Введение в курс общей физики

Слово физика происходит от греческого physis – природа. Таким образом, физика – одна из основных естественных наук, в которой изучаются законы неживой природы, наука о природе.

Как науку, физику можно рассматривать с двух сторон:

Физика – методологический фундамент философии

2. Физика – основа всех технических наук.

Если обратиться к истории физики, то еще в 6-2 веке до н.э. впервые зародились идеи об атомном строении вещества (Демокрит, Эпикур, Лукреций), были разработаны Геоцентрическая система мира (Птолемей), законы статики (рычаг), гидростатики (законы Архимеда), появились представления о прямолинейном распространении света, разрабатывались законы электричества и магнетизма. Итог накопленным знаниям был подведен в 4 веке Аристотелем. Он не считал опыт главным, отдавал предпочтение умозаключениям. В средние века учение Аристотеля было канонизировано церковью, что надолго затормозило развитие науки.

Началось современное развитие физики в 17 веке и связано с именем итальянского ученого Галилея, который понял необходимость математического описания движения. На основе работ ученика Галилея Торричелли, английского ученого Бойля и французского ученого Мариотта, англичанина Снелля и француза Декарта был сформулирован закон преломления света, исходя из которого был создан микроскоп.

Основным учением 17 века была классическая механика Ньютона. Голландский ученый Гюйгенс и немецкий ученый Лейбниц сформулировали законы сохранения количества движения, Гюйгенс изучал физический маятник. Началось развитие физической акустики, возрос интерес к изучению оптики (итальянец Гримальди изучал дифракцию света, Ньютон – его дисперсность, Рёмер измерил скорость света, американец Франклин сформулировал закон сохранения электрического заряда).

Кроме того, такие ученые как Ломоносов, Бойль, Гук, Бернулли изучали тепловые явления.

В 19 веке английский ученый Юнг и французский ученый Френель успешно работали над вопросом интерференции и дифракции света.

Итальянские ученые Гальвани и Вольт исследовали электрический ток и создали первые гальванические элементы. Фарадей изучал химическое действие тока, Петров – электрическую дугу. Немецкий ученый Майер и Гельмгольц разработали закон сохранения энергии. В конце 19 века англичанином Томпсоном был открыт электрон, что послужило толчком к развитию квантовой теории.

Однако несмотря на это, существуют основные нерешенные проблемы физики:

1. Физика элементарных частиц

2. Астрофизика – развитие Вселенной

3. Физика ядра

4. Квантовая электроника

5. Физика твердого тела (повышение прочности, сверхпроводимость)

6. Физика плазмы

а) в плазменном состоянии находится подавляющая часть вещества Вселенной

б) именно в плазме возможно осуществление управления термоядерным синтезом. Главная задача – разработка эффективных методов ее разогрева до 109К и удержание ее в этом состоянии.

В настоящее время известно два вида неживой материи: предметы и поле.

Материя в форме предметов, вещей существует в виде материальных тел, которые вместе с полями составляют физические объекты. Материальные тела делят на макро- и микроскопические.

Макроскопические тела – такие, которые мы можем ощущать непосредственно через наши ощущения. Они складываются из больших количеств микроскопических тел, за которыми можно наблюдать только каким-либо косвенным образом.

Материя всегда существует во времени и пространстве. Это ее атрибуты. Одна из основных особенностей материи – ее изменчивость, движение.

Движение – это всяческие изменения, которые осуществляются с материей (в широком смысле). Причина движения – взаимосвязь, взаимодействие материальных объектов.

Взаимодействия:

1) электромагнитные между макро и микро