4.6. KLASSIKALINE JA KAASAEGNE FÜÜSIKA

Klassikaline füüsika ja füüsika kriis

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)



< Tagasi     Sisukord      Edasi >