физика лекц / Введение

Введение.

Физика занимает лидирующее положение среди естественных наук. Это обуславливается многообразием идей и методов исследования современной физики, их фундаментальным значением для теории познания материального мира, развития понимания процессов и явлений, происходящих в окружающем нас мире. Физика является основополагающим научным базисом, на котором создают свои теоретические представления и совершенствуют свои экспериментальные методы значительная часть других естественных наук.

Примером может служить тесная взаимосвязь физики с неорганической химией, которая сыграла важную роль в становлении физики. Эти науки развиваются в тесном взаимодействии: вся теория атомного строения вещества была подтверждена в химических экспериментах. Химическую теорию самих реакций объяснила периодическая система элементов Д. И. Менделеева, которая выявила множество удивительных связей между различными элементами. В любой химической реакции принимает участие множество атомов, их движения имеют сложный и случайный характер. Подробно проследить движение и проанализировать каждое столкновение атомов и молекул не представляется возможным. Выход был найден путем использования статистики и её применения к тем случаям, когда действуют законы механики, т.е. к статистической механике. Установлено также, что статистическая механика лежит в основе тепловых явлений или термодинамики. Объем пособия не позволяет более подробно рассмотреть взаимосвязь физики с другими науками. Об этом очень подробно, в увлекательной доступной форме изложено в “Фейнмановских лекциях по физике”. Здесь же отметим, что физика имеет самые тесные связи с другими науками. Например, биологией, астрономией, которая является началом физики, философией, психологией, и многими другими науками.

Так что же такое физика? Физика – это наука о наиболее общих свойствах материи. В настоящее время известно два вида материи: вещество и поле. К первому виду – веществу – относятся, например, атомы, молекулы и все построенные из них тела. Второй вид материи образует электромагнитные, гравитационные и другие поля. Различные виды материи могут превращаться друг в друга.

Из определения физики, как науки, следует, что в ней сосредотачивается учение о наиболее общих формах, свойствах и явлениях внешнего мира. Физику подразделяют на классическую и квантовую физику.

Начало классической физики положено И. Ньютоном, сформулировавшим основные законы классической механики. Ньютоновская механика оказалась настолько плодотворной и могущественной, что у физиков конца XIX и начала XX веков сложилось представление о том, что любые физические явления можно объяснить с помощью законов Ньютона. Поэтому, когда в начале XX века новые физические открытия и теории разрушали представление о строении вещества, многими физиками это было воспринято как исчезновение материи. Однако в дальнейшем было показано, что исчезает не материя, а тот предел, до которого мы знали материю. Исчезают такие свойства материи, которые раньше казались абсолютными и неизменными (инерция, масса и др.) и которые затем оказываются относительными, присущими только некоторым состояниям материи. Этот пример свидетельствует о бесконечности познания мира и огромном значении физики в познании законов природы и материального мира. Методы физических исследований: наблюдение, опыт, гипотеза, теория и проверка её практикой.

Основные задачи, которые решает физика и те основные направления, в которых она развивается, в настоящее время заключаются в следующем.

Первое направление – изучение наиболее общих форм движения материи, лежащих в основе всех природных явлений: установление законов этих движений и их взаимосвязи между собой. Формы движения материи, изучаемые физикой называют физическими процессами или физическими явлениями(механические, тепловые, электромагнитные явления).

Второе направление – изучение свойств материальных тел, определение особенностей их внутреннего строения, отыскание взаимосвязи между свойствами тел и их строением (молекулярная физика, электронная теория, атомная и ядерная физика).

Третье направление – отыскание возможностей, форм и методов использования законов физических явлений и свойств материальных тел для нужд человека.

Таким образом, физикой является наука, которая:

1. Изучает наиболее общие формы движения материи, лежащие в основе всех явлений природы; находит законы, управляющие этими движениями.

2. Изучает свойства материальных тел и их внутреннее строение; находит законы, связывающие свойства тел с их строением.

3. Отыскивает пути практического использования законов физических явлений и свойств тел для нужд человека.