FRÅN KVARKAR TILL KOSMOS
JF 2010 – p. 1/19
JF 2010 – p. 2/19
II
FRÅN GALILEO TILL MAXWELL
JF 2010 – p. 3/19
Förhistoria: Grekerna
KVARKAR − KOSMOS
Thales av Miletos ( ∼ –580 )
⊲ förutsägelse av en solförmörkelse
Pythagoreans ( ∼ –500 )
⊲ magneter , dragning mot gnuggad bärnsten
⊲ jorden är en klot
Anaxagoras ( –470 )
⊲ materia består av atomer ( “frön” )
⊲ solen, månen och stjärnor består av samma material som jorden
⊲ solen är ett het glödande berg
JF 2010 – p. 4/19
Förhistoria: Grekerna
KVARKAR − KOSMOS
Thales av Miletos ( ∼ –580 )
⊲ förutsägelse av en solförmörkelse
Pythagoreans ( ∼ –500 )
⊲ magneter , dragning mot gnuggad bärnsten
⊲ jorden är en klot
Anaxagoras ( –470 )
⊲ materia består av atomer ( “frön” )
⊲ solen, månen och stjärnor består av samma material som jorden
⊲ solen är ett het glödande berg
Democritus ( –385 )
⊲ vintergatan är sammansatt av många stjärnor
Heraclides ( –360 )
⊲ Venus och Merkurius circlar runt solen
Pytheas ( –325 )
⊲ ebb och flod förorsakas av månen
Aristarchus av Samos ( –260 )
⊲ avstånd och storlek av månen genom jordens skugga under en månförmörkelse
⊲ förhållande mellan avstånden jord-sol och jord-mån genom vinkel vid halvmåne
⊲ heliocentrisk universum
www.weburbia.com/pg/historia.htm
JF 2010 – p. 4/19
Förhistoria: . . . Grekerna . . . Araberna
KVARKAR − KOSMOS
Archimedes ( –240 )
⊲ Archimedes princip i hydrostatiken
Eratosthenes ( –235 )
⊲ mätning av jordens omkrets
Hipparchus ( –150 )
⊲ equinoxens precession
⊲ månens storlek genom parallaxen för en solförmörkelse
Bhaskara ( 100 )
⊲ solens diameter
Hero av Alexandria ( 100 )
⊲ expansion hos luft vid uppvärmning
⊲ lagar för ljusets reflexion
JF 2010 – p. 5/19
Förhistoria: . . . Grekerna . . . Araberna
KVARKAR − KOSMOS
Archimedes ( –240 )
⊲ Archimedes princip i hydrostatiken
Eratosthenes ( –235 )
⊲ mätning av jordens omkrets
Hipparchus ( –150 )
⊲ equinoxens precession
⊲ månens storlek genom parallaxen för en solförmörkelse
Bhaskara ( 100 )
⊲ solens diameter
Hero av Alexandria ( 100 )
⊲ expansion hos luft vid uppvärmning
⊲ lagar för ljusets reflexion
Al-Razi ( 890 )
⊲ Andromedagalaxen
Ali Al-hazen ( 1000 )
⊲ reflexion, ljusbrytning , linser
⊲ hålkameran ; ljus färdas längs räta linjer
Al-khazini ( 1121 )
⊲ gravitationen är riktad mot jordens centrum
JF 2010 – p. 5/19
Vad är fysik ? – Fenomen
KVARKAR − KOSMOS
H IMMELSMEKANIK
JF 2010 – p. 6/19
Vad är fysik ? – Fenomen
H IMMELSMEKANIK
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
JF 2010 – p. 6/19
Vad är fysik ? – Fenomen
H IMMELSMEKANIK
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
E LEKTRICITET
JF 2010 – p. 6/19
Vad är fysik ? – Fenomen
H IMMELSMEKANIK
E LEKTRICITET
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
M AGNETISM
JF 2010 – p. 6/19
Vad är fysik ? – Fenomen
H IMMELSMEKANIK
E LEKTRICITET
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
M AGNETISM
O PTIK
JF 2010 – p. 6/19
Vad är fysik ? – Fenomen
H IMMELSMEKANIK
E LEKTRICITET
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
M AGNETISM
T
O PTIK
cylmov2.gif
HERMODYNAMIK
Triple expansion engine animation.gif
JF 2010 – p. 6/19
Vad är fysik ? – Fenomen
H IMMELSMEKANIK
E LEKTRICITET
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
M AGNETISM
O PTIK
T HERMODYNAMIK
KLASSISK FYSIK
JF 2010 – p. 6/19
Vad är fysik ? – Fenomen
H IMMELSMEKANIK
E LEKTRICITET
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
M AGNETISM
O PTIK
KLASSISK FYSIK
JF 2010 – p. 6/19
Vad är fysik ? – Begrepp
KVARKAR − KOSMOS
TID – RUM – MATERIA
JF 2010 – p. 7/19
Vad är fysik ? – Begrepp
KVARKAR − KOSMOS
TID – RUM – MATERIA
hastighet , acceleration
massa , tröghet , tyngd
rörelsemängd, rörelsemängddmoment
arbete , energi ( kinetisk , potentiell , elektrisk , kemisk , . . . )
kraft
JF 2010 – p. 7/19
Vad är fysik ? – Begrepp
KVARKAR − KOSMOS
TID – RUM – MATERIA
hastighet , acceleration
massa , tröghet , tyngd
rörelsemängd, rörelsemängdsmoment
arbete , energi
kraft
elektrisk laddning
temperatur / värme
våg / partikel
fält
JF 2010 – p. 7/19
Vad är fysik ? – Begrepp
KVARKAR − KOSMOS
TID – RUM – MATERIA
hastighet , acceleration
massa , tröghet , tyngd
rörelsemängd, rörelsemängdsmoment
arbete , energi
kraft
elektrisk laddning
temperatur / värme
våg / partikel
fält
D E F UNDAMENTALA N ATURLAGAR
JF 2010 – p. 7/19
Vad är fysik ? – Begrepp
KVARKAR − KOSMOS
TID – RUM – MATERIA
hastighet , acceleration
massa , tröghet , tyngd
rörelsemängd, rörelsemängdsmoment
arbete , energi
kraft
elektrisk laddning
temperatur / värme
våg / partikel
fält
D E F UNDAMENTALA K RAFTER :
tyngdkraften
elektriska och magnetiska krafter
JF 2010 – p. 7/19
Vad är fysik ? – Teman
KVARKAR − KOSMOS
Konserveringslagar :
JF 2010 – p. 8/19
Vad är fysik ? – Teman
KVARKAR − KOSMOS
Konserveringslagar :
⊲ hitta storheter som inte förändras under tidsutvecklingen
JF 2010 – p. 8/19
Vad är fysik ? – Teman
KVARKAR − KOSMOS
Konserveringslagar :
⊲ hitta storheter som inte förändras under tidsutvecklingen
hastighet , acceleration
massa , tröghet , tyngd
rörelsemängd, rörelsemängdsmoment
arbete , energi
kraft
elektrisk laddning
temperatur / värme
våg / partikel
fält
JF 2010 – p. 8/19
Vad är fysik ? – Teman
KVARKAR − KOSMOS
Konserveringslagar :
⊲ hitta storheter som inte förändras under tidsutvecklingen
Symmetrier :
JF 2010 – p. 8/19
Vad är fysik ? – Teman
KVARKAR − KOSMOS
Konserveringslagar :
⊲ hitta storheter som inte förändras under tidsutvecklingen
Symmetrier :
⊲ hitta storheter som inte förändras under någon typ av transformation
JF 2010 – p. 8/19
Vad är fysik ? – Teman
KVARKAR − KOSMOS
Konserveringslagar :
⊲ hitta storheter som inte förändras under tidsutvecklingen
Symmetrier :
⊲ hitta storheter som inte förändras under någon typ av transformation
Förening av fundamentala krafter :
JF 2010 – p. 8/19
Vad är fysik ? – Teman
KVARKAR − KOSMOS
Konserveringslagar :
⊲ hitta storheter som inte förändras under tidsutvecklingen
Symmetrier :
⊲ hitta storheter som inte förändras under någon typ av transformation
Förening av fundamentala krafter :
⊲
H IMMELSMEKANIK
∪
M EKANIK
JF 2010 – p. 8/19
Vad är fysik ? – Teman
KVARKAR − KOSMOS
Konserveringslagar :
⊲ hitta storheter som inte förändras under tidsutvecklingen
Symmetrier :
⊲ hitta storheter som inte förändras under någon typ av transformation
Förening av fundamentala krafter :
⊲
H IMMELSMEKANIK
⊲
E LEKTRICITET
∪
∪
M EKANIK
M AGNETISM
∪
O PTIK
JF 2010 – p. 8/19
Vad är fysik ? – Metoder
KVARKAR − KOSMOS
Experiment :
JF 2010 – p. 9/19
Vad är fysik ? – Metoder
KVARKAR − KOSMOS
Experiment :
⊲ studera system under kontrollerade förhållanden
⊲ behov av lämpliga mätinstrument
⊲ behov av lämpliga maskiner
JF 2010 – p. 9/19
Vad är fysik ? – Metoder
KVARKAR − KOSMOS
Experiment :
⊲ studera system under kontrollerade förhållanden
⊲ behov av lämpliga mätinstrument
⊲ behov av lämpliga maskiner
Hypoteser :
JF 2010 – p. 9/19
Vad är fysik ? – Metoder
KVARKAR − KOSMOS
Experiment :
⊲ studera system under kontrollerade förhållanden
⊲ behov av lämpliga mätinstrument
⊲ behov av lämpliga maskiner
Hypoteser :
⊲ relationer extraherade från experiment
⊲ relationer att testas i experiment
JF 2010 – p. 9/19
Vad är fysik ? – Metoder
KVARKAR − KOSMOS
Experiment :
⊲ studera system under kontrollerade förhållanden
⊲ behov av lämpliga mätinstrument
⊲ behov av lämpliga maskiner
Hypoteser :
⊲ relationer extraherade från experiment
⊲ relationer att testas i experiment
Slutsatser :
JF 2010 – p. 9/19
Vad är fysik ? – Metoder
KVARKAR − KOSMOS
Experiment :
⊲ studera system under kontrollerade förhållanden
⊲ behov av lämpliga mätinstrument
⊲ behov av lämpliga maskiner
Hypoteser :
⊲ relationer extraherade från experiment
⊲ relationer att testas i experiment
Slutsatser / Matematik :
⊲ geometri
⊲ algebra
⊲ infinitesimalkalkyl
JF 2010 – p. 9/19
Timeline klassisk mekanik
H IMMELSMEKANIK
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
JF 2010 – p. 10/19
Timeline klassisk mekanik
H IMMELSMEKANIK
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
Johannes Regiomontanus ( 1472 )
⊲ iakttagelse av Halleys komet
Nicolaus Copernicus ( 1543 )
⊲ omfattande heliocentrisk kosmologi
Tycho Brahe ( 1577 )
⊲ iakttager en komet som kryssar genom planetbanor
Giordano Bruno ( 1584 ) ⊲ stjärnor som solen med planeter på omloppsbanor runt dem
JF 2010 – p. 10/19
Timeline klassisk mekanik
H IMMELSMEKANIK
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
Johannes Regiomontanus ( 1472 )
⊲ iakttagelse av Halleys komet
Nicolaus Copernicus ( 1543 )
⊲ omfattande heliocentrisk kosmologi
Tycho Brahe ( 1577 )
⊲ iakttager en komet som kryssar genom planetbanor
Giordano Bruno ( 1584 ) ⊲ stjärnor som solen med planeter på omloppsbanor
JF 2010 – p. 10/19
Timeline klassisk mekanik
H IMMELSMEKANIK
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
Johannes Regiomontanus ( 1472 )
⊲ iakttagelse av Halleys komet
Nicolaus Copernicus ( 1543 )
⊲ omfattande heliocentrisk kosmologi
Tycho Brahe ( 1577 )
⊲ iakttager en komet som kryssar genom planetbanor
Giordano Bruno ( 1584 ) ⊲ stjärnor som solen med planeter på omloppsbanor
Galileo Galilei ( 1580 · · · 1610 )
JF 2010 – p. 10/19
Timeline klassisk mekanik
H IMMELSMEKANIK
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
Johannes Regiomontanus ( 1472 )
⊲ iakttagelse av Halleys komet
Nicolaus Copernicus ( 1543 )
⊲ omfattande heliocentrisk kosmologi
Tycho Brahe ( 1577 )
⊲ iakttager en komet som kryssar genom planetbanor
Giordano Bruno ( 1584 ) ⊲ stjärnor som solen med planeter på omloppsbanor
Galileo Galilei ( 1580 · · · 1610 )
⊲ alla objekt faller lika snabbt oberoende av deras massa
⊲ distansen av ett fallande objekt öker som kvadratet av tiden
⊲ tröghetsprincip
⊲ iakttager Venus faser, Jupiters måner, stjärnor i vintergatan . . .
⊲ föreslår att himlarnas naturlagar är samma som jordens
JF 2010 – p. 10/19
Timeline klassisk mekanik
H IMMELSMEKANIK
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
Johannes Regiomontanus ( 1472 )
⊲ iakttagelse av Halleys komet
Nicolaus Copernicus ( 1543 )
⊲ omfattande heliocentrisk kosmologi
Tycho Brahe ( 1577 )
⊲ iakttager en komet som kryssar genom planetbanor
Giordano Bruno ( 1584 ) ⊲ stjärnor som solen med planeter på omloppsbanor
Galileo Galilei ( 1580 · · · 1610 )
⊲ alla objekt faller lika snabbt oberoende av deras massa
⊲ distansen av ett fallande objekt öker som kvadratet av tiden
⊲ tröghetsprincip
⊲ iakttager Venus faser, Jupiters måner, stjärnor i vintergatan . . .
⊲ föreslår att himlarnas naturlagar är samma som jordens
JF 2010 – p. 10/19
Timeline klassisk mekanik
H IMMELSMEKANIK
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
Johannes Regiomontanus ( 1472 )
⊲ iakttagelse av Halleys komet
Nicolaus Copernicus ( 1543 )
⊲ omfattande heliocentrisk kosmologi
Tycho Brahe ( 1577 )
⊲ iakttager en komet som kryssar genom planetbanor
Giordano Bruno ( 1584 ) ⊲ stjärnor som solen med planeter på omloppsbanor
Galileo Galilei ( 1580 · · · 1610 )
⊲ alla objekt faller lika snabbt oberoende av deras massa
⊲ distansen av ett fallande objekt öker som kvadratet av tiden
⊲ tröghetsprincip
⊲ iakttager Venus faser, Jupiters måner, stjärnor i vintergatan . . .
⊲ föreslår att himlarnas naturlagar är samma som jordens
Johannes Kepler ( 1609 )
⊲ energibegreppet
⊲ 1:a och 2:a lag för planeternas rörelse
JF 2010 – p. 10/19
Timeline klassisk mekanik
H IMMELSMEKANIK
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
Johannes Regiomontanus ( 1472 )
⊲ iakttagelse av Halleys komet
Nicolaus Copernicus ( 1543 )
⊲ omfattande heliocentrisk kosmologi
Tycho Brahe ( 1577 )
⊲ iakttager en komet som kryssar genom planetbanor
Giordano Bruno ( 1584 ) ⊲ stjärnor som solen med planeter på omloppsbanor
Galileo Galilei ( 1580 · · · 1610 )
⊲ alla objekt faller lika snabbt oberoende av deras massa
⊲ distansen av ett fallande objekt öker som kvadratet av tiden
⊲ tröghetsprincip
⊲ iakttager Venus faser, Jupiters måner, stjärnor i vintergatan . . .
⊲ föreslår att himlarnas naturlagar är samma som jordens
Johannes Kepler ( 1609 )
⊲ energibegreppet
⊲ 1:a och 2:a lag för planeternas rörelse
JF 2010 – p. 10/19
Timeline klassisk mekanik
H IMMELSMEKANIK
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
Johannes Regiomontanus ( 1472 )
⊲ iakttagelse av Halleys komet
Nicolaus Copernicus ( 1543 )
⊲ omfattande heliocentrisk kosmologi
Tycho Brahe ( 1577 )
⊲ iakttager en komet som kryssar genom planetbanor
Giordano Bruno ( 1584 ) ⊲ stjärnor som solen med planeter på omloppsbanor
Galileo Galilei ( 1580 · · · 1610 )
⊲ alla objekt faller lika snabbt oberoende av deras massa
⊲ distansen av ett fallande objekt öker som kvadratet av tiden
⊲ tröghetsprincip
⊲ iakttager Venus faser, Jupiters måner, stjärnor i vintergatan . . .
⊲ föreslår att himlarnas naturlagar är samma som jordens
Johannes Kepler ( 1609 )
⊲ energibegreppet
⊲ 1:a och 2:a lag för planeternas rörelse
JF 2010 – p. 10/19
Timeline klassisk mekanik
H IMMELSMEKANIK
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
Johannes Regiomontanus ( 1472 )
⊲ iakttagelse av Halleys komet
Nicolaus Copernicus ( 1543 )
⊲ omfattande heliocentrisk kosmologi
Tycho Brahe ( 1577 )
⊲ iakttager en komet som kryssar genom planetbanor
Giordano Bruno ( 1584 ) ⊲ stjärnor som solen med planeter på omloppsbanor
Galileo Galilei ( 1580 · · · 1610 )
⊲ alla objekt faller lika snabbt oberoende av deras massa
⊲ distansen av ett fallande objekt öker som kvadratet av tiden
⊲ tröghetsprincip
⊲ iakttager Venus faser, Jupiters måner, stjärnor i vintergatan . . .
⊲ föreslår att himlarnas naturlagar är samma som jordens
Johannes Kepler ( 1609 )
⊲ energibegreppet
⊲ 1:a och 2:a lag för planeternas rörelse
JF 2010 – p. 10/19
Timeline klassisk mekanik
H IMMELSMEKANIK
KVARKAR − KOSMOS
M EKANIK
Johannes Regiomontanus ( 1472 )
⊲ iakttagelse av Halleys komet
Nicolaus Copernicus ( 1543 )
⊲ omfattande heliocentrisk kosmologi
Tycho Brahe ( 1577 )
⊲ iakttager en komet som kryssar genom planetbanor
Giordano Bruno ( 1584 ) ⊲ stjärnor som solen med planeter på omloppsbanor
Galileo Galilei ( 1580 · · · 1610 )
⊲ alla objekt faller lika snabbt oberoende av deras massa
⊲ distansen av ett fallande objekt öker som kvadratet av tiden
⊲ tröghetsprincip
⊲ iakttager Venus faser, Jupiters måner, stjärnor i vintergatan . . .
⊲ föreslår att himlarnas naturlagar är samma som jordens
Johannes Kepler ( 1609 )
⊲ energibegreppet
⊲ 1:a och 2:a lag för planeternas rörelse
JF 2010 – p. 10/19
Timeline klassisk mekanik
KVARKAR − KOSMOS
G. Pers de Roberval ( 1636 )
⊲ gravitationskrafter är ömsesidig attraktion
Ismael Boulliau ( 1645 )
⊲ invers-kvadrat lag för kraften på planeter
Robert Hooke ( 1676/1678 )
⊲ lag för elasticitet och fjädrar
⊲ invers-kvadrat lag för gravitationskrafter
JF 2010 – p. 11/19
Timeline klassisk mekanik
KVARKAR − KOSMOS
G. Pers de Roberval ( 1636 )
⊲ gravitationskrafter är ömsesidig attraktion
Ismael Boulliau ( 1645 )
⊲ invers-kvadrat lag för kraften på planeter
Robert Hooke ( 1676/1678 )
⊲ lag för elasticitet och fjädrar
⊲ invers-kvadrat lag för gravitationskrafter
Isaac Newton & Gottfried Leibniz ( 1665 · · · 1690 )
JF 2010 – p. 11/19
Timeline klassisk mekanik
KVARKAR − KOSMOS
G. Pers de Roberval ( 1636 )
⊲ gravitationskrafter är ömsesidig attraktion
Ismael Boulliau ( 1645 )
⊲ invers-kvadrat lag för kraften på planeter
Robert Hooke ( 1676/1678 )
⊲ lag för elasticitet och fjädrar
⊲ invers-kvadrat lag för gravitationskrafter
Isaac Newton
⊲ mekanikens principer och gravitationen
⊲ massa och kraft : Newton’s lagar
⊲ invers-kvadrat lag och beroende av massan för gravitationen
⊲ invers-kvadrat lagen innebär elliptiska omloppsbanor
⊲ infinitesimalkalkyl
Gottfried Leibniz
⊲ första verkanskoncept ( action )
⊲ konservering av kinetisk energi
⊲ infinitesimalkalkyl
JF 2010 – p. 11/19
Timeline klassisk mekanik
KVARKAR − KOSMOS
G. Pers de Roberval ( 1636 )
⊲ gravitationskrafter är ömsesidig attraktion
Ismael Boulliau ( 1645 )
⊲ invers-kvadrat lag för kraften på planeter
Robert Hooke ( 1676/1678 )
⊲ lag för elasticitet och fjädrar
⊲ invers-kvadrat lag för gravitationskrafter
Isaac Newton
⊲ mekanikens principer och gravitationen
⊲ massa och kraft : Newton’s lagar
⊲ invers-kvadrat lag och beroende av massan för gravitationen
⊲ invers-kvadrat lagen innebär elliptiska omloppsbanor
⊲ infinitesimalkalkyl
Gottfried Leibniz
⊲ första verkanskoncept ( action )
⊲ konservering av kinetisk energi
⊲ infinitesimalkalkyl
JF 2010 – p. 11/19
Timeline klassisk mekanik
KVARKAR − KOSMOS
G. Pers de Roberval ( 1636 )
⊲ gravitationskrafter är ömsesidig attraktion
Ismael Boulliau ( 1645 )
⊲ invers-kvadrat lag för kraften på planeter
Robert Hooke ( 1676/1678 )
⊲ lag för elasticitet och fjädrar
⊲ invers-kvadrat lag för gravitationskrafter
Isaac Newton
⊲ mekanikens principer och gravitationen
⊲ massa och kraft : Newton’s lagar
⊲ invers-kvadrat lag och beroende av massan för gravitationen
⊲ invers-kvadrat lagen innebär elliptiska omloppsbanor
⊲ infinitesimalkalkyl
Gottfried Leibniz
⊲ första verkanskoncept ( action )
⊲ konservering av kinetisk energi
⊲ infinitesimalkalkyl
JF 2010 – p. 11/19
Timeline klassisk mekanik
KVARKAR − KOSMOS
G. Pers de Roberval ( 1636 )
⊲ gravitationskrafter är ömsesidig attraktion
Ismael Boulliau ( 1645 )
⊲ invers-kvadrat lag för kraften på planeter
Robert Hooke ( 1676/1678 )
⊲ lag för elasticitet och fjädrar
⊲ invers-kvadrat lag för gravitationskrafter
Isaac Newton
⊲ mekanikens principer och gravitationen
⊲ massa och kraft : Newton’s lagar
⊲ invers-kvadrat lag och beroende av massan för gravitationen
⊲ invers-kvadrat lagen innebär elliptiska omloppsbanor
⊲ infinitesimalkalkyl
Gottfried Leibniz
⊲ första verkanskoncept ( action )
⊲ konservering av kinetisk energi
⊲ infinitesimalkalkyl
JF 2010 – p. 11/19
Timeline klassisk mekanik
KVARKAR − KOSMOS
G. Pers de Roberval ( 1636 )
⊲ gravitationskrafter är ömsesidig attraktion
Ismael Boulliau ( 1645 )
⊲ invers-kvadrat lag för kraften på planeter
Robert Hooke ( 1676/1678 )
⊲ lag för elasticitet och fjädrar
⊲ invers-kvadrat lag för gravitationskrafter
Isaac Newton
⊲ mekanikens principer och gravitationen
⊲ massa och kraft : Newton’s lagar
⊲ invers-kvadrat lag och beroende av massan för gravitationen
⊲ invers-kvadrat lagen innebär elliptiska omloppsbanor
⊲ infinitesimalkalkyl
Gottfried Leibniz
⊲ första verkanskoncept ( action )
⊲ konservering av kinetisk energi
⊲ infinitesimalkalkyl
JF 2010 – p. 11/19
Timeline klassisk mekanik
KVARKAR − KOSMOS
Robert Hooke , Isaac Newton , Gottfried Leibniz
Jean d’Alembert ( 1743 )
⊲ virtuella förskjutningar , energi i Newtoniansk mekanik
Leonhard Euler ( 1744 )
⊲ variatioskalkyl , Euler ekvationer
JF 2010 – p. 12/19
Timeline klassisk mekanik
KVARKAR − KOSMOS
Robert Hooke , Isaac Newton , Gottfried Leibniz
Jean d’Alembert ( 1743 )
⊲ virtuella förskjutningar , energi i Newtoniansk mekanik
Leonhard Euler ( 1744 )
⊲ variatioskalkyl , Euler ekvationer
Joseph Lagrange ( 1788 )
⊲ Lagrange-mekanik , Euler-Lagrange rörelseekvationer
William Hamilton ( 1834 )
⊲ verkansprincip , Hamilton-mekanik
JF 2010 – p. 12/19
Timeline klassisk mekanik
KVARKAR − KOSMOS
Robert Hooke , Isaac Newton , Gottfried Leibniz
Jean d’Alembert ( 1743 )
⊲ virtuella förskjutningar , energi i Newtoniansk mekanik
Leonhard Euler ( 1744 )
⊲ variatioskalkyl , Euler ekvationer
Joseph Lagrange ( 1788 )
⊲ Lagrange-mekanik , Euler-Lagrange rörelseekvationer
William Hamilton ( 1834 )
⊲ verkansprincip , Hamilton-mekanik
Siméon Denis Poisson ( 1809 )
⊲ Poissonklammer
Carl Gustav Jacob Jacobi ( 1840 )
⊲ Hamilton-Jacobi ekvation
Joseph Liouville ( 1860 )
⊲ verkan-vinkel variabler
......
JF 2010 – p. 12/19
Timeline klassisk mekanik
KVARKAR − KOSMOS
Robert Hooke , Isaac Newton , Gottfried Leibniz
Jean d’Alembert ( 1743 )
⊲ virtuella förskjutningar , energi i Newtoniansk mekanik
Leonhard Euler ( 1744 )
←− [ FYGC04 ] ——— · · · · · ·
⊲ variatioskalkyl , Euler ekvationer
Joseph Lagrange ( 1788 )
⊲ Lagrange-mekanik , Euler-Lagrange rörelseekvationer
William Hamilton ( 1834 )
⊲ verkansprincip , Hamilton-mekanik
Siméon Denis Poisson ( 1809 )
⊲ Poissonklammer
Carl Gustav Jacob Jacobi ( 1840 )
⊲ Hamilton-Jacobi ekvation
Joseph Liouville ( 1860 )
⊲ verkan-vinkel variabler
......
( främst matematiker )
1900-talet : Arnold , Kirillov , Kostant , Souriau , Marsden , . . .
JF 2010 – p. 12/19
Timeline elektricitet, magnetism, optik
E LEKTRICITET
M AGNETISM
KVARKAR − KOSMOS
O PTIK
JF 2010 – p. 13/19
Timeline elektricitet, magnetism, optik
E LEKTRICITET
M AGNETISM
Johannes Kepler ( 1604 )
⊲ speglar, linser och syn
Willebrod Snell ( 1621 )
⊲ sinuslag för refraktion
Rene Descartes ( 1637 )
⊲ refraktion och regnbåger
Pierre Fermat ( 1657 )
⊲ principen om minsta tiden
KVARKAR − KOSMOS
O PTIK
JF 2010 – p. 13/19
Timeline elektricitet, magnetism, optik
E LEKTRICITET
M AGNETISM
Johannes Kepler ( 1604 )
⊲ speglar, linser och syn
Willebrod Snell ( 1621 )
⊲ sinuslag för refraktion
Rene Descartes ( 1637 )
⊲ refraktion och regnbåger
Pierre Fermat ( 1657 )
⊲ principen om minsta tiden
KVARKAR − KOSMOS
O PTIK
JF 2010 – p. 13/19
Timeline elektricitet, magnetism, optik
E LEKTRICITET
M AGNETISM
Johannes Kepler ( 1604 )
⊲ speglar, linser och syn
Willebrod Snell ( 1621 )
⊲ sinuslag för refraktion
Rene Descartes ( 1637 )
⊲ refraktion och regnbåger
Pierre Fermat ( 1657 )
⊲ principen om minsta tiden
KVARKAR − KOSMOS
O PTIK
JF 2010 – p. 13/19
Timeline elektricitet, magnetism, optik
E LEKTRICITET
KVARKAR − KOSMOS
M AGNETISM
Johannes Kepler ( 1604 )
⊲ speglar, linser och syn
Willebrod Snell ( 1621 )
⊲ sinuslag för refraktion
Rene Descartes ( 1637 )
⊲ refraktion och regnbåger
Pierre Fermat ( 1657 )
⊲ principen om minsta tiden
O PTIK
Isaac Newton ( 1675 )
⊲ korpuskulärteorin på ljuset
Christiaan Huygens ( 1678 )
⊲ vågteorin på ljuset , polarisation
Leonhard Euler ( 1746 )
⊲ teorin om ljusets refraktion och dispersion
James Bradley ( 1728 )
⊲ ljushastigheten och stjärnornas aberration
...
JF 2010 – p. 13/19
Timeline elektricitet, magnetism, optik
E LEKTRICITET
KVARKAR − KOSMOS
M AGNETISM
Johannes Kepler ( 1604 )
⊲ speglar, linser och syn
Willebrod Snell ( 1621 )
⊲ sinuslag för refraktion
Rene Descartes ( 1637 )
⊲ refraktion och regnbåger
Pierre Fermat ( 1657 )
⊲ principen om minsta tiden
O PTIK
Isaac Newton ( 1675 )
⊲ korpuskulärteorin på ljuset
Christiaan Huygens ( 1678 )
⊲ vågteorin på ljuset , polarisation
Leonhard Euler ( 1746 )
⊲ teorin om ljusets refraktion och dispersion
James Bradley ( 1728 )
⊲ ljushastigheten och stjärnornas aberration
...
Snells law wavefronts.gif
JF 2010 – p. 13/19
Timeline elektricitet, magnetism, optik
E LEKTRICITET
M AGNETISM
KVARKAR − KOSMOS
O PTIK
JF 2010 – p. 14/19
Timeline elektricitet, magnetism, optik
KVARKAR − KOSMOS
William Gilbert ( 1600 )
⊲ statisk elektricitet och magnetism
Cabaeus ( 1630 )
⊲ attraktion och repulsion av elektriska laddningar
Stephen Gray ( 1729 )
⊲ ledning av elektricitet
Charles Du Fay ( 1733 )
⊲ distinktion mellan positiva och negativa laddningar
von Kleist, van Musschenbroek ( 1745 )
⊲ Leyden burk ( lagring av laddningar )
Benjamin Franklin ( 1750 )
⊲ elektricitet kan magnetisera nålar
Joseph Priestley ( 1766 )
⊲ invers-kvadrat lag för elektrisk kraft
Alessandro Volta ( 1775 )
⊲ elektrisk kondensator , batterier
Pierre Laplace ( 1784 )
⊲ elektrostatisk potential
JF 2010 – p. 14/19
Timeline elektricitet, magnetism, optik
KVARKAR − KOSMOS
William Gilbert ( 1600 )
⊲ statisk elektricitet och magnetism
Cabaeus ( 1630 )
⊲ attraktion och repulsion av elektriska laddningar
Stephen Gray ( 1729 )
⊲ ledning av elektricitet
Charles Du Fay ( 1733 )
⊲ distinktion mellan positiva och negativa laddningar
von Kleist, van Musschenbroek ( 1745 )
⊲ Leyden burk ( lagring av laddningar )
Benjamin Franklin ( 1750 )
⊲ elektricitet kan magnetisera nålar
Joseph Priestley ( 1766 )
⊲ invers-kvadrat lag för elektrisk kraft
Alessandro Volta ( 1775 )
⊲ elektrisk kondensator , batterier
Pierre Laplace ( 1784 )
⊲ elektrostatisk potential
JF 2010 – p. 14/19
Timeline elektricitet, magnetism, optik
KVARKAR − KOSMOS
William Gilbert ( 1600 )
⊲ statisk elektricitet och magnetism
Cabaeus ( 1630 )
⊲ attraktion och repulsion av elektriska laddningar
Stephen Gray ( 1729 )
⊲ ledning av elektricitet
Charles Du Fay ( 1733 )
⊲ distinktion mellan positiva och negativa laddningar
von Kleist, van Musschenbroek ( 1745 )
⊲ Leyden burk ( lagring av laddningar )
Benjamin Franklin ( 1750 )
⊲ elektricitet kan magnetisera nålar
Joseph Priestley ( 1766 )
⊲ invers-kvadrat lag för elektrisk kraft
Alessandro Volta ( 1775 )
⊲ elektrisk kondensator , batterier
Pierre Laplace ( 1784 )
⊲ elektrostatisk potential
Charles Augustin de Coulomb ( 1785 )
⊲ elektrisk kraft
proportionell mot produkten av laddningarna och invers mot avståndskvadraten
JF 2010 – p. 14/19
Timeline elektricitet, magnetism, optik
KVARKAR − KOSMOS
William Gilbert ( 1600 )
⊲ statisk elektricitet och magnetism
Cabaeus ( 1630 )
⊲ attraktion och repulsion av elektriska laddningar
Stephen Gray ( 1729 )
⊲ ledning av elektricitet
Charles Du Fay ( 1733 )
⊲ distinktion mellan positiva och negativa laddningar
von Kleist, van Musschenbroek ( 1745 )
⊲ Leyden burk ( lagring av laddningar )
Benjamin Franklin ( 1750 )
⊲ elektricitet kan magnetisera nålar
Joseph Priestley ( 1766 )
⊲ invers-kvadrat lag för elektrisk kraft
Alessandro Volta ( 1775 )
⊲ elektrisk kondensator , batterier
Pierre Laplace ( 1784 )
⊲ elektrostatisk potential
Charles Augustin de Coulomb ( 1785 )
⊲ elektrisk kraft
proportionell mot produkten av laddningarna och invers mot avståndskvadraten
JF 2010 – p. 14/19
. . . Coulomb . . . Faraday . . .
KVARKAR − KOSMOS
John Michell ( 1750 )
⊲ magnetisk induktion & invers-kvadrat lag för vissa magnetiska krafter
Charles Augustin de Coulomb ( 1785 )
⊲ invers-kvadrat lag för den elektriska kraften
André Ampère ( 1820 )
⊲ kraft från magnet på elektrisk ström , krafter mellan tråd med elektriska strömmar
FRÅGA : HUR FÖRS SÅDANA KRAFTER VIDARE ?
JF 2010 – p. 15/19
. . . Coulomb . . . Faraday . . .
KVARKAR − KOSMOS
John Michell ( 1750 )
⊲ magnetisk induktion & invers-kvadrat lag för vissa magnetiska krafter
Charles Augustin de Coulomb ( 1785 )
⊲ invers-kvadrat lag för den elektriska kraften
André Ampère ( 1820 )
⊲ kraft från magnet på elektrisk ström , krafter mellan tråd med elektriska strömmar
FRÅGA : HUR FÖRS SÅDANA KRAFTER VIDARE ?
SVAR :
MAGNETISKA FÄLT
JF 2010 – p. 15/19
. . . Coulomb . . . Faraday . . .
KVARKAR − KOSMOS
John Michell ( 1750 )
⊲ magnetisk induktion & invers-kvadrat lag för vissa magnetiska krafter
Charles Augustin de Coulomb ( 1785 )
⊲ invers-kvadrat lag för den elektriska kraften
André Ampère ( 1820 )
⊲ kraft från magnet på elektrisk ström , krafter mellan tråd med elektriska strömmar
FRÅGA : HUR FÖRS SÅDANA KRAFTER VIDARE ?
SVAR : ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT
JF 2010 – p. 15/19
. . . Coulomb . . . Faraday . . .
KVARKAR − KOSMOS
Jean-Baptiste Biot & Félix Savart ( 1820 )
⊲ lag om kraften mellan en elektrisk ström och ett magnetfält
Michael Faraday ( ∼ 1821 )
⊲ elektriskt fält , fältlinjer ( “lines of force” )
⊲ magnetiskt fält omkring en ledare
⊲ elektrisk motor
JF 2010 – p. 16/19
. . . Coulomb . . . Faraday . . .
KVARKAR − KOSMOS
Jean-Baptiste Biot & Félix Savart ( 1820 )
⊲ lag om kraften mellan en elektrisk ström och ett magnetfält
Michael Faraday ( ∼ 1821 )
⊲ elektriskt fält , fältlinjer ( “lines of force” )
⊲ magnetiskt fält omkring en ledare
⊲ elektrisk motor
Michael Faraday ( 1831 )
⊲ induktion : ett varierande magnetfält genererar elektromotorisk spänning
⊲ generator , transformator
JF 2010 – p. 16/19
. . . Coulomb . . . Faraday . . .
KVARKAR − KOSMOS
Jean-Baptiste Biot & Félix Savart ( 1820 )
⊲ lag om kraften mellan en elektrisk ström och ett magnetfält
Michael Faraday ( ∼ 1821 )
⊲ elektriskt fält , fältlinjer ( “lines of force” )
⊲ magnetiskt fält omkring en ledare
⊲ elektrisk motor
Michael Faraday ( 1831 )
⊲ induktion : ett varierande magnetfält genererar elektromotorisk spänning
⊲ generator , transformator
Georg Ohm ( 1827 )
⊲ elektriskt motstånd och Ohms lag
Joseph Henry ( 1833 )
⊲ självinduktion
Heinrich Lenz ( 1834 ) ⊲ riktning av elektromot. spänningar / av inducerade strömmar
James Joule & Hermann von Helmholtz ( 1840 )
Gustav Kirchhoff ( 1846 )
⊲ elektricitet är en form av energi
⊲ Kirchoffs lagar för elektriska kretsar
JF 2010 – p. 16/19
. . . Maxwell . . .
KVARKAR − KOSMOS
James Clerk Maxwell ( 1855 )
⊲ fullständig förening av elektricitet och magnetism
JF 2010 – p. 17/19
. . . Maxwell . . .
KVARKAR − KOSMOS
James Clerk Maxwell ( 1855 )
⊲ fullständig förening av elektricitet och magnetism
⊲ uppsättning av differentialekvationer som ger
⊲⊲ Coulombs lag
⊲⊲ Biot-Savarts lag
⊲⊲ Faradays lag
⊲⊲ konservering av elektrisk laddning ( samt frånvaro av magnetiska laddningar )
JF 2010 – p. 17/19
. . . Maxwell . . .
KVARKAR − KOSMOS
James Clerk Maxwell ( 1855 )
⊲ fullständig förening av elektricitet och magnetism
⊲ uppsättning av differentialekvationer som ger
⊲⊲ Coulombs lag
⊲⊲ Biot-Savarts lag
⊲⊲ Faradays lag
⊲⊲ konservering av elektrisk laddning ( samt frånvaro av magnetiska laddningar )
⊲ obetydlig brist : ej mathematiskt konsistent
JF 2010 – p. 17/19
. . . Maxwell . . .
KVARKAR − KOSMOS
James Clerk Maxwell ( 1867 )
⊲ fullständig förening av elektricitet , magnetism och optik
⊲ uppsättning av differentialekvationer som ger
⊲⊲ Coulombs lag
⊲⊲ Biot-Savarts lag
⊲⊲ Faradays lag
⊲⊲ konservering av elektrisk laddning ( samt frånvaro av magnetiska laddningar )
⊲⊲ förskjutningsström : ett varierande elektriskt fält genererar ett magnetfält
www.youtube.com
JF 2010 – p. 18/19
. . . Maxwell . . .
KVARKAR − KOSMOS
James Clerk Maxwell ( 1867 )
⊲ fullständig förening av elektricitet , magnetism och optik
⊲ uppsättning av differentialekvationer som ger
⊲⊲ Coulombs lag
⊲⊲ Biot-Savarts lag
⊲⊲ Faradays lag
⊲⊲ konservering av elektrisk laddning ( samt frånvaro av magnetiska laddningar )
⊲⊲ förskjutningsström : ett varierande elektriskt fält genererar magnetfält
⊲⊲ elektromagnetiska vågor som färdas med ljushastighet
JF 2010 – p. 18/19
Bortom Maxwell
KVARKAR − KOSMOS
Heinrich Hertz ( 1887 )
⊲ experimentell bekräftelse av elektromagnetiska vågor från oscillerande laddningar
⊲ transmission , mottagning och reflektion av radiovågor
JF 2010 – p. 19/19
Bortom Maxwell
KVARKAR − KOSMOS
Heinrich Hertz ( 1887 )
⊲ experimentell bekräftelse av elektromagnetiska vågor från oscillerande laddningar
⊲ transmission , mottagning och reflektion av radiovågor
JF 2010 – p. 19/19
Bortom Maxwell
KVARKAR − KOSMOS
Heinrich Hertz ( 1887 )
⊲ experimentell bekräftelse av elektromagnetiska vågor från oscillerande laddningar
⊲ transmission , mottagning och reflektion av radiovågor
JF 2010 – p. 19/19
Bortom Maxwell
KVARKAR − KOSMOS
Heinrich Hertz ( 1887 )
⊲ experimentell bekräftelse av elektromagnetiska vågor från oscillerande laddningar
⊲ transmission , mottagning och reflektion av radiovågor
William Wollaston ( 1802 )
⊲ mörka linjer i solens spektrum
Joseph von Fraunhofer ( 1816 )
⊲ spektroskop , absorptionslinjer i solens spektrum
Augustin Fresnel ( 1818 )
⊲ etern som referensram för absolut vila
JF 2010 – p. 19/19
Bortom Maxwell
KVARKAR − KOSMOS
Heinrich Hertz ( 1887 )
⊲ experimentell bekräftelse av elektromagnetiska vågor från oscillerande laddningar
⊲ transmission , mottagning och reflektion av radiovågor
William Wollaston ( 1802 )
⊲ mörka linjer i solens spektrum
Joseph von Fraunhofer ( 1816 )
⊲ spektroskop , absorptionslinjer i solens spektrum
Augustin Fresnel ( 1818 )
⊲ etern som referensram för absolut vila
Johann Hittorf & Julius Plücker ( 1859 )
⊲ katodstrålar
Gustav Kirchhoff ( 1860 )
⊲ Kirchoffs lag och svartkroppsproblemet
Johann Balmer ( 1885 )
⊲ empirisk formel på spektrallinjer av väte
Albert Michelson & Edward Morley ( 1887 )
⊲ frånvaro av eterdriften ( misslyckat experiment )
JF 2010 – p. 19/19
Bortom Maxwell
KVARKAR − KOSMOS
Heinrich Hertz ( 1887 )
⊲ experimentell bekräftelse av elektromagnetiska vågor från oscillerande laddningar
⊲ transmission , mottagning och reflektion av radiovågor
William Wollaston ( 1802 )
⊲ mörka linjer i solens spektrum
Joseph von Fraunhofer ( 1816 )
⊲ spektroskop , absorptionslinjer i solens spektrum
Augustin Fresnel ( 1818 )
⊲ etern som referensram för absolut vila
Johann Hittorf & Julius Plücker ( 1859 )
⊲ katodstrålar
Gustav Kirchhoff ( 1860 )
⊲ Kirchoffs lag och svartkroppsproblemet
Johann Balmer ( 1885 )
⊲ empirisk formel på spektrallinjer av väte
Albert Michelson & Edward Morley ( 1887 )
⊲ frånvaro av eterdriften
JF 2010 – p. 19/19
