Aurora11 Creative Commons License 2009.01.26 0 0 339

Szia Áron!

 

A klasszikus fizika törvényei a XIX.századra szinte teljesen kiépült.A klasszikus mechanika törvényei az ember körül levő makroszkópikus tárgyak,gőzgépek,motorok mozgásának leírására teljesen beváltak,emelett a csillagászatban a bolygók mozgásának számítását olyan pontosan tette lehetővé,hogy sikerült egy új bolygó égi helyzetének megjóslása,így sikerült felfedezni a Plutot.

Aztán a termodinamika a hőtani folyamatokat olyan pontossággal írja le,hogy az elmélet a tapasztalattal teljes egyezés áll,míg a kinetikus modellel csak körvonaliban sikerült megérteni ugyanezen jelenségeket.Itt mutatkozott meg először,hogy a klasszikus mechanikának van érvényességi tartománya.

Az 1800-as években az elektromosságtan fellendült a galvánelemek megalkotásával,és rengeteg új törvényt fedeztek fel az elektromosságtan terén,amit azelőtt nem lehetett felismerni,mert csak sztatikus töltéseket tudtak előállítani,hatalmas dörzsgépeikkel,de folyamatos áramot,csak a galvánelemek megjelenésével tudtak.Első törvények a Newtoni távolbaható erők képének segítségével készültek.Faraday vezette be a mező fogalmát,ami nagy áttörést okozott,mert az Ő elméletében a mező közvetíti a kölcsönhatást,közelhatással dolgozik,ahol az erőket a mező közvetíti,nem képesek a vákuumon átjutni a másik testhez,mint a régebbi Newtoni-közelható erők.Faraday ezenkívűl összefüggést talált az elektromos és mágneses mező között,az indukció jelenségének felfedezése után pedig megalkotta az első generátort.A generátorok által lecsökkenhett az áram ára(a galvánelemek elég drágák) így az elektromosságtan már nemcsak a kísérleti laboratoriumok érdekes kutatási témája volt,hanem  a mindennapi életünk szerves része.

Maxwell mindazt,amit Faraday felismert,leírta matematikai formulákba,megalkotva a róla elnevezett egyenleteket.Ezek magukba foglalják az összes eddig ismert elektromágneses jelenséget:Ampere-törvény,Biot-Savart-törvény,Neumann-törvény,Lenz-törvény,Farady-törvény.És mivel a mező Faraday szerint az elektromos testek között lévő folyadékhoz hasonlít,a hidrodinamikai kontinuitási törvényt megkövetelve a töltéssűrűségre,megkapta az eltolási áramot.Ezzel kiegészítve a gerjesztési törvényt,ki tudta hozni a Maxwell-egyenletekből az elektromágneses hullámok hullámegyenletét.És a hullám sebességére a fénysebességet kapta meg,ezzel ráeszmélt arra,hogy a fény is elektromágneses hullám.Ezzel megtalálta a kapcsolatot a fénytan és az elektrodinamika között,és innentől kezdve a fénytan az elektrodinamika egyik fejezetévé vált.

Az elektrodinamikát és a klasszikus mechanikát össze probálták illeszteni,az atomi szemlélet elfogadása után.Kiderült,hogy az atomok mozgása már nem követi a klasszikus mechanika törvényeit,ha a sebessége megközelíti a fénysebességet.A mechanikát aztán bizonyos változtatásokkal össze tudták illeszteni az elektrodinamikával,és így megkapták a fénysebesség közelében is érvényes mozgástörvényeket,amiket a speciális relativtáselmélet tartalmaz.A fény határsebesség lett,nem létezik annál nagyobb sebesség,tömeggel rendelkező részecske csak megközelítheti,de el nem érheti.

Fellléptek olyan problémák,amiket az elektrodinamika,termodinamika és a speciális relativitáselmélet segítségével sem sikerült magyarázni.Ezek közé tartozik az a tapasztalat,amit a színképelemzések vizsgálatánál vettek észre és sehogyan sem tudtak magyarázni.A kémiai elemeknak színképvonala volt,amik létezése nem jött ki a klasszikus elektrodinamika törvényeiből.Miért csak meghatározott energiakülönbségeknek megfelelő fényt tud elnyelni és kisugározni a fény?

Emellett a hőmérsékleti sugárzás is teljesen érthetetlen jelenség volt az elektrodinamika szerint.Az elektrodinamika nem elég,hogy nem volt képes visszaadni a hőmérsékleti sugárzás kimért eredményeit,hanem egyszerűen végtelen energiát jósolt meg,amelyben az egyre nagyobb frekvenciájú elektromágneses hullámkomponenseknek egyre nagyobb az energiája.Ezt a paradoxont nevezik ultraibolya katasztrófának,mert a hőmérsékleti sugárzás energiája végtelen,és a nagy frekvenciájú kompnensekhez jutna a legtöbb ebből.