). 1831 machte er seine Entdeckung durch induzierte Ströme. Er experimentierte mit einer Drahtschaltung, deren Strom aufrechterhalten wurde, wenn sich der Draht in der Nähe eines Magneten bewegte oder, wenn nicht, wenn sich der Magnet in der Nähe der Schaltung bewegte. Dies würde den Grundstein für die Stromerzeugung durch mechanische Verfahren legen.

Michael Faraday

James Clerk Maxwell seinerseits leistete einen grundlegenden Beitrag zur elektromagnetischen Theorie und definierte, dass Licht, Elektrizität und Magnetismus Teil desselben Feldes sind, das als "elektromagnetisches Feld" bezeichnet wird und in dem sie in Bewegung bleiben und dazu in der Lage sind emittieren transversale Energiewellen. Später würde diese Theorie als wichtige Referenz für Einsteins Studien erscheinen.

Moderne Physik

Nach der Entdeckung der subatomaren Teilchen, Elektronen, Protonen und Neutronen und der elektromagnetischen Theorie würde der Eintritt in das 20. Jahrhundert auch aus Theorien bestehen, die für die Gegenwart relevant sind. So gehört Albert Einstein zu den bekanntesten Persönlichkeiten dieser Zeit.

Einstein im Jahr 1933. Von Acme über Wikimedia Commons

Einsteins Studien zeigten die Relativitätstheorie bei der Messung der Geschwindigkeit und ihre Beziehung zu Zeit, Raum und Beobachter. Zu Einsteins Zeiten wurde die Geschwindigkeit eines Objekts nur im Verhältnis zur Geschwindigkeit eines anderen Objekts gemessen.

Einsteins Theorie der speziellen Relativitätstheorie revolutionierte das bis dahin existierende Konzept der Raum-Zeit und wurde 1905 veröffentlicht. Sie stellte fest, dass die Lichtgeschwindigkeit in einem Vakuum unabhängig von der Bewegung eines Beobachters war, das heißt bleibt konstant und dass die Wahrnehmung von Raum-Zeit für jeden Beobachter relativ ist.

Auf diese Weise kann ein Ereignis, das in zwei Teilen auftritt, von zwei Beobachtern, die sich an zwei verschiedenen Orten befinden, gleichzeitig unterschiedlich wahrgenommen werden. Das Gesetz legt nahe, dass sich die Wahrnehmung der Raumzeit von der einer ruhenden Person unterscheidet, wenn sich eine Person mit hoher Geschwindigkeit bewegen könnte, und dass nichts in der Lage ist, die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen.

In Bezug auf die 1915 veröffentlichte allgemeine Relativitätstheorie wird erklärt, dass Objekte mit großen Volumina wie Planeten Raum-Zeit biegen können. Diese Krümmung ist als Schwerkraft bekannt und kann Körper zu sich ziehen.

Quantenmechanik

Schließlich sticht in den jüngsten und bedeutendsten Forschungsbereichen die Quantenmechanik hervor, die sich auf die Untersuchung der Natur auf atomarer und subatomarer Ebene und ihre Beziehung zur elektromagnetischen Strahlung konzentriert. Es basiert auf dem durch die Befreiung verschiedener Energieformen beobachtbaren.

Die Entdeckung subatomarer Teilchen ebnete den Weg für eines der jüngsten Gebiete der Physik, die Quantenmechanik
SVG von Indolences. Einige von Rainer Klute vorgenommene Störungen wurden neu eingefärbt und ausgebügelt. / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

In diesem Bereich sticht Max Planck hervor, der als Vater der Quantentheorie bekannt ist. Er entdeckte, dass Strahlung in kleinen Mengen von Teilchen emittiert wird, die als "Quanten" bezeichnet werden.

Max Planck

Später entdeckt er das Plancksche Gesetz, das die elektromagnetische Strahlung eines Körpers bei einer bestimmten Temperatur bestimmt. Diese Theorie wurde im frühen zwanzigsten Jahrhundert fast auf dem Niveau von Einsteins Theorien entwickelt.

Verweise

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