Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования северо-западный государственный заочный технический университет

Э.И.Медякова

Физические основы измерений

Письменные лекции

Санкт-Петербург

2005

Утверждено редакционно-издательским советом университета

УДК 389 (07)

Медякова Э.И. Физические основы измерений: Письменные лекции. – СПб.: СЗТУ, 2005. - 66 с.

Письменные лекции соответствуют государственным образовательным стандартам высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированных специалистов 190800 и направлению подготовки бакалавра 552200.

В письменных лекциях изложены основные вопросы применения физических законов и закономерностей в метрологии.

Письменные лекции предназначены для студентов третьего курса, изучающих дисциплину «Физические основы измерений».

Рецензенты: кафедра метрологии СЗТУ (зав. кафедрой И.Ф. Шишкин, д-р техн.наук,проф.);Г.П.Телитченко, канд.техн.наук, ст. науч.сотр. ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева».

 Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2005

 Медякова Э.И., 2005

Предисловие

Инженер-метролог должен знать физические основы измерений. Физика – это наука о свойствах и законах движения материальных частиц, вещества и поля, о строении атомов, о гравитационных, электрических, магнитных и др. взаимодействиях и о молекулярных процессах. Измерение как процесс нахождения значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств всегда опирается на законы физики, устанавливающиеся на основе обобщения опытных фактов и выражающие объективные закономерности, существующие в природе.

1. Физический континуум

1.1. Материя и движение

[1], с. 17…20; [2], с. 17… 20; [8]

Материя – это объективная реальность, существующая вне и независимо от человеческого сознания и отражаемая им. Материя охватывает бесконечное множество реально существующих объектов и систем мира, является субстанциональной основой всевозможных свойств и форм движения; не существует иначе, как только в бесчисленном множестве конкретных форм, различных объектов и систем. Она несотворима и неуничтожаема, вечна во времени и бесконечна в пространстве. Субстанциональность, всеобщность и абсолютность материи характеризуют материальное единство мира. Материю нельзя сводить к определенным ее конкретным формам, например веществу или атомам, так как существуют невещественные виды материи – электромагнитные и гравитационные поля, нейтрино различных типов, обладающие весьма сложной структурой.

Основные формы существования материи:

1)системы неживой природы (элементарные частицы и поля, атомы, молекулы, макроскопические тела, космические системы различных порядков);

2) биологические системы (вся биосфера - от микроорганизмов до человека);

3) социально организованные системы.

Но материя не сводится только к этим формам, т.к. в бесконечном мире существуют и качественно иные виды материи как объективной реальности, например кварки или другие возможные микрообъекты в структуре элементарных частиц.

Фундаментальные физические понятия: пространство, время, движение, взаимодействие и др. были рассмотрены при изучении дисциплины «Философия».

Время и пространство – основные формы существования материи. Материализм подчеркивает объективный характер времени и пространства, которые неотделимы от материи, чем проявляется их универсальность и всеобщность. Пространство выражает порядок расположения одновременно сосуществующих объектов. Время же – последовательность существования сменяющих друг друга явлений. Время необратимо, так как всякий материальный процесс развивается в одном направлении – от прошлого к будущему.

Движение – важнейший атрибут, способ существования материи, и оно включает в себя все происходящие в природе и обществе процессы. В самом общем виде движение – это изменение вообще, всякое взаимодействие материальных объектов и смена их состояний. В мире нет материи без движения так же, как не может быть и движения без материи. Движение материи абсолютно, тогда как всякий покой относителен и представляет собой один из моментов движения. Движение материи многообразно по своим проявлениям и существует в различных формах.

Взаимодействие – это процесс взаимного влияния тел друг на друга путем переноса материи и движения, универсальная форма изменения состояний тел. Взаимодействие определяет существование и структурную организацию всякой материальной системы, ее свойства, ее объединение наряду с другими телами в систему большего порядка. Без способности к взаимодействию материя не могла бы существовать. Во всякой целостной системе взаимодействие сопровождается взаимным отражением телами свойств друг друга, в результате чего они могут меняться.

Единство и многообразие мира заключается в его материальности, в том, что все предметы и явления в мире представляют собой различные состояния и свойства движущейся материи.