FYSIIKKA. Tapio Rantala Fysiikka Tampereen teknillinen yliopisto Kissanmaa

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "FYSIIKKA. Tapio Rantala Fysiikka Tampereen teknillinen yliopisto Kissanmaa"

Hilkka Parviainen
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 FILOSOFIAA? ARKIPÄIVÄÄ? FYSIIKKA TEKNIIKKAA? TIEDETTÄ? 1 Tapio Rantala Fysiikka Tampereen teknillinen yliopisto SISÄLTÖ FILOSOFIAA VAI ARKIPÄIVÄÄ TEKNIIKKAA VAI TIEDETTÄ INNOVAATIO MATERIAALIFYSIIKKA TEOREETTINEN JA LASKENNAL- LINEN FYSIIKKA TAMPEREELLA Paletti

2 ARKIPÄIVÄÄ 2 Havainnot Johtopäätökset Esim. Tasapaino - sekoittuminen -... Dynamiikka - F = ma Rakenne Syy seuraus...

3 TIEDETTÄ 3 Fysiikka: Edellinen riittävästi systematisoituna: esim. Materiaalifysiikka havainnot tulkinta ymmärrys ennustaminen

4 FILOSOFIAA 4 Ontologiaa, metafysiikkaa, luonnonfilosofiaa, modernia fysiikkaa... Mistä tulemme minne menemme? Mihin ymmärrys riittää (periaatteessa)? Mitä (siellä) oikeasti on? Kari Enqvistin, Esko Valtaojan, monet Pietiläisen kääntämät,... kirjat

5 ARKIPÄIVÄSTÄ TIETEESEEN 5 Järjestelmällistä tiedonhankintaa, esim. ympäröivästä luonnosta Arkipäivän havainnot ja kokemukset yritys ja erehdys Suunnitelmallinen havaintojen tekeminen, tulkinta, jäsentely, ymmärrys ja ennustaminen Tieteen erityispiirteitä: yleinen käsitteistö, ei kulttuuririippuvutta totuus tai todennäköisyys, kokeell. havainnot ristiriidattomuus julkisuus, ei auktoriteetteja kriittisyys: itseään korjaava kumuloituvuus: edistyvä

6 RAUTALANKAMALLI TIETEESTÄ KIVIKAUDELTA 6 Vipu Voin selittää sinulle tämän F 1 D 1 = F 2 D 2

7 VAI OLIKO SE VASTA ARKHIMEDES? 7 Antakaa minulle kiinteä piste...

8 INNOVAATIO 8 WIKIPEDIA: Innovaatio eli uudennus on jokin uutuus: -keksintö -idea -käytäntö -tuote PERUSTUEN TUNNETTUUN TIETOON! Mikä se on? Ideat ja keksinnöt eivät vielä tee yrityksestä innovatiivista. Yrityksen on osattava myös kehittää ja jatkojalostaa ne valmiiksi tuotteiksi, prosesseiksi tai toimintatavoiksi.

9 INNOVAATIOITA VIVUSTA TEKNIIKKAA 9 Vipu: F 1 D 1 = F 2 D 2 Vaaka, keinulauta, väkipyörä, vinssi, sorkkarauta, kiila, kalteva taso, ruuvi,...

10 TIEDE INNOVAATIOT JA TEKNIIKKA 10 Hieman yksinkertaistaen voidaan sanoa, että pääpainoisesti tiede innovaatiot YLIOPISTOISSA YRITYKSISSÄ Rahasta tietoa Tiedosta rahaa Rajanveto ei kuitenkaan ole selvää eikä tarpeenkaan, ks. seuraavat esimerkit

11 TEKNIIKASTA TAKAISIN ARKIPÄIVÄÄN: 11 TRANSISTORI JA INFORMAATIOTEKNIIKKA Fysiikan Nobel-palkinto1956 William Bradford Shockley, John Bardeen, Walter Houser Brattain Transistori Fysiikan Nobel-palkinto 2000 Zhores Ivanovich Alferov, Herbert Kroemer, Jack St. Clair Kilby Perustavasta työstä informaatio- ja kommunikaatiotekniikan parissa

12 TIETOLIIKENTEEN INNOVAATIOISTA 12 Savumerkeistä Bellin puhelimen kautta kännykkään

13 ELEKTRONIMIKROSKOOPPI JA TUNNELOINTIMIKROSKOOPPI 13 Fysiikan Nobel-palkinto1986 Gerd Binnig, Heinrich Rohrer Tunnelointimikroskooppi (STM) Ernst August Friedrich Ruska, Elektronimikroskooppi

14 MATERIAALIFYSIIKKAA 14 Teknologia: ja uudet fysiikan tutkimukseen perustuvat materiaalit nanoteknologia: top down bottom up

15 AINEIDEN OMINAISUUDET 15 Mistä aineiden ominaisuudet pohjimmiltaan tulevat? mekaaniset termiset sähköiset/magneettiset optiset... ELEKTRONIRAKENNE!

16 ELEKTRONIRAKENNE 16 Schrödingerin yhtälö stationäärisille tiloille N 1 N i + + V(R) Ψ k (R) = E k Ψ k (R) i=1 i< j=1 r ij missä R = {r1, r2,..., rn, }. ja/tai aikaevoluutiolle N i + i=1 N 1 i< j=1 r ij + V(R,t) Ψ(R,t) = i t Ψ(R,t) Aaltofunktio Ψ(R,t) = Ψ(r 1,r 1,..., r N,t) on kaikki, mitä tarvitaan selittämään ja määrittämään materiaalien (lähes) kaikki ominaisuudet. Tämä on monen kappaleen ongelma!

17 THEORETICAL AND COMPUTATIONAL MATERIALS TAMPERE 17 Yhdistepuolijohteiden fysiikka (Bio)moleculaarinen (opto)elektroniikka (100) CBM VBM LUMO (110) HOMO Pintatiede Polkuintegraali-kvantti Monte Carlo

Samankaltaiset tiedostot

FYSIIKKA. Tapio Rantala Fysiikka Tampereen teknillinen yliopisto Mensa

FYSIIKKA. Tapio Rantala Fysiikka Tampereen teknillinen yliopisto Mensa FILOSOFIAA? ARKIPÄIVÄÄ? FYSIIKKA TEKNIIKKAA? TIEDETTÄ? 1 Tapio Rantala Fysiikka Tampereen teknillinen yliopisto http://www.tut.fi/~trantala SISÄLTÖ FILOSOFIAA VAI ARKIPÄIVÄÄ TEKNIIKKAA VAI TIEDETTÄ INNOVAATIO