Kursuse alguses saime teada, et objektide mõõtmete
järgi jaotatakse füüsika poolt uuritav maailm mikro-,
makro ja megamaailmaks. Makromaailm, mis koosneb inimesega samas
suurujärgus mõõtmetega objektidest, on vaatleja
poolt tajutav ilma eriliste abivahenditeta. Makromaailm on see, mida me
ümberringi näeme ning milles toimuvaid nähtusi
tähele paneme. Selle maailma kirjeldamisest kogu
loodusteadus, sealhulgas ka füüsika, alguse saigi. Päris
süsteemseks teaduseks muutus füüsika seoses Galilei ja
Newtoni silmapaistva uurimistööga 17. sajandil. Seda
makromaailma kirjeldavat füüsikat,
mille aluseks said Newtoni sõnastatud mehaanikaseadused,
nimetatakse klassikaliseks
füüsikaks (classicus — ladina k. kõrgeimate
hulka kuuluv).
Üheksateistkümnenda sajandi lõpus hakkas teadlastele
tunduma, et kõik on selgeks saanud ja midagi uut enam välja
uurida pole. Füüsika arenes järjest kiirenevas tempos,
kuni 20. sajandi alguses võimaldasid uued vaatlusmeetodid
avastada objekte ja nähtusi, mida klassikaline füüsika
enam seletada ei suutnud. Näiteks ei osatud põhjendada
hõõguvate kehade poolt kiiratava valguse värvust,
elektronide käitumist aatomites, valguse mõju laetud
osakestele, vastavastatud valguse kiiruse absoluutsust ning mitmeid
muid vaatlustulemusi. Just siis, kui tekkis arvamus, et
füüsika on valmis saanud, tehti ridamisi uusi avastusi, mis
senise füüsika raamidesse ei mahtunud. Alguse sai nn
füüsika kriis, mis leidis
lahenduse 20. sajandi esimesel veerandil uute
füüsikateooriate väljatöötamisega.
Kaasaegne füüsika
Valdkonnad, mida klassikaline füüsika seletada ei suutnud
kuulusid mikro- ja megamaailma. Uus, kaasaegne füüsika, asus
uurima aatomeid (mikromaailm) ning mõõtmatut ruumi
(megamaailm). Kaasaegne füüsika koosnebki kahest suurest
teooriast — mikromaailma kirjeldavast
kvantmehaanikast
ning aega ja ruumi käsitlevast
relatiivsusteooriast (relātīvus —
ladina k. suhteline).
Klassikaline füüsika kirjeldab makromaailma sellisena nagu me
seda tavaelus tajume. Liikumine on suhteline, sest on erinevate
vaatlejate suhtes erinev. Samas aja kulgemine, kaugused ja kehade
mõõtmed ning mass on kõikide vaatlejate jaoks
ühesugused ega sõltu liikumisest. Aeg, ruum ja mass on
klassikalises füüsikas absoluutsed.
Üheksateistkümnenda sajandi lõpus avastatud
absoluutkiiruse printsiip väitis aga midagi hoopis teistsugust.
Laineliste objektide jaoks pole liikumine suhteline, vaid vastupidi —
absoluutne! Albert Einsteini poolt 1905. aastal avaldatud
relatiivsusteooria näitas veel teisigi erinevusi kaasaegse ja
klassikalise füüsika vahel. Relativistliku füüsika
järgi pole megamaailmas suurte kauguste ja ülisuurte (valguse
kiirusele lähedaste) kiiruste korral aeg, ruum ja mass enam
absoluutsed!
Klassikalise ja kaasaegse füüsika erinevuse saame kokku
võtta järgmise tabelina:
FÜÜSIKA
|
KLASSIKALINE
FÜÜSIKA
|
KAASAEGNE
FÜÜSIKA
|
Kvantmehaaniline
|
Relativistlik
|
UURITAV
MAAILM
|
MAKROMAAILM
|
MIKROMAAILM
|
MEGAMAAILM
|
Liikumine
|
Suhteline
|
Absoluutne
(valguse kiirus ei sõltu vaatlejast)
|
Aeg
|
Absoluutne
|
Suhteline
(sõltub liikumiskiirusest)
|
Ruum
|
Absoluutne
|
Suhteline
(sõltub liikumiskiirusest)
|
Mass
|
Absoluutne
|
Suhteline
(sõltub liikumiskiirusest)
|