Раздел I. Физика – наука о движении и взаимодействии тел.

Тема 4. Механическое движение. Законы Ньютона.

Учебные вопросы

1. Физика и ее научный предмет.

2. Механика. Механическое движение.

3. Законы динамики Ньютона.

1. Физика и ее научный предмет.

Основная цель и научный предмет физики. Физика - это наука, которая изучает простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности природы – как материального мира и закономерности движения и взаимодействия тел. Предметом изучения физики является материя (в виде вещества и полей) и наи-более общие формы её движения, а также фундаментальные взаимодействия природы, управляющие движением материи.

Физические свойства, общие для всех явлений природы: пространство и время; движение; температура, внутренняя энергия; преобразование энергии; атомно-молекулярное строение.

Эволюция физической картины мира. Воззрения древних греков - Механистическая модель мира - Молекулярно-кинетическая теория - Электромагнитная картина мира ­- Современная физическая картина мира.

2 основных принципа современной науки: достоверность и истинность.

Механистическая модель мира. Это первая попытка создать системную общую картину мира, предпринятая И. Ньютоном. Механика, в т.ч. движения планет, была названа основой всего.

Молекулярно-кинетическая теория. На основе механистической теории в XIX веке была выведена «Молекулярно-кинетическая теория», рассматривающая строение вещества, в основном газов, с точки зрения трёх основных приближенно верных положений:

• все тела состоят из частиц: атомов, молекул и ионов;

• частицы находятся в непрерывном хаотическом движении (тепловом);

• частицы взаимодействуют друг с другом путём абсолютно упругих столкновений.

Электромагнитная картина мира. Электромагнитная картина мира звучала так: «Всё есть электромагнитное поле и электромагнитное взаимодействие. И все они подчиняются уравнениям Максвелла».

Демонстрация физических полей вокруг элементарных частиц

Понятие физического поля. Это понятие в электромагнитной картине мира становится ведущим. Физические поля это особая форма материи; физическая система, обладающая бесконечно большим числом степеней свободы. Это электромагнитное (электрическое и магнитное), гравитационное поля, поле ядерных сил, а также волновые (квантованные поля, соответствующие различным частицам.

Электрическое поле – это векторное поле (действующее от точки к точке), существующее вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом.

Магнитное поле – это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения.

Электромагнитное поле – это фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, представляющее собой совокупность электрического и магнитных полей, которые могут при определённых условиях порождать друг друга.

Гравитационное поле. – это поле, которое создает вокруг себя тело, обладающее массой.

Планетарная модель атома. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Современная физическая картина мира – основана на квантовой теории поля и квантово-полевой картины мира. Центральные понятия теории: «квант энергии», «дискретные состояния», «корпускулярно-волновой дуализм».

Основные положения современной физической картины мира.

1. Строительный материал всех тел во Вселенной: элементарные частицы: атом – молекула – вещество;

2. Взаимодействия частиц и тел:

- гравитационное (механика Ньютона);

- электромагнитное (уравнения Максвелла);

- слабое: превращения частиц;

- сильное: ядерные силы;

3. Законы движения частиц и тел:

- квантовая механика;

- квантовая электродинамика;

Теория относительности А. Эйнштейна. А. Эйнштейн своей теории показал неразрывную связь пространства, времени и тяготения, которое определяется метрикой пространства - времени. Если две фундаментальные теории современной физики: Общую теорию относительности и Квантовую физику согласовать применительно к законам движения «Пены пространства и времени», человечество создаст «Теорию всего» и откроет тайны мироздания.