- •Г л а в а II к о н ц е п ц и и ф и з и к и введение: что изучает физика?
- •Зарождение физических представлений
- •Физические концепции эпохи античности
- •1. Специфика первых систем теоретического физического знания
- •2. Концепция атомистики
- •3. Физическое учение Платона
- •4. Аристотельская физика
- •Статика и гидростатика Архимеда (III- II в. До н.Э.)
- •6. Оптика Евклида и Птолемея
- •7. Роль физических концепций античности в развитии физики
- •Физические концепции средневековья
- •1. Социокультурные особенности развития науки в эпоху средневековья
- •Основные физические цели средневековья
- •Физические концепции эпохи возрождения
- •1. Влияние потребностей практики и инженерии на развитие физики
- •2. Экспериментальные физические исследования Леонардо да Винчи
- •3. Влияние гелиоцентрической концепции н.Коперника на развитие физики
- •Физические концепции XII - XVIII вв.
- •Особенности периода начала Нового времени
- •2. Механика г.Галилея и начало критики аристотелевской физики
- •3. Антиперипатетический характер экспериментальных физических концепций Нового времени
- •Особенности картезианской физики
- •5. Разработка основ классической физики
- •Формирование механической картины мира
- •7. Корпускулярная и волновая концепции света
- •Принципы минимального времени п.Ферма и наименьшего действия п.Мопертюи
- •Особенности физических концепций XVIII века
- •10. Теория теплорода и механическая концепция теплоты
- •11. Концепция единого универсального взаимодействия частиц вещества р.Бошковича
- •Основные концепции классической физики XIX века
- •1. Становление классического естествознания
- •2. Волновая концепция света о.Френеля
- •3. Концепции классической электродинамики
- •4. Электромагнитное поле Максвелла и эфир
- •5. Молекулярно-кинетическая концепция тепловых процессов
- •6. Концепции классической термодинамики
- •7. Возникновение предпосылок атомной и ядерной физики
- •Основные концепции физики хх века
- •1. Революция в физике
- •Теория относительности
- •Квантовая теория
- •4. Концепции физики атомных и ядерных процессов
- •5. Концепции физики элементарных частиц
- •6. Концепции объединения физики
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
3. Антиперипатетический характер экспериментальных физических концепций Нового времени
Галилей, подготовив почву для фундамента динамики, определил программу дальнейших исследований, но еще в общих чертах. Продолжателем его работ был Э.Торричелли. Он распространил идеи Галилея на теорию движения жидкостей и вывел формулу, с помощью которой определяется скорость вытекания жидкости из сосуда через отверстие в его стенке, заложив тем самым основы гидродинамики. Но главное его достижение - открытие атмосферного давления. Еще Галилей знал о наблюдениях флорентийских водопроводников, что вода поднимается не выше определенной высоты. Торричелли предположил, что воздух оказывает на нее определенное давление, которое и попытался измерить. С этой целью была использована закрытая с одного конца трубка, заполненная ртутью. Когда ее свободным концом опустили в воду, то уровень ртути в ней понизился, а над поверхностью ртути образовалась пустота. Происхождение этой "торричелевой пустоты" было объяснено следующим образом: давление на поверхность ртути в чашке уравновешивается весом столба ртути в трубке. Высота этого столба над уровнем моря составила 760 мм. Так был изобретен барометр. Так рухнула еще одна перипатетическая догма - о "боязни пустоты". Декарт предложил, а Б.Паскаль реализовал идею измерения атмосферного давления на различных высотах - в результате была установлена зависимость высоты ртутного столба от высоты места измерения и от состояния погоды. Это означало рождение научной метеорологии. О.Герике своими опытами с "магдебургскими полушариями" подтвердил существование атмосферного давления. Паскаль сформировал основной закон гидростатики; известный как закон Паскаля: давление на поверхность жидкости, производимое внешними силами, передается жидкостью одинаково во всех направлениях. На нем основано действие гидравлического пресса. Паскалем был открыт также закон сообщающихся сосудов.
К успехам в развитии экспериментальной физики XVII века с полным основанием могут быть отнесены исследования в области электричества и магнетизма У.Гильберта. Предположив, что Земля является магнитом, он впервые объяснил поведение магнитной стрелки компаса влиянием его полюсов. Им было введено в физику понятия электричества (электрическими телами он назвал предметы, подобные янтарю, которые способны после натирания притягивать к себе легкие предметы), положив начало изучение электрических явлений.
Роберт Бойль опроверг мнение сторонников аристотельской физики о том, что в трубке Торричелли ртуть удерживается невидимыми нитями, установив в 1662г. один из газовых законов: произведение объема данной массы идеального газа на его давление постоянно при постоянной температуре (позже этот закон независимо от Бойля установил Мариотт, поэтому данный закон носит название закона Бойля-Мариотта). Бойль отверг перипатетическое представление о цвете как о специфическом качестве тела, объяснив его количеством отраженного света. О.Герике создал первую электрическую машину в виде шара из серы, который вращался на железной оси, обнаружил явления электрического отталкивания и электрических разрядов. Х.Гюйгенс изобрел маятниковые часы со спусковым механизмом, манометр для измерения низких давлений установил законы колебания маятника, создал волновую теорию света, заложил основы теории удара. В "Трактате о свете" им сформулирован принцип распространения волны, известный как принцип Гюйгенса-Френеля, который гласит: каждая точка пространства, которой достигла в данный момент распространяющаяся волна, становится источником элементарных сферических волн. На основе этого принципа были введены законы отражения и преломления света. Гюйгенс первый установил явление поляризации света. Им было установлено, что центростремительное ускорение пропорционально квадрату скорости и обратно пропорционально радиусу окружности, что способствовало разработке ньютоновской теории движения тел.