Các phương trình đẹp nhất mọi thời đại

1. Đồng hạng nhất - lý thuyết điện từ của Clerk Maxwell∇.D=p∇.B=0∇xE=-∂B/∂t∇xH= ∂D/∂t+jTrong đó D là trường dịch chuyển (displacement field), E là điện trường (electric field), B là mật độ thông lượng từ (magnetic-flux density), H là cường độ từ trường (magnetic-field strength), p là mật độ điện tích tự do (free charge density) và j là mật độ dòng tự do (free current density).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các phương trình đẹp nhất mọi thời đại Các phương trình đẹp nhất mọi thời đại 1. Đồng hạng nhất - lý thuyết điện từ của Clerk Maxwell ∇.D=p ∇.B=0 ∇xE=-∂B/∂t ∇xH= ∂D/∂t+j Trong đó D là trường dịch chuyển (displacement field), E là điện trường (electricfield), B là mật độ thông lượng từ (magnetic-flux density), H là cường độ từ trường (magnetic-field strength), p là mật độ điện tích tự do (free charge density) và j là mật độ dòng tự do (free current density).Công thức này được nhà vật lý Scotland nổi tiếng James Clerk Maxwell viết ra năm 1873. Chúng mô tả sự biến đổi của một sóng điện từ - chẳng hạn một chùm sáng, một tia X hoặc một sóng viba - theo không gian và thời gian. Điều thú vị về phương trình này là chúng cho thấy điện trường và từ trường - hailoại trường mà trước đó các nhà khoa học nghĩ rằng chẳng có quan hệ gì với nhau -thực ra lại có liên kết chặt chẽ. Sau phát hiện này, các nhà vật lý tiếp tục liên kết lựcđiện từ với hai loại lực khác của tự nhiên là lực hạt nhân mạnh và lực hạt nhân yếu - hai loại tương tác ở hạt nhân của nguyên tử. Kết quả của giả thuyết được gọi là Mô hình trường thống nhất chuẩn của vật lýhạt(Standard Model). Thách thức lớn nhất đối với giới khoa học giờ đây là tìm hiểu rằng liệu lực hấp dẫn - loại lực cơ bản thứ tư trong tự nhiên - có liên quan với môhình này hay không. Vì thế Maxwell thực chất là nhà vật lý đầu tiên tiến hành hợp nhất các lực của tự nhiên thành một khung lý thuyết đơn nhất. Phương trình của Maxwell được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp viễn thông, Chẳng hạn, để thiết kế các ăngten cho điện thoại di động của bạn. 2. Đồng hạng nhất - Phương trình của Euler eiÕ + 1 = 0Phương trình được khám phá bởi nhà toán học Thụy Sĩ Leonhard Euler vào thế kỷ18. Các nhà vật lý thích phương trình này bởi nó chứa đựng 9 khái niệm cơ bản của toán học trong một công thức duy nhất.9 khái niệm này bao gồm: pi bằng chu vi của một đường tròn chia cho đường kínhcủa nó, i - là căn bậc hai của -1, và e - là số 2.71828. Sáu khái niệm còn lại là: phép nhân, cộng, phương trình, một, không và phép tính số mũ.Phương trình này có ích gì cho bạn? Chẳng gì cả. Công thức của Euler thuần túy làmột công thức toán học không có liên quan hiển nhiên nào với thực tế, mặc dù nó được một số nhà vật lý đánh giá là đẹp. Tiên đoán của cá nhân tớ: Chắc nó sẽ có mặt trong trường thống nhất! 3. Định luật thứ hai của Newton F= maCông thức này mô tả một thực tế là nếu bạn dùng một lực (F) tác động lên một vật có khối lượng m, vật này sẽ đạt được một gia tốc a nào đó. Phương trình được Isaac Newton mô tả vào cuối thế kỷ 17.Ích lợi của phương trình? Định luật hai của Newton có thể được dùng để giải thíchbằng cách nào chiếc xe Mini Cooper mới cóng của bạn có thể tăng tốc từ 0 đến 60dặm/giờ.Và đơn giản hơn là bạn phải nhớ nó để giải các bài tập lớp 10 phần động lực học nếu không muốn xơi ngỗng! 4. Định lý Pythagoras a²+b²=c²Một công thức học đường được ưa thích. Định lý Pythagoras giải thích về mối liênquan giữa các cạnh của một tam giác vuông. Nếu a và b là độ dài của hai cạnh gócvuông và c là độ dài của cạnh huyền.Công thức này được nhà khoa học Hy Lạp cổ đại Pythagoras mô tả vào thế kỷ 6 trước Công nguyên.Ứng dụng của phương trình này? Phương trình của Pythagoras hỗ trợ trong phép đo tam giác, giúp chỉ ra vị trí của một ai đó đang sử dụng điện thoại di động chỉ bằng cách sử dụng tín hiệu phản hồi từ 3 ăngten di động khác. 5. Phương trình của Schrödinger HΨ=EΨ Nhà vật lý người Áo Erwin Schrödinger (Ảnh: physics) Công thức được viết bởi nhà vật lý người Áo Erwin Schrödinger vào giữa nhữngnăm 1920. Nó mô tả sự chuyển động của các hạt hạ nguyên tử (như electron), và là nền tảng của vật lý lượng tử. Với các hạt nhỏ như electron, người ta không thể nói chính xác vị trí của chúngtrong không gian cũng như tốc độ chuyển động của chúng. Tất cả những gì bạn cóthể làm là giả định chúng đang ở một vị trí nào đó trong một khoảng thời gian nhất định. Ký hiệu Ψ trong phương trình được gọi là hàm sóng - mô tả khả năng vật thể tồn tại ở những điểm khác nhau trong không gian.Ích lợi của phương trình? Phương trình của Schrödinger có nhiều ứng dụng trong các thiết bị điện tử. Chẳng hạn, nó được Công ty Quantum Beam ở Cambridge sử dụng để xây dựng một hệ thống dựa ...