1) Естествознание в системе форм общественного сознания.

Общественное сознание выступает как необходимая сторона общественно-исторического процесса, как функция общества в целом. Его самостоятельность проявляется в развитии по своим собственным внутренним законам. Общественное сознание может отставать от общественного бытия, но может и опережать его. Важно видеть преемственность в развитии общественного сознания, а также в проявлении взаимодействия различных форм общественного сознания. Особое значение имеет активное обратное воздействие общественного сознания на общественное бытие.

Выделяют два уровня общественного сознания: общественную психологию и идеологию. Общественная психология есть совокупность чувств, настроений, обычаев, традиций, побуждений, характерных для данного общества в целом и для каждой из больших социальных групп. Идеология — это система теоретических взглядов, отражающая степень познания обществом мира в целом и отдельных его сторон. Это уровень теоретического отражения мира; если первая является эмоциональным, чувственным, то вторая — рациональным уровнем общественного сознания. Сложным считается взаимодействие общественной психологии и идеологии, а также соотношение с ними обыденного сознания и массового сознания.

По мере развития общественного бытия возникают и обогащаются познавательные способности человека, которые существуют в следующих основных формах общественного сознания: моральной, эстетической, религиозной, политической, правовой, научной, философской.

Мораль — форма общественного сознания, в которой находят свое отражение взгляды и представления, нормы и оценки поведения отдельных индивидов, социальных групп и общества в целом.

Политическое сознание есть совокупность чувств, устойчивых настроений, традиций, идей и целостных теоретических систем, отражающих коренные интересы больших социальных групп, их отношение друг к другу и к политическим институтам общества.

Право — это система социальных норм и отношений, охраняемых силой государства. Правосознание — это знание и оценка права. На теоретическом уровне правосознание предстает в виде правовой идеологии, которая является выражением правовых взглядов и интересов больших социальных групп.

Эстетическое сознание есть осознание общественного бытия в форме конкретно-чувственных, художественных образов.

Религия — это форма общественного сознания, основой которой становится вера в сверхъестественное. Она включает в себя религиозные представления, религиозные чувства, религиозные действия.

Философское сознание — это теоретический уровень мировоззрения, наука о наиболее общих законах природы, общества и мышления и всеобщем методе их познания, духовная квинтэссенция своей эпохи.

Научное сознание — это систематизированное и рациональное отражение мира в специальном научном языке, опирающееся и находящее подтверждение в практической и фактической проверке своих положений. Она отражает мир в категориях, законах и теориях.

И здесь без знания философии, идеологии и политики не обойтись. В общественных науках о сущности и значении этих понятий с момента их возникновения существуют различные толкования и мнения. Но нам целесообразнее начать анализ поставленной проблемы с философии. Это оправдано не столько тем, что по времени появления философия предшествует всем другим наукам, сколько тем — и это является определяющим, — что философия выступает тем фундаментом, основой, на которые опираются все другие социальные, т.е. занимающиеся изучением общества, науки. Конкретно это проявляется в том, что поскольку философия изучает самые общие законы общественного развития и самые общие принципы исследования общественных явлений, то их знание, и самое главное — применение, будут той методологической основой, которую используют другие общественные науки, в том числе идеология и политика. Итак, определяющая и направляющая роль философии по отношению к идеологии и политике проявляется в том, что она выступает методологической основой, фундаментом идеологических и политических доктрин.

2) Предмет задачи структура курса основы современного естествознания.

Предмет естествознания

Существуют два широко распространенных представления о предмете естествознания:

1. естествознание — это наука о Природе как единой целостности;

2. естествознание — совокупность наук о Природе, рассматриваемой как целое.

На первый взгляд, эти определения отличны друг от друга. Одно говорит о единой науке о Природе, а другое — о совокупности отдельных наук. Тем не менее на самом деле отличия не столь велики, так как под совокупностью наук о Природе подразумевается не просто сумма разрозненных наук, а единый комплекс тесно взаимосвязанных естественных наук, дополняющих друг друга.

Являясь самостоятельной наукой, естествознание имеет свой предмет исследования, отличный от предмета специальных (частных) естественных наук. Спецификой естествознания является то, что оно исследует одни и те же природные явления сразу с позиций нескольких наук, выявляя наиболее общие закономерности и тенденции. Только так можно представить Природу как единую целостную систему, выявить те основания, на которых строится все разнообразие предметов и явлений окружающего мира. Итогом таких исследований становится формулировка основных законов, связывающих микро-, макро- и мегамиры, Землю и Космос, физические и химические явления с жизнью и разумом во Вселенной.

В школе изучаются отдельные естественные науки — физика, химия, биология, география, астрономия. Это служит первой ступенью познания Природы, без которой невозможно перейти к осознанию ее как единой целостности, к поиску более глубоких связей между физическими, химическими и биологическими явлениями.

Основные задачи современного естествознания:

1. Поиск новых природосберегающих источников энергии (использование энергии ветра, солнца, тепла получение из глубин земли и др.);

2. Ограничение загрязнения земли, воды, воздуха, т.е. основных сфер жизни;

3. Ограничение неконтролируемого роста населения;

4. Решение продовольственной проблемы.

Структура естествознания

Мы уже говорили о структуре науки, представляющей собой сложную разветвленную систему знаний. Естествознание — не менее сложная система, все части которой находятся в отношениях иерархической соподчиненности. Это означает, что систему естественных наук можно представить в виде своеобразной лестницы, каждая ступенька которой является фундаментом для следующей за ней науки, и в свою очередь, основывается на данных предшествующей науки.

Основой, фундаментом всех естественных наук, бесспорно, являетсяфизика, предметом которой являются тела, их движения, превращения и формы проявления на различных уровнях. Сегодня невозможно заниматься ни одной естественной наукой, не зная физики. Внутри физики выделяется большое число подразделов, различающихся специфическим предметом и методами исследования. Важнейшим среди них является механика — учение о равновесии и движении тел (или их частей) в пространстве и времени. Механическое движение представляет собой простейшую и вместе с тем наиболее распространенную форму движения материи. Механика явилась исторически первой физической наукой и долгое время служила образцом для всех естественных наук. Разделами механики являются:

1. статика, изучающая условия равновесия тел;

2. кинематика, занимающаяся движением тел с геометрической точки зрения;

3) динамика, рассматривающая движение тел под действием приложенных сил.

Также в механику входят гидростатика, пневмо- и гидродинамика.

Механика — физика макромира. В Новое время зародилась физика микромира. В ее основе лежит статистическая механика, или молекулярно-кинетическая теория, изучающая движение молекул жидкости и газа. Позже появились атомная физика и физика элементарных частиц. Разделами физики являются термодинамика, изучающая тепловые процессы; физика колебаний (волн), тесно связанная с оптикой, электричеством, акустикой.

Следующей ступенькой является химия, изучающая химические элементы, их свойства, превращения и соединения. То, что в ее основе лежит физика, доказывается очень легко. Для этого достаточно вспомнить школьные уроки по химии, на которых говорилось о строении химических элементов и их электронных оболочках. Это пример использования физического знания в химии. В химии вьщеляют неорганическую и органическую химию, химию материалов и другие разделы.

В свою очередь, химия лежит в основе биологии — науки о живом, изучающей клетку и все от нее производное. В основе биологических знаний — знания о веществе, химических элементах. Среди биологических наук следует выделить ботанику (предмет — растительное царство), зоологию (предмет — мир животных). Анатомия, физиология и эмбриология изучают строение, функции и развитие организма. Цитология исследует живую клетку, гистология — свойства тканей, палеонтология — ископаемые останки жизни, генетика — проблемы наследственности и изменчивости.

Науки о Земле являются следующим элементом структуры естествознания. В эту группу входят геология, география, экология и др. Все они рассматривают строение и развитие нашей планеты, представляющей собой сложнейшее сочетание физических, химических и биологических явлений и процессов.

Завершает эту грандиозную пирамиду знаний о Природе космология,изучающая Вселенную как целое. Частью этих знаний являются астрономия и космогония, которые исследуют строение и происхождение планет, звезд, галактик и т.д. На этом уровне происходит новое возвращение к физике. Это позволяет говорить о циклическом, замкнутом характере естествознания, что, очевидно, отражает одно из важнейших свойств самой Природы.

Структура естествознания не ограничивается названными выше науками. Дело в том, что в науке идут сложнейшие процессы дифференциации и интеграции научного знания. Дифференциация науки — это выделение внутри какой-либо науки более узких, частных областей исследования, превращение их в самостоятельные науки. Так, внутри физики выделились физика твердого тела, физика плазмы.

Интеграция науки — это появление новых наук на стыках старых, процесс объединения научного знания. Примерами такого рода наук являются: физическая химия, химическая физика, биофизика, биохимия, геохимия, биогеохимия, астробиология и др.

Таким образом, построенная нами пирамида естественных наук значительно усложняется, включая в себя большое количество дополнительных и промежуточных элементов.

3) Философия, математика, гуманитарные и естественные науки и их объекты.

Естествознание создает идеалы и критерии научности. Постепенно из натурфилософии выделилась философия, обретя свой предмет среди проблем, которые не могут быть решены объективно: проблемы смысла, души, духа, сознания, бытия. Философская мысль только создает предпосылки для индивидуального поиска ответа на вечные вопросы бытия вообще и собственного — в особенности. Поэтому рассмотрение мироздания в целом, размышление о вечности и бесконечном разнообразии природы связаны в ней с жизненными ценностями исследователя, с его пониманием смысла жизни.

Объект – это то, на что направлено изучение в целом.

Предмет исследования – это те аспекты объекта, которые выделяет в нем та или иная наука человека.

Объект философии: природа и общество которые фиксируются в категорию

бытие, которое можно разложить на цепочку – человек – общество – природа.

Предмет философии – изучение универсальных закономерностей развития природы, общества и человека.

Матема́тика (от др.-греч. μάθημα — изучение, наука) — наука о структурах, порядке и отношениях, которая исторически сложилась на основе операций подсчёта, измерения и описания форм реальных объектов. Математические объекты создаются путём идеализации свойств реальных или других математических объектов и записи этих свойств на формальном языке. Математика не относится к естественным наукам, но широко используется в них как для точной формулировки их содержания, так и для получения новых результатов. Математика — фундаментальная наука, предоставляющая (общие) языковые средства другим наукам; тем самым она выявляет их структурную взаимосвязь и способствует нахождению самых общих законов природы. Именно успехи математики меняют ситуацию «размежевания культур».Математические закономерности отражают глубинную сущность законов природы.

Наука стремится к объективности, исключая личностное восприятие мира, и это отличает ее от других компонент духовной культуры. Гуманитарное знание включает этику, историю, философию, юриспруденцию, педагогику, филологию, искусствоведение и т.п. Естествознание направлено на изучение природы, в которой действуют независимые от человека законы, которые он пытается постичь. Выяснение причины явлений еще не означает понимания или получения полного знания о предмете или явлении (у Ньютона сила — причина ускорения, а Аристотель к силе как причине движения относил и цель: «отец — причина ребенка»). В гуманитарных науках часто важнее раскрыть цели, мотивы или намерения в поведении людей. Понимание достигается через истолкование явлений, текстов и событий; такой метод часто называют герменевтическим по имени бога Гермеса, служившего посредником между богами и людьми и способного истолковывать людям волю богов. Поэтому гуманитарное знание не только анализирует объективные причины, приведшие к той или иной ситуации, но и включает субъективные мотивы и мысли исследователя. Общественные науки больше используют гуманитарное знание, так как в обществе ничего не происходит без действий и намерений человека. Кроме того, существует ряд наук о человеке (физиология, психология), которые используют гуманитарные и естественно-научные методы исследования.

Объектом же гуманитарных наук является сам человек во всей его сложности, а целью – созидание культурных ценностей, новых целей и смыслов человеческого существования.

Стиль мышления – есть способ функционирующего сознания, определяющий познавательную деятельность субъекта. Принято различать гуманитарный и естественно-научный стили мышления. Хотя они пульсируют в рамках единой культуры и не могут быть абсолютно противоположны, но, тем не менее, принципиальное различие между ними очевидно. Это несходство проистекает из различия между науками о природе и науками о человеке. Объектом естественных наук является природа, а целью – получение объективного знания, которое может быть в дальнейшем материализовано в новой технике и технологии.

4) Естественнонаучная и гуманитарная культуры. Специфика и взаимосвязь естественнонаучного и гуманитарного типов культур

Всистеме естествознания объединяются естественные и гуматитаоные научные дисциплины, соответственно в естествознании можно выделить ественно-научную игуманит.сферы культуры.Естественно-научная куьтура сформировалась в результате изучения природы как проявления материального мира. В рамках этой культ.в первую очередь изуч.состав и состояние природы,окружающей человека. Гуманитарная культура сформировалась в результатеисследования духовной жизни общества, здесь изучается его ценности, традиции, мораль, анализируются поступки и поведение человека, а так же его взаимодействие с природой, с окружающим миром, т.е.не материальные, а духовные явления. Конечно естественные и гуманитарные науки равны,каждая решает свои задачи и дополняет другую, но их специфику,обусловленную культурным контекстом, необходимо учитывать.

Специфика естественно-научной сферы культуры состоит в высокой степени объективности. Здесь мало места домыслам,эмпирическим умозаключениям, аналитическим изысканиям, знания о природе достоверны, фундаментальны, доказаны и перепроверенны на многочисленных опытах. Кроме того, это достаточно специализированные знания.

Специфика гуманитарной сферы культуры заключается в определенной субъективности оценок. Большое значение здесь имеют социальное положение индивида и групп индивидов; в рамках этой культуры формируются знания о системе ценностных зависимостей в обществе, Такие знания получаются путем диалектики, восхождения от простого к сложному, дедукции и индукции, анализа и синтеза определенных явлений и законов. Истинность этих знаний относительна, она обусловлена спецификой объекта изучения.

Различия в естественных и гуманитарных отраслях науки долгое время приводили к отрицанию их взаимосвязи, однако обе системы научных дисциплин имеют не только специфичные,но и сходные черты, часто изучают одни и теже объекты (например, и биология, и психология изучают человека), исп. Одинаковые методы, особенно в последние годы, когда в гуманитарных науках стали применять математические методы или опыты, Т.о., можно говорить о взаимосвязи естественно –научной и гуманитарной сфер культуры, которая особенно проявляется в том, что они имеют единую основу: служат человеку, выражая потребности и интересы человечества, создают оптимальные условия для самосохранения и совершенствования нашего общества. Между этими сферами культуры осуществляется взаимообмен достигнутыми результатами, что находит свое выражение, например, в этике естествознания, в рационализации гуманитарной культуры и т.п. Они взаимозависимы и незаменимы в историко культурном процессе. Естественно-научная и гуманит. Сферы культуры явл.самостоятельными частями единой системы человеческих знаний.

В современном мире имеет место тенденции к синтезу двух культур-гуманитарной и естественнонаучной. Этот синтез необходим для формирования целостного представления о современном мире и перспективах его развития, о возможностях человека влиять на условия своего сегодняшнего и завтрашнего бытия. Что будет с человеком завтра, во многом определяется его сегодняшней деятельностью.

5)Проблема постнеклассического межкультурного диалога естественных и гуманитарных наук

Последние десятилетия XX и начала XXI столетий могут быть охарактеризованы как течение третьей научной революции, в основном благодаря открытиям в области эволюционной химии, физики лазеров, породившей синергетику, термодинамики нестационарных необратим мых процессов, породившей теорию диссипативных структур, теорий автопоэза, которые все вместе ведут нас к новейшей постнеклассической рациональности. Важнейшими признаками постнеклассической рациональности является полная непредсказуемость, закрытоеть будущего и выполнимость принципов необратимости времени и движения.

6) Идеальные образы объектов реального мира (твердое тело, частица, вакуум, среда, поле, вихрь, волна)

Идеал (от фр. ideal) — образец, прообраз, понятие совершенства, высшая, как правило, недостижимая цель стремлений.

Идеализация — 1) мыслительное конструирование понятий об объектах, процессах и явлениях, не существующих в реальности, в природе, но таких, для которых есть исходные прообразы в реальном мире (например, точка, плоскость — идеально гладкая и абсолютно ровная поверхность, абсолютно твердое (упругое) тело, идеальная жидкость, идеальный газ и т. д.). Идеализация физических тел и понятий пространства, времени и пр. послужила началом возникновения классической науки Галилея — Ньютона, т. е. позволяет формулировать законы, строить абстрактные схемы реальных процессов; 2) представление кого-либо или чего-либо лучшим, чем есть на самом деле, в действительности; наделение качествами, соответствующими идеалу Идеализированная модель физического тела

Идеализированная модель физического тела - в физике - абстрактный объект:

- являющийся моделью реального объекта; и

- обладающий некоторыми физическими свойствами реального объекта, существенными для определенного круга задач.

Модели такого рода позволяют:

- изучать реальные объекты;

- формулировать физические законы; и

- создавать физические теории

Элементарная частица — это частица без внутренней структуры, то есть не содержащая других частиц]. Элементарные частицы — фундаментальные объекты квантовой теории поля. Они могут быть классифицированы по спину: фермионы имеют полуцелый спин, а бозоны — целый спин.частица- Элемента́рная части́ца — собирательный термин, относящийся к микрообъектам в субъядерном масштабе, которые невозможно расщепить на составные части. Маленькая доля, часть чего-нибудь

. Ва́куум (от лат. vacuum — пустота) — среда, содержащая газ при давлениях значительно ниже атмосферного. Вакуум характеризуется соотношением между длиной свободного пробега молекул газа λ и характерным размером среды d. Под d может приниматься расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода и т. д. В зависимости от величины соотношения λ/d различают низкий (λ/d 1), средний (λ/d~1) и высокий (λ/d 1) вакуум.

Следует различать понятия физического вакуума и технического вакуума.

Физический вакуум

Под физическим вакуумом в современной физике понимают полностью лишённое массы пространство. Даже если бы удалось получить это состояние на практике, оно не было бы абсолютной пустотой. Квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. В некоторых конкретных теориях поля вакуум может обладать нетривиальными топологическими свойствами, но не только, а также в теории могут существовать несколько различных вакуумов, различающихся плотностью энергии, и т. д.

На практике сильно разреженный газ называют техническим вакуумом. В макроскопических объёмах идеальный вакуум недостижим на практике, поскольку при конечной температуре все материалы обладают ненулевой плотностью насыщенных паров. Кроме того, многие материалы (в том числе толстые металлические, стеклянные и иные стенки сосудов) пропускают газы. В микроскопических объёмах, однако, достижение идеального вакуума в принципе возможно.

Поле — поток «горячих» вихревых частиц.это материальный объект природы. Действующий и развивающийся по определенным законам.Не все поля, существующие в природе, хорошо описаны и измерены, неизвестно и их влияние на человека, а многие наверняка еще не открыты. Лучше всего на настоящий период изучены электрическое, магнитное и гравитационное поле. Менее изучены, но поддаются математическому описанию электромагнитные поля. Поле в физике — одна из форм материи, характеризующая все точки пространства (или, шире, пространства-времени) и обладающая бесконечным числом степеней свободы. Каждой точке пространства при этом присваивается определённая физическая величина. Эта величина, как правило, меняется при переходе от одной точки к другой. В зависимости от математического вида этой величины выделяют скалярные, векторные, тензорные и спинорные поля.

Также поля делятся в зависимости от своей природы на электромагнитные, гравитационные, магнитное, электрическое и поля ядерных сил. Проявляются поля в виде взаимодействия (переносимого с конечной скоростью) тел (при этом сила взаимодействия определяется различными характеристиками тел: массой для гравитационного поля, зарядом для электромагнитного и т. д.), которые в квантовой физике объясняются передачей специфичных для каждого типа поля частиц (фотонов для электромагнитного, гипотетических гравитонов для гравитационного и т. д.). Долгое время считалось, что поле является только наглядным теоретическим объяснением таких явлений, как световые волны, пока в 1887 Генрих Рудольф Герц не доказал существование электромагнитного поля экспериментально.

] Среда (в теории систем) — все объекты, не включенные в систему, с которыми система обменивается веществом, энергией и информацией.

Среда, являясь зависимым понятием, всегда рассматривается по отношению к некоторой системе и представляет собой множество всех элементов, которые не входят в данную систему, но с которыми данная система может взаимодействовать.

Вихрьпорывистое круговое движение

Волна́ — изменение состояния среды или физического поля (возмущение), распространяющееся либо колеблющееся в пространстве и времени или в фазовом пространстве. Другими словами, «…волнами или волной называют изменяющееся со временем пространственное чередование максимумов и минимумов любой физической величины — например, плотности вещества, напряжённости электрического поля, температур]».

В связи с этим волновой процесс может иметь самую разную физическую природу: механическую, химическую, электромагнитную (электромагнитное излучение), гравитационную (гравитационные волны), спиновую (магнон), плотности вероятности (ток вероятности) и т. д.

7) Физические характеристики идеальных объектов и представление о способах их описания ( масса; заряды и их действие на расстоянии; заряды как источники полей; «свободные» поля, суперпозиция полей), единицы физических величин

Масса, физическая величина, одна из основных характеристик материи, определяющая её инерционные и гравитационные свойства. Соответственно различают М. инертную и М. гравитационную (тяжёлую, тяготеющую).

В Современной физике понятие «количество вещества» имеет другой смысл, а под массой понимают два различных свойства физического объекта:

Гравитационная масса показывает, с какой силой тело взаимодействует с внешними гравитационными полями — фактически эта масса положена в основу измерения массы взвешиванием в современной метрологии, и какое гравитационное поле создаёт само это тело (активная гравитационная масса) — эта масса фигурирует в законе всемирного тяготения.

Инертная масса, которая характеризует меру инертности тел и фигурирует в одной из формулировок второго закона Ньютона. Если произвольная сила в инерциальной системе отсчёта одинаково ускоряет разные исходно неподвижные тела, этим телам приписывают одинаковую инертную массу.

ЗАРЯД - физ. величина, являющаяся источником поля, посредством к-рого осуществляется взаимодействие частиц, обладающих этой характеристикой

Электри́ческий заря́д — это связанное с телом свойство, позволяющее ему быть источником электрического поля и участвовать в электромагнитных взаимодействиях. Заряд является количественной характеристикой. Единица измерения заряда в СИ — кулон — электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1А за время 1с. Впервые электрический заряд был введён в законе Кулона в 1785 году. Заряд в один кулон очень велик. Если бы два носителя заряда (q1 = q2 = 1Кл) расположили в вакууме на расстоянии 1 м, то они взаимодействовали бы с силой 9×109 H.Величина заряда –численная характеристика носителей заряда и заряженных тел, которые может принимать положительные и отрицательные значения. Носителем эл. зарядов явл.эл.заряженные элементарные частицы электрон и протон. Существует 2 рода эл.зарядов названыых положительным и отрицательным, заряды могут передоваться в существенном контакте от одного тела к другому.

заимодействие зарядов

Взаимодействие зарядов: одноименно заряженные тела отталкиваются, разноименно — притягиваются друг к другу

Самое простое и повседневное явление, в котором обнаруживается факт существования в природе электрических зарядов, — это электризация тел при соприкосновении[4]. Способность электрических зарядов как к взаимному притяжению, так и к взаимному отталкиванию объясняется предположением о существовании двух различных видов зарядов. Один вид электрического заряда называют положительным, а другой — отрицательным. Разноимённо заряженные тела притягиваются, а одноимённо заряженные — отталкиваются друг от друга.

При соприкосновении двух электрически нейтральных тел в результате трения заряды переходят от одного тела к другому. В каждом из них нарушается равенство суммы положительных и отрицательных зарядов, и тела заряжаются разноимённо.

При электризации тела через влияние в нём нарушается равномерное распределение зарядов. Они перераспределяются так, что в одной части тела возникает избыток положительных зарядов, а в другой — отрицательных. Если две эти части разъединить, то они будут заряжены разноимённо.

При́нцип суперпози́ции — один из самых общих законов во многих разделах физики. В самой простой формулировке принцип суперпозиции гласит:

результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть векторная сумма воздействия этих сил.

Наиболее известен принцип суперпозиции в электростатике, в которой он утверждает, что электростатический потенциал, создаваемый в данной точке системой зарядов, есть сумма потенциалов отдельных зарядов.

Принцип суперпозиции может принимать и иные формулировки, которые полностью эквивалентны приведённой выше:

Взаимодействие между двумя частицами не изменяется при внесении третьей частицы, также взаимодействующей с первыми двумя.

Энергия взаимодействия всех частиц в многочастичной системе есть просто сумма энергий парных взаимодействий между всеми возможными парами частиц. В системе нет многочастичных взаимодействий.

Уравнения, описывающие поведение многочастичной системы, являются линейными по количеству частиц.

Именно линейность фундаментальной теории в рассматриваемой области физики есть причина возникновения в ней принципа суперпозиции.

Если поле образовано не одним зарядом, а несколькими, то силы, действующие на пробный заряд, складываются по правилу сложения векторов. Поэтому и напряженность системы зарядов в данной точке, поля равна векторной сумме напряженностей полей от каждого заряда в отдельности.

Согласно принципу суперпозиции электрических полей можно найти напряженность в любой точке А поля двух точечных зарядов и (рис. 13.1). Сложение векторов и производится по правилу параллелограмма. Направление результирующего вектора находится построением, а его абсолютная величина может быть подсчитана по формуле

Длина L метр (м)

Масса M килограмм (кг) экстенсивная величина

Время T .секунда (с)

Сила тока I ампер (А)

Температура Θ Средняя кинетическая энергия частиц объекта. кельвин (К) интенсивная величина

Количество вещества N Количество частиц, отнесенное к количеству атомов в 0,012 кг 12C. моль (моль) экстенсивная величина

Сила света J кандела (кд)

Производные величины Символ Описание Единица СИ Примечания

Давление p .кг/(м·с2) (паскаль, Па) интенсивная величина

Линейная плотность ρl Масса на единицу длины. кг/м

Импульс p Произведение массы и скорости тела. кг·м/с экстенсивная, сохраняющаяся величина

Магнитный поток Φ Величина, учитывающая интенсивность магнитного поля и занимаемую им область. кг/(с2·А) (вебер, Вб)

Момент импульса L Мера вращения объекта. кг·м2/c сохраняющаяся величина

Момент силы T Произведение силы на длину перпендикуляра, опущенного из точки на линию действия силы. кг·м2/с2 вектор

Мощность P Скорость изменения энергии. кг·м2/с3 (ватт, Вт)

Напряжение U Изменение потенциальной энергии, приходящееся на единицу заряда. м2·кг/(с3·А) (вольт, В) скаляр

Объём V

Плотность ρ Масса на единицу объёма. кг/м3 интенсивная величина

Площадь S . м2

Поверхностная плотность ρA Масса на единицу площади. кг/м2

Механическая работа A Скалярное произведение силы и перемещения. кг·м2/с2 (джоуль, Дж) скаляр

Сила F Действующая на объект внешняя причина ускорения. кг·м/с2 (ньютон, Н) вектор

Скорость v Быстрота изменения координат тела. м/с вектор

Телесный угол Ω стерадиан (ср)

Угловая скорость ω Скорость изменения угла. с−1 радиан в секунду

Угловое ускорение α Быстрота изменения угловой скорости с−2 радиан на секунду в квадрате

Угол θ Величина изменения направления. радиан (рад)

Ускорение a Быстрота изменения скорости объекта. м/с² вектор

Частота f Число повторений события за единицу времени. с−1 (герц, Гц)

Электрический заряд Q А·с (кулон, Кл) экстенсивная, сохраняющаяся величина

Электрическое сопротивление R сопротивление объекта прохождению электрического тока м2·кг/(с3·А2) (ом, Ом) скаляр

Энергия E Способность тела или системы совершать работу. кг·м2/с2 (джоуль, Дж) экстенсивная, сохраняющаяся величина, скаляр

8) Движение и его виды. Относительность движения

Механи́ческим движе́нием тела называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени. При этом тела взаимодействуют по законам механики.

Раздел механики, описывающий геометрические свойства движения без учёта причин, его вызывающих, называется кинематикой.

В более общем значении движением называется изменение состояния физической системы с течением времени. Например, можно говорить о движении волны в среде

Виды механического движения

Механическое движение можно рассматривать для разных механических объектов:

Движение материальной точки полностью определяется изменением её координат во времени (например, двух на плоскости). Изучением этого занимается кинематика точки. В частности, важными характеристиками движения являются траектория материальной точки, перемещение, скорость и ускорение.

Прямолинейное движение точки (когда она всегда находится на прямой, скорость параллельна этой прямой)

Криволинейное движение - это движение точки по траектории, не представляющей собою прямую, с произвольным ускорением и произвольной скоростью в любой момент времени (например, движение по окружности).

Движение твёрдого тела складывается из движения какой-либо его точки (например, центра масс) и вращательного движения вокруг этой точки. Изучается кинематикой твёрдого тела.

Если вращение отсутствует, то движение называется поступательным и полностью определяется движением выбранной точки. Заметим, что при этом оно не обязательно является прямолинейным.

Для описания вращательного движения — движения тела относительно выбранной точки, например закреплённого в точке, используют Углы Эйлера. Их количество в случае трёхмерного пространства равно трём.

Также для твёрдого тела выделяют плоское движение — движение, при котором траектории всех точек лежат в параллельных плоскостях, при этом оно полностью определяется одним из сечений тела, а сечение тела положением любых двух точек.

Движение сплошной среды. Здесь предполагается, что движение отдельных частиц среды довольно независимо друг от друга (обычно ограничено лишь условиями непрерывности полей скорости), поэтому число определяющих координат бесконечно (неизвестными становятся функции).

Относительность движения

Относительность — зависимость механического движения тела от системы отсчёта. Не указав систему отсчёта, не имеет смысла говорить о движении. Относительность движения

Движущиеся тела изменяют своё положение относительно других тел. Положение автомобиля, мчащегося по шоссе, изменяется относительно указателей на километровых столбах, положение корабля, плывущего в море недалеко от берега, меняется относительно береговой линии, а о движении самолёта, летящего над землей, можно судить по изменению его положения относительно поверхности Земли. Механическое движение — это процесс изменения относительного положения тел в пространстве с течением времени. Можно показать, что одно и то же тело может по-разному перемещаться относительно других тел.

Таким образом говорить о том, что какое-то тело движется, можно лишь тогда, когда ясно, относительно какого другого тела — тела отсчета, изменилось его положение.

9) Законы сохранения и их роль в формировании научной картины мира

Все материальные предметы, а также формы их движения, их характер и взаимодействие друг с другом, все процессы в природе могут быть описаны с помощью фундаментальных физических законов и теорий, Среди фундаментальных законов и теорий существуют общие законы,охватывающие все материальные предметы все формы движения материи и все процессы, происходящие в природе. Это законы симметрии или инвариантности, и связанные с ними законы физических величин.

Зако́ны сохране́ния физических величин- законы согласно которым численные значения этих величин не меняются со временем в любых процессах иликлассах процессов.

Для понимания законов природных явлений и процессов весьма важен принцип инвариантности относительно сдвигов в пространстве и во времени, т.е параллельных переносов начал координат и отсчета времени, Он формулируется так: смещение вовремени и в пространстве не влияет на протекание физических процессов.

ИНВАРИАНТНОСТЬ-неизменность какой-либо величины при изменении физических условий или по отношению к некоторым преобразованиям.

Инвариантность структуры,свойств, формы материального объекта относительно его преобразований называется симметрией. Наглядный пример пространственной симметрии материальных систем- кристалическая структура твердых тел.Симметрия свойств кристалла обусловлена симметрией его строения. Н-р элементы симметрии присущи раковинам молюсков.Орнамент наверное самое древнее изображение симметрии.

Из принципа инвариантности относительно сдвигов в пространстве и во времени следует симметрия пространства и времени, называемая однородностью соответственно пространства и времени. Однородность пространства заключается в том, что при параллельном переносе в пространстве замкнутой системы тел как целого ее физические свойства и законы движения не изменяются, иными словами, не зависят от выбора положения начала координат инерциальной системы отщета.

Выделяют несколько важнейших законов сохранения физических величин, справедливых для любых изолированных систем.

закон сохранения и превращения механической энергии:

закон сохранения импульса.

Закон сохранения электрического зваряда

Закон сохранения массы

закон сохранения и превращения механической энергии утверждает, что при движении тела (или системы из нескольких тел) полная механическая энергия(т.е. сумма кинетической и потенциальной энергии) остается неизменной, т.к. убыль кинетической энергии полностью покрывается приращением потенциальной и наоборот.Этот закон явл.следствием симметрии относительно сдвигов во времени.

Согласно закону сохранению импульса в замкнутой системе геометрическая сумма импульсов тел остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой. Этот закон явл. Следствием симметрии относительно параллельного переноса в пространстве.

Закон сохранения электрического заряда гласит, что в замкнутой системе при любых взаимодействиях тел алгебраическая сумма электрических зарядов всех тел остается постоянной.Этот закон явл.следствием симметрии относительно замены описывающихся в системе комплексных параметров на их комплексно-сопряженные значения.

Закон сохранения массы определяет, что общее количество вещества не убывает и не прибывает; в замкнутой системе масса веществ, участвующих в реакции, не изменяется в результате взаимодействия. Этот закон явл.следствием симметрии относительно операции инверсии (зеркальной симметрии)

Кроме этих важнейших законов сохранения, являющихся всеобщими, существуют и законы, справедливые лишь для ограниченных систем и явлений, например, действующие только в микромире:

Закон сохранения барионного или ядерного заряда:

Закон сохранения лептонного заряда;

Закон сохранения изитопического спина;

Закон сохранения странности.

Все законы сохранения и всеобщие, и частные,подтверждают структурное единство материального мира позволяют

10) Пространство и время как основные свойства материи

Вопросы пространства и времени всегда интересовали человека. В истории философии сложились 2 концепции пространства и времени: субстанциональная и реляционная.

Субстанциональная концепция, идеи которой содержиться во взглядах Демокрита, была доработана Исааком Ньютоном. Согласно этой концепции пространство- это бесконечное вместилище, чистая протяженность,а время-непрерывная, чистая длительность. Пространство и время есть объективные формы существующие наряду с материей.По Ньютону, мир состоит из материи,пространства и времени. Пространство может быть заполнено материей, но может существовать без нее. Время течет как бы само по себе, вне связи с материальными процессами. Ньютон признавал абсолютное пространство и абсолютное время.

Релляционная концепция, основы которой заложил Аристотель, была сформулированна Г.Лейбницем, который рассматривал пространство и время не как особые субстанции сущности, а как формы существования материи. Пространство по-мнению Лейбница, характеризует порядок расположения тел, а время-последовательность изменения их состояния. Согласно данной концепции,пространство, время и материя взаимосвязаны друг с другом и явл. Объективными формами бытия движущейся материи.

Пространство—это философская категория, которая характеризует протяженность и взаимное расположение материальных объектов, существование и взаимодействие составляющих их элементов.Пространство-это структура,служащая средой обитания материальных объектов и процессов.Пространство характеризует структурность и протяженность материальных систем.

Время-это философская категория,кот. Выражает длительность существования любых объектов, последовательность смены их качечтвенного состояния. Время характеризует длительность бытия материальных объектов, предметов и явлений.

Временными характеристиками явл.моменты, в которые происходят явления, продолжительность (длительность) процессов.

Пространство и время не существует вне материи и независимо от нее.

По теории относительности А.Энштейна пространство и время находятся в неразрывной связи с движущейся материей. Специальная теория относительности А.Энштейна была создана в 1905г(СТО). В 1915г. Энштейном были созданы основы общей теории относительности(ОТО).

ОТО объясняет теорию тяготения.

Главным моментом в создании ОТО явилось предлож. Энштейна о том, что в присутствии массивных тел должно искривляться не только пространство, а все пространство-время. Массы создающие поле тяготения, скривляют пространство и меняют течение времени.

В СТО свойства простр. И времен. Рассматрив. Без учета гравитационных полей. ОТО связала тяготение с электромагнетизмом и механикой.

По общей теории относит. Массы, создающие поле тяготения, искривляют пространство и меняют течения времени. Чем сильнее поле, тем медленнее течет время. Возникло представление о пространственно-временном четырехмерном континиуме.

11) Термодинамические системы и их макроскопические характеристики