Физика фундаментальная

отрасль естествознания

Физика — наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира.

•Слово "физика" появилось еще в древние времена и в переводе с греческого означает "природа".

•«Высшая задача физики состоит в открытии наиболее общих элементарных законов, из которых можно было бы логически вывести картину мира» (Альберт Эйнштейн.)

Одна из главных задач физики — выявление самого простого и самого общего в природе.

• Под самым простым обычно принято понимать первичные объекты:

• молекулы;• атомы;• элементарные частицы;• поля.• Под самым общим понимаются такие явления,

как:• движение;• пространство;• время;• энергия.

• Движение любого тела есть движение относительное, поэтому его следует рассматривать по отношению к определённой

системе отсчета. .

СО, относительно которой тела движутся с постоянной

скоростью при компенсации внешних воздействий.

(т.е. выполняются законы Ньютона)

СО, в которой не выполняется принцип инерции .

Если на тело не действуют внешние силы, то оно сохраняет состояние покоя

или равномерного прямолинейного движения.

В 1687г принцип(закон) инерции Галилея был сформулирован И.Ньютоном в виде первого закона динамики.

ИСААК

НЬЮТОН

Ранний период поразительной творческой активности Ньютона приходится на пору его студенчества в страшные чумные 1665 и 1666, занятия в Кембридже частично приостанавливались. Значительную часть этого времени Ньютон провел в деревне.

• В этот короткий период Ньютон проявил сверхчеловеческую активность, сосредоточив на создании Начал весь творческий потенциал дарованного ему гения.

• Начала содержали законы динамики, закон всемирного тяготения с эффективными приложениями к движению небесных тел, истоки учения о движении и сопротивлении жидкостей и газов, включая акустику.

•Это сочинение остается на протяжении свыше трех веков наиболее замечательным творением человеческого гения

• Ньютон первым доказал, что причина падения камня на землю, вращения Луны вокруг Земли одна и та же. Это сила тяготения, действующая между любыми телами Вселенной.

• Если бы не сопротивление воздуха, то траектория камня, брошенного с высокой горы с необходимой скоростью, могла бы стать такой, что он никогда не достиг бы поверхности Земли, а двигался бы вокруг неё.

По мнению Ньютона, По мнению Ньютона, движение Луныдвижение Луны

вокруг Земли или планет вокруг Земли или планет вокруг вокруг

Солнца – это тоже Солнца – это тоже свободное падение, которое свободное падение, которое

длится, не прекращаясь, длится, не прекращаясь, миллиарды лет. Причиной миллиарды лет. Причиной

такого падения такого падения

служит сила тяготения.служит сила тяготения.

• Сила взаимного притяжения двух тел прямо пропорциональна произведению

масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния

между ними.

221

R

mmGF

G = 6.67 10 -11 Н м2/кг2 - гравитационнаяпостоянная

Вторая составляющая классической физики -термодинамика, которая описывает тепловые явления в макромире

•Первое начало термодинамики - количество теплоты, сообщенное телу, увеличивает его внутреннюю энергию и идет на совершение телом работы.

(Из этого принципа вытекает невозможность существования вечного двигателя.)

•второе начало термодинамики- тепло не может самопроизвольно перейти от холодного тела к горячему. Второе начало термодинамики называют также законом возрастания энтропии.

ОПТИКА.

• Корпускулярная теория (И.Ньютон)

обьясняет аберрацию и дисперсию света

• Частица света - Фотон

• Волновая теория (Х.Гюйгенс)

обьясняет итерференцию, дифракцию и поляризацию света

Основной недостаток –носитель световой волны - Эфир

Электродинамика

• Ш.Кулон исследовал силы взаимодействия между зарядами. Выяснилось электрические силы действую так же как и гравитационные.

• В процессе длительных размышлений о сущности электрических и магнитных явлений М. Фарадей пришел к мысли о необходимости замены корпускулярных представлений о материи континуальными, непрерывными.

• Фарадей сделал вывод, что электромагнитное поле сплошь непрерывно, заряды в нем являются точечными силовыми центрами.

• Дж.Максвелл (1831-1879).создал единую теорию электромагнитного поля: «Электромагнитное поле- это часть пространства которое содержит в себе и окружает тела, находящиеся в электрическом или магнитном состоянии».

• Свет электромагнитная волна распространяемая со скоростью –

300 000 км/с.

• Майкельсон и Морли пытались обнаружить движение тела по инерции при помощи приборов, находящихся на этом теле доказать наличие светоносного эфира .

• По теории такое движение можно было обнаружить, но опыт не подтверждал этого.

Историю развития физики можно условно разделить на три основных этапа:

•доклассическая физика. Фундаментальные зерна физики были посеяны еще в глубокой древности.

Этот этап — самый длительный:

он охватывает период времени:

от Аристотеля (IVв. до н. э.)

до конца XVI в.;

классическая физика.

•Этому этапу положили начало астрономические открытия Галилея, его физические эксперименты и фундаменталь-ные законы механики, сформу-лированные Ньютоном.

•Длился около 3 веков до конца XIX в.;

Законы Ньютона

•современная физика — начинается с введением квантовой концепции, включающей не только квантовые, но и классические представления.

Одна из главных задач современной физики — создать общую теорию поля и физических взаимодействий .

Современные представления о гравитации