На головну

Фізика - фундаментальна галузь природознавства

  1. B] Після застосування до списку в електронній таблиці ABCD1студентматематикаинформатикафизика2А3333Б4344В3545Г4336Д3447Е555расширенного фільтра
  2. I. Базова галузь
  3. II. Система земельного права. Земельне право як галузь науки і навчальна дисципліна.
  4. Web-Беттер ??ру. Фізікали? пішімдеу тегтері. HTML-тізімін ?олдану. Тізімдер. Тізімдер тегтері.
  5. Аграрне право як галузь російського права. Предмет аграрного права.
  6. Адаптивність людини і фундаментальна типологія індивідуальності
  7. Адміністративне право як галузь права.

механіка

Величезне гіллясте древо природознавства виросло не відразу - воно повільно виростало знатурфілософії - філософії природи, що представляє собою умоглядне тлумачення природи, розглянутій в її цілісності. Рання давньогрецька натурфілософія досократівського періоду активно розвивалася, в ионийской школі і стала по суті першою історичною формою філософії взагалі. Ионийская школа давньогрецької філософії, що відрізняється стихійно-матеріалістичними поглядами, виникла в VI- V ст. до н. е. в іонійських колоніях Греції. Її представники - великі мислителі давнини: Фалес, Анаксимандр, Анаксимен (Мілетська школа), Геракліт, Діоген Аполлонійський - керувалися основною ідеєю про єдність сущого, походження всіх речей з деякого першооснови (води, повітря, вогню), а також про загальну натхненність матерії .

Інтерес до природи як об'єкту, пізнання викликав новий розквіт натурфілософії в епоху Відродження. Цей розквіт пов'язаний з Дж. Бруно, Б. Телезіо, Т. Кампанелла і іншими відомими мислителями. Особливий розвиток натурфілософія отримала в німецькій класичній філософії Фрідріха Шеллінга (1775- 1854), погляди якого ґрунтувалися на принципах об'єктивно-ідеалістичної діалектики природи як живого організму.

Поряд з умоглядними і певною мірою фантастичними уявленнями натурфілософія містила глибокі ідеї діалектичної трактування природних явищ. Поступальний розвиток експериментального природознавства і насамперед фізики призвело до поступового витіснення натурфілософії природно-науковими знаннями, що базуються на дослідах, на експериментальних даних.

Слово "фізика" з'явилося ще в стародавні часи. У перекладі з грецької воно означає "природа". Одне з основних творів давньогрецького філософа і вченого Аристотеля (384 322 до н. Е.), Учня Платона, так і називалося "Фізика". Фізика тих часів, звичайно, носила натурфилософский характер. Проте, передбачаючи розвиток фізики, Аристотель писав:

Наука про природу вивчає переважно тіла і величини, їх властивості та види русі, а крім того, почала такого роду буття.

Вища завдання фізики полягає у відкритті найбільш загальних елементарних законів, з яких можна було б логічно вивести картину світу

- Так вважав А. Ейнштейн.

До теперішнього часу відомі чотири види основних фундаментальних взаємодій:

· гравітаційна взаємодія характерно для всіх матеріальних об'єктів незалежно від їх природи. Воно полягає у взаємному тяжінні тел і визначається фундаментальним законом всесвітнього тяжіння: між двома точковими тілами діє сила тяжіння, прямо пропорційна добутку їх мас і обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Гравітаційною взаємодією визначається падіння тіл в полі сил тяжіння Землі. Законом всесвітнього тяжіння описується рух планет Сонячної системи, а також інших макрооб'єктів. Передбачається, що гравітаційна взаємодія обумовлюється якимись елементарними частинками - гравітонами, існування яких до теперішнього часу експериментально не підтверджено.

· електромагнітна взаємодія пов'язане з електричними і магнітними полями. Електричне поле виникає при наявності електричних зарядів, а магнітне поле - при їх русі. У природі існують як позитивні, так і негативні заряди, що і визначає характер електромагнітної взаємодії. Наприклад, електростатичне взаємодія між зарядженими тілами залежно від знака заряду зводиться або до тяжінню, або до відштовхування. При русі зарядів в залежності від їх знаку та напрямки руху між ними виникає або тяжіння, або відштовхування. Різні агрегатні стани речовини, явище тертя, пружні і інші властивості речовини визначаються переважно силами міжмолекулярної взаємодії, яке за своєю природою є електромагнітним. Електромагнітна взаємодія описується фундаментальними законами електростатики та електродинаміки: законом Кулона, законом Ампера і ін. Його найбільш загальний опис дає електромагнітна теорія Максвелла, заснована на фундаментальних рівняннях, що зв'язують електричне та магнітне поля.

· сильна взаємодія забезпечує зв'язок нуклонів в ядрі і визначає ядерні сили. Передбачається, що ядерні сили виникають при обміні між нуклонами віртуальними частинками - мезонами.

· Нарешті, слабка взаємодія описує деякі види ядерних процесів. Воно короткодіючі і характеризує всі види бета-перетворень.

2) Предмет і завдання фізики

При визначенні змісту навчального предмета «Фізика» необхідно керуватися принципом розумної достатності: поняття, факти, методи повинні бути базовими в фізиці як науці і затребуваними в подальшому при продовженні освіти і практичної діяльності.
 При відборі змісту фізичної освіти перевага віддається його розвиваючої функції. Для обов'язкового засвоєння виділяється мінімальний обсяг інформації, акцент робиться на оволодіння узагальненими універсальними способами діяльності, а також вміннями пріменятеся для аналізу і дослідження окремих фактів.
 Диференціація освіти реалізується за допомогою проведення факультативних занять. Зміст навчальної програми становить основу побудови змісту факультативних занять.
 Зміст навчального предмета «Фізика» будується на основних дидактичних принципах розвиваючого навчання і виховання (науковості доступності, систематичності і послідовності, зв'язку теорії з практикою і ін.) І наступних частнометодіческіе принципах:
 наступності з природничо-наукових пропедевтичної навчальним предметом «Людина і світ», в якому формуються первинні представленіяо наукової картині світу;
 генералізації навчального матеріалу (об'єднання досліджуваного матеріалу на основі найважливішого атрибута матерії - руху, при якому головна увага приділяється вивченню основних фактів, понять, законів, теорій і методів фізичної науки, узагальнення широкого кола фізичних явищ на основі теорії);
 лінійної побудови, який передбачає вивчення навчального матеріалу відповідно до рівня підготовки учнів, їх познавательниміі віковими можливостями;
 діяльнісного підходу, що передбачає теоретичну і експериментальну навчально-пізнавальну та навчально-ісследовательскуюдеятельность учнів, формування умінь висунення гіпотез, вибору моделей і встановлення меж їх застосовності, а також інтерпретації результатів спостережень і експериментів;
 гуманізації та гуманітаризації, які передбачають вивчення фізики в контексті загальнолюдської культури та історичного розвитку цивілізації.

3) Зв'язок фізики з математикою

Під соціальними і гуманітарними науками, на відміну
 від природознавства, предметом якого є вивчення неживої (неорганічної) і живої (органічної) природи, ми розуміємо дисципліни, які вивчають закономірності існування і розвитку людського суспільства і окремої людини у всіх його проявах. Тут будуть розглянуті тільки деякі найбільш яскраві і актуальні проблеми, характерні саме для сьогоднішнього дня нашої цивілізації. Найважливіша роль в зазначеному плані належить зв'язку природознавства з такими науками, як філософія, соціологія і економіка. Нагадаємо, що філософія - це наука про взаємодію людської свідомості з буттям - матерією; соціологія - наука про людське суспільство як цілісну систему; економіка - ціла область наук, які займаються вивченням виробничих відносин, т. е. об'єктивнимизакономірностями економічного ладу суспільства.

Контакти між фізикою і філософією сягають глибокої давнини, про що говорилося на самому початку першої частини нашого курсу - недарма античних вчених-натуралістівназивали натурфілософами. Але і в більш пізні часи, коли творили Декарт або Кант, теж актуальні були питання, що зв'язують фізику з філософією, а також зв'язку філософських узагальнень з фізичними уявленнями про природу світу.

У Росії закінчився "лисенківський" період безмежного засилля комуністичної ідеології, коли вся західна філософія визнавалася без будь-яких наукових аргументації "антинаукової". Так само йде справа в соціології та економіці після їх "опіки" з боку більшовицьких ідеологів. Тепер ми можемо з достатньою підставою вважати, що соціальні та гуманітарні науки мають предметом свого розгляду ту ж матеріальну дійсність, що і природознавство, але тільки їх об'єктом вивчення є не звичайні неорганічні і органічні тіла природи, а людське суспільство, де дійовою особою є мисляча людина , і головним при цьому є не його фізіологічна сутність, а його розум, свідомість. Ось це і визначає специфіку згаданих вище наукових напрямків в соціальних і гуманітарних дисциплінах. Проте, можна очікувати, що фактична зв'язок природознавства з розглянутою областю людського знання є, але вона ще далеко не розкрита повністю. Поки треба певною мірою погодитися з думкою англійського вченого Сноу, який у своїй лекції в 1967 році в Кембриджі в Англії сказав, що між природознавством і суспільними науками, як між двома особливими культурами, є "пролом" або "щілину", "ущелині" (англійською - gap).

Першою ластівкою у встановленні міцного "моста" через таке "ущелині" явилась виникла в шістдесятих роках нашого століття економічна кібернетика, успішно застосувала всі новітні математичні методи для суворого кількісного опису економічних систем самого різного типу. У даній системі наук розрізняють три головні напрями:

1. Теорію економічних систем і їх математичних моделей.

2. Теорію економічної інформації, яка розглядає економічні системи як інформаційні.

3. Теорію впорядкованих систем, яка об'єднує всі розділи економічної науки.

Таким чином, весь комплекс економічних дисциплін перейшов з розряду чисто якісних описових наук в точні кількісні науки.

У зв'язку з цим не зайвим буде сказати, що математизована економіка зараз вже починає використовувати і чисто фізичні методи і моделі. Ще в минулому столітті з боку фізики з'явилися перші спроби застосувати для опису явищ суспільного життя людського суспільства спеціальні терміни "соціальної фізики". Але такий грубо наївний підхід - більш-менш пряме застосування фізичних понять і математичного апарату фізики, яким користувалися для опису чисто фізичних процесів, до опису громадських систем. Недоліки прямого фізичного підходу швидко стали очевидними в першу чергу для самих соціологів, бо на фундаментальному рівні науки не існує ніякого прямого структурного відповідності між основними елементами різних наук, т. Е. Будь-якого ізоморфізму (подібності за формою). Дійсно, такий ізоморфізм існував би, тільки якщо стану і взаємодії елементарних одиниць фізичних систем, наприклад, молекул, можна було формально і однозначно спроектувати на стан і взаємодії одиниць соціальної системи, наприклад, людського індивідуума. Точно так же пряме порівняння фізичної і соціальної систем на феноменологічному рівні, скажімо, порівняння понять фізики - тиску, температури або енергії - з поведінкою суспільства може привести тільки до грубо поверхневої, позбавленої наукової глибини аналогії.

Саме тому вчені-громадські працівники відкинули грубі спроби простого "фізичного" методу порівняння природних і суспільних наук і дали свої досить переконливі роз'яснення причин збільшення сноуновского "ущелини" між природними і суспільними науками. По-перше, це висока ступінь складності людини і людського суспільства, що вимагає відповідних адекватних методів дослідження. Тут не можна було очікувати успіху на шляху простого вживання навіть дуже складних, наприклад, біологічних понять. По-друге, все, що було відомо про людину, носило описовий характер і не зводилося до понять природничих наук.

Повернемося до питання, чому в даний час нова співдружність між природними і суспільними науками видається більш обіцятиме інвестору, ніж було раніше, про що свідчить народження строго кількісної економічної кібернетики.

Відзначимо, що, по-перше, в даний час природознавство досить добре сформувалося, і в ньому все більш і більш складні системи потрапляють у фокус інтересів фізики, хімії та біології. Тому в природних науках тепер значну роль відіграють напрямки, пов'язані з розробкою методів трактування таких складних систем. По-друге, що більш важливо, сучасний підхід до кількісного опису соціальних систем має іншу структуру, ніж раніше. Тепер фундаментальні уявлення з самого початку належать саме до соціальних систем. Ми лише використовуємо при побудові кількісних формулювань соціальних законів математичний апарат, який є універсальним для опису будь-яких різних багатокомпонентних систем, т. К. Він добре годиться для опису соціальних систем, як і природничо-наукових. Тут різниця поки тільки в тому, що в природознавстві ці методи знайшли вже широке застосування, а в соціальних науках ми знаходимося в зазначеному сенсі на самій початковій стадії. Для вирішення даної проблеми треба знайти більш глибокі, переважно універсальні структурні аналогії між соціальними і науково-природничими системами. Не будучи прямим подобою, вони лише відображають той факт, що, завдяки універсальності в застосуванні деяких математичних понять до багатокомпонентних статистичними системам, все такі системи мають непрямим подобою на макрорівні, яке не залежить від того, чи є можливість порівняння на мікрорівні.

Для того щоб сформулювати підхід до кількісної трактуванні соціальних систем, треба спочатку отримати загальні уявлення про структурні співвідношеннях між науками. Абсолютно ясно, що все існуюче в нашому світі, включаючи світи неорганічний і органічний, а також символ духовного світу, розшаровується на послідовність організаційних рівнів змінної складності. Вищі макрорівні стоять над нижчими мікроскопічними рівнями, причому рівень визначається як своєрідний шар в реальному існуванні будь-якої незалежної (в якійсь мірі) системи.

Фізики та інші природознавці вже давно знали про ієрархію рівнів у системі своїх наук. Наприклад, якщо у фізиці як певного рівня вибираємо молекулу, то ми знаємо, що вона складається з атомних ядер і електронних оболонок. Тут атомні ядра - нижчий рівень структури. Вони в свою чергу складаються з нуклонів - протонів і нейтронів, а останні - з кварків і глюонів. І всі ці нижні рівні не мають особливого значення, поки ми перебуваємо на рівні молекули. Нам важливо знати тільки деякі загальні константи, які стосуються атомним ядрам і електронів, такі, як маса, заряд і спін. А сама молекула може входити в ще більш високий рівень - газ або молекулярний кристал, у яких свої головні властивості, наприклад, температура або кристалічне поле. У доданих двох таблицях N 16 та N 17 наведено в дещо спрощеному вигляді послідовності рівнів для неорганічного і органічного світу, включаючи людину і його суспільство. У них вказані відповідні науки, які мають предметом свого дослідження ті чи інші рівні.

Стосовно трактуванні природи рівнів встановилися дві екстремальні і протилежні точки зору. Перша з них називається редукціоністской. Відповідно до неї, все властивості рівнів вищої складності можуть і повинні бути зведені і пояснені властивостями і якостями нижчого (мікроскопічного) рівня, що утворюють одиниці якого (наприклад, в разі системи молекули - атоми) є складовими частинами більш високого рівня (молекули). Друга, протилежна точка зору, яка називається зазвичай холізм(Т. Е. Цілісністю), полягає у твердженні, що властивості і якості складного рівня існують самі по собі, і немає ні необхідності, ні можливості представляти їх складаються з структур нижчого рівня.

Фізики та інші природознавці більш схильні до редукціоналізму, а соціологи, психологи та мистецтвознавці - до холізму. У фізиці, наприклад, вже давно є хороша нагода редукціоналізма, коли закони феноменологічної термодинаміки знайшли своє глибоке обгрунтування в статистичній механіці. З іншого боку, соціологи, психологи і
 мистецтвознавці, працюючи в основному в області духовних взаємодій і маючи справу з такими рівнями цієї структури, як логіка і т. п., оперують з майже повністю автономними поняттями, що не зводиться до чогось більш простому, по крайней мере, на сьогодні.

Однак, мабуть, досить ясно, що обидві точки зору не можуть бути строго абсолютними і фактично і, як показує практика природознавства і економічних наук, мають лише відносний характер. Для деякої ілюстрації такого висновку наведемо приклад з фізики і потім поширимо його на соціальні науки. З фізики добре відомий так званий метод самоузгодженого поля, або метод Хартрі-Фока, застосовуваний в теорії електронних оболонок атомів або в теорії твердого тіла. Суть методу полягає в тому, що кожна частка, наприклад, електрон, дає свій внесок у загальну самоузгоджене поле і, разом з тим, рухається в цьому полі. Система як би розщеплюється на два рівня,

взаємодіють один з одним. Один рівень - рівень загального глобального поля, створюваного всіма частинками, а інший - рівень окремих частинок, що рухаються в цьому полі. Отже, пряма взаємодія між частинками замінюється непрямим, через середу глобального поля.

Подивимося тепер, як можна вчинити аналогічно в соціальній системі. У ній індивідуальні члени за допомогою культурної та економічної залежності вносять свій внесок в генерування загального "поля" цивілізації, що складається з культурних, політичних, релігійних, соціальних та економічних складових. Всі інститути держави, релігії, економіки, юрисдикції і політики входять в колективне поле, яке і визначає всю "атмосферу" суспільства. Але, крім того, це поле сильно впливає на поведінку окремих індивідуальностей. Тут знову виникають два рівні - індивідуальної поведінки і колективного соціального поля, т. Е. Пряма взаємодія індивідуальностей по суті замінюється взаємодією через різні інститути суспільства.

Отже, ми встановили певну аналогію між природознавством і областю соціальних наук. Але не треба забувати, що соціальні системи набагато складніше систем неорганічного і навіть органічного світів. Можна, наприклад, навести таке розходження між ними. У фізиці нижчий рівень тільки забезпечує складові елементи для більш високого рівня. Хоча атоми і молекули і є складовими газу, але деталі їх будови не важливі для властивостей газу. Тому між газом і молекулою є тільки свого роду "вертикальне" сусідство (від нижчого до вищого рівня).

У разі ж соціальних систем проявляється велика складність. У них набагато більше окремих рівнів, велика щільність їх розподілу (сім'я, школа, робота, політична партія, церква, клуб, університет, уряд і т. Д., І т. П.). Всі вони дуже сильно перекриваються, тому поряд з "вертикальними" співвідношеннями між рівнями можуть бути і свого роду "горизонтальні" взаємодії на даному мікрорівні. Крім того, при деяких критичних умовах, наприклад, при революціях, т. Е. При фазових перетвореннях в суспільстві, старі параметри порядку можуть зникати і виникати нові. Незважаючи на ці труднощі, все ж, як показав приклад економічних наук, кількісний метод в соціальній області знання цілком можливий. Що ж стосується редукционизма і холізму, то пріведенниепрімери переконують нас в тому, що, згідно з першою точкою зору (редукціоналістской), завжди є якесь зведення більш складного до простого, а з точки зору другий (холистской) - у більш складного рівня завжди виявляються нові якості , які притаманні тільки йому самому.

Для ілюстрації самого простого підходу до кількісного опису соціальних систем розглянемо найпростіший випадок елементарних взаємодій між макропеременнимі соціальної системи, спочатку нехтуючи повністю їх конкретною природою, а визначивши тільки кількісно. Нехай в системі буде всього дві змінних, які ми позначимо через Х и Y, Причому вплив змінної Х на Y можна висловити тільки в кількісній формі, нехтуючи їх конкретним значенням. Обмежимося такими впливами: 1) змінна Хможе надавати підтримку (посилення) величини (амплітуди) Y, або 2) змінна Х пригнічує (зменшує) змінну Y. якщо Y Зівпадає з Х, То в разі 1 буде самопідтримки, а в разі 2 - самоліквідації. Можна також ввести відмінності для двох сортів активних змінних Х: А) коли активна змінна Х підтримує свого пасивного партнера Y при великих Х, Але пригнічує Y при малих Х - Такі змінні називаються кооперативними (Іншими словами, кооперативна змінна X прагне зробити змінну Y подібної своєю величиною), б) коли змінна Х пригнічує змінну Y при великих Х і підтримує Y при малих Х, такі Х називаються антагоністичними змінними (т. е. антагоністична змінна X прагне до протиставлення величини Y по відношенню до своєї величині). Такі типи змінних часто зустрічаються в соціальних системах. Їх зміна і взаємодія описуються простими логарифмічними диференціальнимирівняннями, які ми наводимо без доведення:

dX / d? = X[a(Y)s - X], 0  ?,

dY / d? = Y[b(X)s - Y], 0 ?,

де? - Безрозмірний час, квадратичні члени з Х2 и Y2 в правих частинах рівнянь дають насичення, а лінійні дають зростання або розпад Х и Y в залежності від характеру залежностіХ и Y через функції впливу а (Y) и b (X). Вид останніх і визначає кооперативне або антагоністична взаємодія змінних X и Y c якимось параметром s, Що регулює насичення.

Чи не займаючись аналізом зазначених диференціальних рівнянь, ми обмежимося прикладом двох конкретних систем, які можуть бути вивчені в цій моделі. Як перший приклад розглянемо взаємодію населення якої-небудь країни з його урядом. нехай Х є вплив і демократична участь населення в державних справах, а Y - Ступінь влади і авторитету уряду. Розглянемо вплив Х на Y. Якщо населення дуже активно (великі Х), Воно прагне підтримати активність уряду. Якщо ж населення має малу активність або його активність пригнічена (малі Х), То населення прагне утруднити дії уряду. Тепер з'ясуємо вплив Y на Х. Якщо уряд має велику владу (великі Y), Воно ефективно в підтримці населення і сприяє його активності, в разі боязні втратити свій авторитет і владу (зменшення Y) Уряд буде придушувати вплив населення.

Така політична система буде в кінцевому рахунку еволюціонувати в одне з двох можливих станів стійкої рівноваги (стабільності): або стан "кооперативної демократії", коли обидві змінні Х и Y великі, т. е. коли населення "поважає" уряд і кооперується з ним, а уряд впливає на населення, підтримуючи його активність, або стан "пригніченою демократії", коли і Х, и Y малі, населення ускладнює політику уряду, а уряд, в свою чергу, пригнічує активність населення. До якого з двох стабільних станів ми прийдемо - відповідь на це питання допоможе дати рішення наших диференціальних рівнянь, які залежать, в свою чергу, від вхідних в них параметрів.

Як другий приклад розглянемо циклічне рішення вихідних диференціальних рівнянь (виявляється, можуть бути і такі рішення). Економістам вже давно було відомо про існування довгострокових циклів економічної еволюції, що складається з чотирьох фаз: процвітання, погіршення, депресії і відновлення. Введемо в нашій моделі двох змінних наступні конкретні величини: Х - Описує нову, молоду, прогресивну індустрію, і Y - Зрілу, але вже застарілу індустрію. Х буде діяти як кооперативна змінна, аY, Очевидно, як антагоністична. Розглянемо згадані вище чотири фази в даному випадку:

1. Фаза процвітання: В ній процвітаюча зріла індустрія має великі Y, Вона також підтримується оновленої індустрією Х, Т. Е. Зростаючим обсягом Х. але Y починає затримувати подальше зростання і розвиток Х, Бо для старої індустрії головна вигода полягає в досить великому випуску продукції за старими канонами, а не підтримки розвитку молодої індустрії Х.

2. Фаза погіршення: Стара індустрія все більше пригнічує ріст нової індустрії, т. Е. Прагне зменшити обсяг Х, А це призводить до спаду і погіршення старої індустрії, т. Е. До зменшення обсягу Y, Що веде до загального спаду.

3. Фаза депресії: Стара індустрія Y стає зовсім зношеної і скочується до кризи, т. е до депресії. Однак втрата її переважної впливу, стримуючого зростання Х, Призводить до пожвавлення і зростання нової індустрії Х.

4. Фаза відновлення: Оскільки криза старої зношеної індустрії Y полегшує різкий підйом нової індустрії Х, Остання тепер також сприяє відновленню на нових засадах колишньої зрілої індустрії Y.

Німецький фізик В. Вейдле, який написав оглядову статтю про зв'язок фізики з соціальними науками, і висновків якого ми дотримуємося в даному розділі нашого курсу, наводить такий, кілька жартівливий, приклад циклічної еволюції у вигляді "ресторанного циклу". Згідно з цим прикладом, гурмани, які живуть в якомусь місті, з'ясували, що відкрився новий ресторан. Завдяки високій якості їжі, його популярність зростає. Але у якійсь точці вона починає падати, так що ресторан має закритися. Можливо, відкриється новий, але вже з іншим господарем. Як це пояснити за допомогою наведених вище фаз циклічного розвитку соціальної системи? нехай Х - Якість їжі на одиницю ціни, а Y - Число відвідувачів ресторану. Х - Кооперативна змінна, а Y - Антагоністична. Тоді ми маємо:

1. Фаза відкриття: Невелике число відвідувачів у знову відкритому ресторані сприяє поліпшенню якості їжі, т. Е. Зростання Х, Так як господар зацікавлений в залученні більшої кількості відвідувачів, т. Е. В зростанні Y.

2. Фаза процвітання: внаслідок позитивної репутації ресторану Х зростає число відвідувачів Y. Однак зростання Y призводить і до негативного ефекту, оскільки владелецресторана стає недбалим і поспішає тільки виготовити достатню кількість їжі, що не дуже піклуючись про її якість, для нього важливо лише отримати більший дохід від відвідувачів.

3. Фаза занепаду: Хоча число відвідувачів ще велике (великі Y) І власник може дозволити собі недбалість в приготуванні їжі, більшість відвідувачів ресторану вже відчули погіршення якості їжі (зменшено X), І їх число Y починає зменшуватися.

4. Фаза кризи: Ресторан заробив погану славу, і число відвідувачів Y сильно зменшується. Тепер навіть поліпшення (запізніле) якості страв не може допомогти справі. Ресторан повинен закритися через катастрофічне зменшення числа відвідувачів, і повинен виникнути новий ресторан з новим господарем.

І Вейдле радить професорам після заключного засідання з обговорення проблем, наприклад, синергетики, відвідувати ресторани, які знаходяться тільки в кінці першої фази свого циклічного розвитку, коли якість їжі відмінне і народу в ресторані ще трохи, але ні в якому разі не в кінці третьої фази , коли якість страв вже огидне, а народу в ресторані ще багато.

Теорія тут йде повним ходом, і ми маємо справу з потужним проникненням математики і фізики не тільки в соціальні науки, а й в такі, здавалося б, далекі від природознавства, як філологія, етика, естетика, мистецтвознавство, історія і т. П. У всіх цих науках можна знайти проблеми, які чекають свого кількісного оформлення і свого математичного апарату. Можна сказати, що в науках, відмінних від природознавства, для переходу до кількісного опису найголовнішим моментом є чіткий вибір їх специфічних змінних, для яких і потрібно будувати кількісні співвідношення.

4) Експериментальна та теоретична фізика

В основі своїй фізика - експериментальна наука: все її закони і теорії грунтуються і спираються на досвідчені дані. Однак найчастіше саме нові теорії є причиною проведення експериментів і, як результат, лежать в основі нових відкриттів. Тому прийнято розрізняти експериментальну і теоретичну фізику.

Експериментальна фізика досліджує явища природи в заздалегідь підготовлених умовах. В її завдання входить виявлення раніше невідомих явищ, підтвердження або спростування фізичних теорій. Багато досягнення у фізиці були зроблені завдяки експериментального виявлення явищ, які не описуються існуючими теоріями. Наприклад, експериментальне вивчення фотоефекту послужило одній з посилок до створення квантової механіки (хоча народженням квантової механіки вважається поява гіпотези Планка, висунутої ним для вирішення ультрафіолетової катастрофи - парадоксу класичної теоретичної фізики випромінювання).

У завдання теоретичної фізики входить формулювання загальних законів природи і пояснення на основі цих законів різних явищ, а також передбачення досі невідомих явищ. Вірність будь-якої фізичної теорії перевіряється експериментально: якщо результати експерименту збігаються з передбаченнями теорії, вона вважається адекватною (досить точно описує дане явище).

При вивченні будь-якого явища експериментальні і теоретичні аспекти однаково важливі.

5) Фізичні величини, їх вимір і оцінка похибок

Ніякі вимірювання не можуть бути абсолютно точними. Вимірюючи будь-яку величину, ми завжди отримуємо результат з деякою погрішністю (помилкою). Іншими словами, виміряне значення величини завжди відрізняється від істинного її значення. Завданням експериментатора є не тільки знаходження самої величини, а й оцінка допущеної при вимірюванні похибки. Залежно від властивостей і причин виникнення розрізняють систематичні і випадкові похибки і промахи.

Систематичними називаються похибки, які при багаторазових вимірах, що проводяться одним і тим же методом за допомогою одних і тих самих вимірювальних приладів, залишаються постійними.

Систематичні похибки викликаються чинниками, що діють однаковим чином при багаторазовому повторенні одних і тих же вимірювань. Вони відповідають відхиленню виміряного значення від істинного завжди в одну сторону - або в більшу, або в меншу.

Систематичні похибки можуть бути обумовлені, по-перше, несправністю або неправильної роботи на використовуваних приладах (наприклад, неправильною установкою "нуля"). По-друге, їх причиною може бути недосконалість використовуваної методики вимірювання або не врахування постійних факторів, що впливають на досліджуване явище. Наприклад, можна отримувати завищені значення температури плавлення кристала, якщо проводити вимірювання при підвищеному зовнішньому тиску.

Крім похибок, що виникають в процесі вимірювань, систематичними є похибки, пов'язані із застосуванням наближених ( "спрощених") формул, і помилки, обумовлені відмінністю реального об'єкта від прийнятої моделі. Так, наприклад, при визначенні щільності може виникнути велика систематична помилка, якщо досліджуваний зразок не є однорідним і містить всередині порожнечі.

Після виявлення причин систематичну похибку можна усунути, вводячи відповідну поправку. Виявити ж систематичну похибку і встановити її причину буває не завжди просто, і експериментатору часто доводиться проводити додаткові дослідження. Передбачається, що в задачах фізичного практикуму систематичні похибки зведені до мінімуму при постановці завдання, і їх можна не враховувати.

Випадковими називаються похибки, які при багаторазових вимірах в однакових умовах змінюються непередбачуваним чином.

Випадкові помилки обумовлені безліччю неконтрольованих причин, дія яких неоднаково в кожному досвіді. В результаті цього при вимірюванні однієї і тієї ж величини кілька разів поспіль в однакових умовах виходить цілий ряд значень цієї величини, що відрізняються від істинного значення випадковим чином, як в сторону збільшення, так і зменшення.

Природа випадкових похибок може бути різною: флуктуації нульового положення покажчика вимірювального приладу; недосконалість органів почуттів експериментатора (наприклад, неможливість включити секундомір точно в потрібний момент); випадкові неконтрольовані зміни зовнішніх впливів - температури, вологості, тиску; наведення в електричному ланцюзі і т. д., які практично неможливо врахувати.

Випадкові помилки завжди присутні в експерименті.

Поведінка випадкових величин описують статистичні закономірності, які є предметом теорії ймовірностей. Статистичним визначенням ймовірності wi події i є ставлення

,

де n - Загальне число дослідів, ni - Число дослідів, в яких подія i відбулося. При цьому загальне число дослідів повинне бути дуже велике (n--®Ґ). При великому числі вимірювань випадкові помилки підкоряються нормальному розподілу (розподіл Гаусса), основними ознаками якого є наступні:

1. Чим більше відхилення значення виміряної величини від істинного, тим менше ймовірність такого результату.

2. Відхилення в обидві сторони від істинного значення рівноймовірно.

Наведені нижче рецепти розрахунків випадкових помилок базуються на математичному апараті теорії ймовірностей з розподілом Гаусса для випадкових величин. Слід усвідомлювати, що в умовах практикуму при невеликому (n = 310) числі вимірювань ці розрахунки завжди носять оціночний характер.

Приладовій похибкою називається різниця між показаннями будь-якого приладу і щирим значенням вимірюваної величини. Вона може містити випадкову і систематичну складові.

Промахи (або грубі похибки) проявляються зазвичай у різкому відхиленні результату окремого вимірювання від інших. Промахи обумовлені головним чином недостатньою увагою експериментатора або несправностями засобів вимірювання. Результати таких вимірювань відкидаються.

6)Системи одиниць фізичних величин

Поняття про фізичну величину - одне з найбільш загальних у фізиці та метрології. Під фізичною величиною розуміється властивість, загальне в якісному відношенні для багатьох фізичних об'єктів (фізичних систем, їх станів і відбуваються в них процесів), але в кількісному відношенні індивідуальне для кожного об'єкта. Так, все тіла мають масу і температурою, але для кожного з них ці параметри різні. Те ж саме можна сказати і про інших величинах - електричному струмі, в'язкості рідин або потоці випромінювання.

Для того щоб можна було встановити відмінності в кількісному змісті властивостей в кожному об'єкті, що відображаються фізичною величиною, вводиться поняття розміру фізичної величини.

Історично першою системою одиниць фізичних величин була прийнята в 1791 р Національними зборами Франції метрична система заходів. Вона не була ще системою одиниць в сучасному розумінні, а включала в себе одиниці довжин, площ, обсягів, місткості і ваги, в основу яких були покладені дві одиниці: метр і кілограм.

У 1832 р німецький математик К. Гаусс запропонував методику побудови системи одиниць як сукупності основних і похідних. Він побудував систему одиниць, в якій за основу були прийняті три довільні, незалежні одна від одної одиниці - довжини, маси і часу. Всі інші одиниці можна було визначити за допомогою цих трьох. Таку систему одиниць, пов'язаних певним чином з трьома основними, Гаусс назвав абсолютною системою. За основні одиниці він прийняв міліметр, міліграм і секунду.

Надалі з розвитком науки і техніки виникла ціла низка систем одиниць фізичних величин, побудованих за принципом, запропонованим Гауссом, що базуються на метричній системі мір, але відрізняються один від одного основними одиницями.

Розглянемо найголовніші системи одиниць фізичних величин [2].

Система СГС. Система одиниць фізичних величин СГС, в якій основними одиницями є сантиметр як одиниця довжини, грам як одиниця маси і секунда як одиниця часу, була встановлена ??в 1881 р

Система МКГСС. Застосування кілограма як одиниці ваги, а в подальшому як одиниці сили взагалі, призвело в кінці XIX століття до формування системи одиниць фізичних величин з трьома основними одиницями: метр - одиниця довжини, кілограм-сила - одиниця сили і секунда - одиниця часу.

Система МКСА. Основи цієї системи були запропоновані в 1901 р італійським вченим Джорджі. Основними одиницями системи МКСА є метр, кілограм, секунда і ампер.

Наявність ряду систем одиниць фізичних величин, а також значного числа позасистемних одиниць, незручності, пов'язані з перерахунком при переході від однієї системи одиниць до іншої, вимагало уніфікації одиниць вимірювань. Зростання науково-технічних і економічних зв'язків між різними країнами обумовлював необхідність такої уніфікації в міжнародному масштабі.

Була потрібна єдина система одиниць фізичних величин, практично зручна і охоплює різні галузі вимірювань. При цьому вона повинна була зберегти принцип когерентності (рівність одиниці коефіцієнта пропорційності в рівняннях зв'язку між фізичними величинами).

У 1954 р Х Генеральна конференція з мір та ваг встановила шість основних одиниць (метр, кілограм, секунда, ампер, кельвін і свічка) практичної системи одиниць. Система, заснована на затверджених в 1954 р шести основних одиницях, була названа Міжнародною системою одиниць, скорочено СІ (SI - початкові букви французького найменування Systeme International). Було затверджено перелік шести основних, двох додаткових і перший список двадцяти семи похідних одиниць, а також приставки для утворення кратних і часткових одиниць.

Основні одиниці СІ із зазначенням скорочених позначень російськими і латинськими буквами наведені в таблиці 3.

Таблиця 3

 величина  Одиниця виміру  Скорочена назва одиниці
 російське  міжнародне
 довжина  метр м m
 маса  кілограм  кг  kg
 час  секунда с s
 Сила ел. струму  ампер А А
 Термодін. темп-ра  коливань К К
 Сила світла  кандела  кд  cd
 Кількість речовини  моль  моль  mol

Визначення основних одиниць, відповідні рішенням Генеральної конференції з мір та ваг, такі.

Метр дорівнює довжині шляху, проходить світло у вакуумі за 1/299792458 частку секунди.

Кілограм дорівнює масі міжнародного прототипу кілограма.

Секунда дорівнює 9192631770 періодам випромінювання, відповідного переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію-133.

Ампер дорівнює силі незмінних струму, який при проходженні по двох паралельних прямолінійних провідниках нескінченної довжини і мізерно малу площу кругового перетину, розташованим на відстані 1 м один від іншого в вакуумі, викликає на кожній ділянці провідника довжиною 1 м силу взаємодії, що дорівнює  Н.

Кельвін дорівнює 1 / 273.16 частини термодинамічної температури потрійної точки води.

Моль дорівнює кількості речовини системи, що містить стільки ж структурних елементів, скільки міститься атомів у вуглеці-12 масою 0.012 кг.

Кандела дорівнює силі світла в заданому напрямку джерела, що випускає монохроматичне випромінювання частотою  Гц, енергетична сила світла якого в цьому напрямку становить 1/683 Вт / пор.

Міжнародна система одиниць включає в себе дві додаткові одиниці - для вимірювання плоского і тілесного кутів.

Одиниця плоского кута - радіан (рад) - кут між двома радіусами кола, дуга між якими по довжині дорівнює радіусу. У градусному обчисленні радіан дорівнює 57 ° 17'48 ".

Стерадіан (пор), що приймається за одиницю тілесного кута, - тілесний кут, вершина якого розташована в центрі сфери і який вирізає на поверхні сфери площу, рівну площі квадрата зі стороною, по довжині рівний радіусу сфери.

Вимірюють тілесні кути шляхом визначення плоских кутів і проведення додаткових розрахунків за формулою


 де Q - тілесний кут;  - Плоский кут при вершині конуса, утвореного всередині сфери даними тілесним кутом.

Тілесного кута 1 ср відповідає плоский кут, рівний 65 ° 32 ', розі  ср - плоский кут 120 °, розі  ср - плоский кут 180 °.

Додаткові одиниці СІ використані для утворення одиниць кутової швидкості, кутового прискорення і деяких інших величин. Самі по собі радіан і стерадіан застосовуються в основному для теоретичних побудов і розрахунків, так як більшість важливих для практично значень кутів (повний кут, прямий кут і т. Д.) В радіанах виражаються трансцендентними числами ( ,  і т.д.).

Похідні одиниці Міжнародної системи одиниць утворюються за допомогою найпростіших рівнянь між величинами, в яких числові коефіцієнти дорівнюють одиниці. Так, для лінійної швидкості як визначального рівняння можна скористатися виразом для швидкості рівномірного прямолінійного руху .

При довжині пройденого шляху (в метрах) і часу t, за яке пройдено цей шлях (в секундах), швидкість виражається в метрах в секунду (м / с). Тому одиниця швидкості СІ - метр в секунду - це швидкість прямолінійно і рівномірно рухається точки, при якій вона за час 1 с переміщується на відстань 1 м.

Якщо в визначальне рівняння входить числовий коефіцієнт, то для утворення похідної одиниці в праву частину рівняння слід підставляти такі числові значення вихідних величин, щоб числове значення визначається похідною одиниці було дорівнює одиниці. Наприклад, одиниця кінетичної енергії СІ - кілограм-метр в квадраті на секунду в квадраті - це кінетична енергія тіла масою 2 кг, що рухається зі швидкістю 1 м / с, або кінетична енергія тіла масою 1 кг, що рухається зі швидкістю  м / с. Ця одиниця має особливе найменування - джоуль (скорочена назва Дж).

Кратні і частинні одиниці

Найбільш прогресивним способом утворення кратних і часткових одиниць є прийнята в метричній системі мір десяткова кратність між великими і меншими одиницями.

У таблиці 4 наводяться множники і приставки для утворення десяткових кратних і часткових одиниць та їх найменування.

Слід враховувати, що при утворенні кратних і часткових одиниць площі і обсягу за допомогою приставок може виникнути подвійність прочитання в залежності від того, куди додається приставка. Так, скорочена назва 1 км2 можна трактувати і як 1 квадратний кілометр і як 1000 квадратних метрів, що, очевидно, не одне й те саме (1 квадратний кілометр = 1.000.000 квадратних метрів). Відповідно до міжнародних правил кратні і частинні одиниці площі і обсягу слід утворювати, приєднуючи приставки до вихідних одиницям. Таким чином, стосуються Вашого тим одиницям, які отримані в результаті приєднання приставок.
 Тому 1 км2 = 1 (км) 2 = (103 м) 2 = 106 м2. Таблиця 4

 множник  префікс  позначення приставки
 російське  міжнародне
 екса Э Е
 пета П Р
 тера Т Т
 гіга Г G
 мега М М
 кіло к k
 гекто г h
 дека  да  da
 10-1  деци д d
 10-2  санти с c
 10-3  мілі м m
 10-6  мікро  мк
 10-9  нано н n
 10-12  піко п p
 10-15  фемто ф f
 10-18  атто а a

У нашій країні підлягають обов'язковому застосуванню одиниці Міжнародної системи одиниць (СІ), що містить основні, додаткові і похідні одиниці, а також десяткові кратні і частинні від них. Одиниці СІ деяких електричних величин наведені в таблиці 5.

Таблиця 5.

 електрична величина  одиниця виміру
 найменування  позначення  Наіменова-ня  російське обоз-ня  міжнародне обоз-ня
 Сила струму I  ампер А A
 Напруга, ЕРС  U, E  вольт В V
 потужність активна P  ват  Вт W
 опір R  ом  Ом ?
 ємність C  Фарада Ф F
 Індуктивність, взаємна індуктивність  L, M  генрі  Гн H
 частота f  герц  Гц  Hz
 Довжина хвилі ?  метр м m
 фазовий зсув ?  радіан  радий  rad

7) Коротка історія фізичних ідей, концепцій і відкриттів

На думку відомого фізика В. Гейзенберга,у фізиці за всю її історію склалося чотири системи понять: ньютоновская механіка, статистична фізика, електродинаміка, квантова теорія. Відповідно до цього «древо фізики» складається з чотирьох основних «гілок».

древо фізики сягає корінням в античні часи. Тоді відбувалося накопичення фактичних знань, зведених в систему вченням Аристотеля. Разом з геоцентричної системою світу воно було перетворено в догму церквою і гальмувало розвиток науки. Коперник відкидає геоцентричну систему світу і створює геліоцентричну. Галілей формулює перші закони нової механіки, після чого починається її бурхливий розвиток, що дало незабаром закони Ньютона. Той же Галілей своїм термоскопом відкриває історію термодинаміки, з якої згодом, коли теплота отримала кінетичне тлумачення, розвинулася статистична фізика. Гільберт проводить перші наукові дослідження з електрики і магнетизму; вони злилися в єдину гілку електродинаміки, коли Ерстед відкрив дію електричного струму на магнітну стрілку. Від Демокрита до Бору і Резерфорда тягнеться лінія атомізму, основи сучасної науки про будову матерії. Її теоретичний апарат, квантова механіка, веде свою історію від робіт Планка, який пояснив парадокси теплового випромінювання. Від ньютоновского закону всесвітнього тяжіння до загальної теорії відносності Ейнштейна тягнеться лінія теорії тяжіння. Наука оптика, спочатку харчувалася акустичними і гідродинамічними аналогіями, прийшла потім до хвильової теорії і до уявленням про світло як електромагнітної хвилі, про квантову природу світла.

Кілька слів про кожну «гілки». У механіці виділені розділи гідроаеромеханіки, теорії пружності, акустики. Показано розвиток термодинаміки, що призвело до створення статистичної фізики. Історія квантової теорії розпочато і описана поряд з історією уявлень про будову речовини, що спираються нині на квантово поняття; згадані також відкриття в термодинаміки, оптиці, електродинаміки, що сприяли виникненню квантової теорії. Окремо показано розвиток теорії тяжіння і оптики, раніше розвивалася на основі механістичних уявлень, а нині потрактований з позицій електродинаміки і квантової теорії. Особливо показано розвиток безперспективних теорій - таких, як вчення Аристотеля, теорій «світового ефіру», флюїдів (магнітної, електричної і світловий рідин, а також теплорода), ідеї вічного двигуна.

Якщо в дужках вказані через крапку з комою дві дати і прізвища, то це означає, що відповідне відкриття було перевідкрито, теорія вдосконалена і т. П. Якщо в назву відкриття входить прізвище автора, то в дужках вона не повторюється. З винаходів вказані лише деякі, особливо сприяли розвитку науки.

механіка. Теорія важеля, поняття «центру ваги» (Архімед, 3 ст. До н. Е.). «Про обертання небесних сфер» (Коперник, 1543). Синхронізм хитань маятника (Галілей, 1583). Золоте правило механіки, принцип відносності класичної механіки, поняття прискорення, закони інерції, падіння тіл (Галілей, 1590-ті роки). Закони рівноваги тіл на похилій площині (Стевін, тисячу п'ятсот вісімдесят шість). Закон додавання швидкостей (Галілей, тисяча шістсот тридцять вісім). Поняття кількості руху (Декарт, 1644). Маятниковий годинник (Гюйгенс, 1 657). Поняття центростремительного прискорення, моменту інерції, закони коливань фізичного маятника (Гюйгенс, 1673). Поняття «живої сили» (кінетичної енергії) і її збереження (Лейбніц, 1686). Закон додавання сил, поняття моменту сили (Варіньон, 1687). Закони Ньютона (одна тисяча шістсот вісімдесят сім, «Математичні початки натуральної філософії»). Закони сухого тертя (Амонтон, тисячі шістсот дев'яносто дев'ять; Кулон, 1781). Принцип найменшої дії Мопертюї - Лагранжа (Мопертюи, 1740; Лангранж, 1788). Поняття сил інерції, принцип Даламбера (1743). Рівняння обертального руху тіл (Ейлер, 1765). Принцип можливих переміщень, рівняння Лагранжа (1788, «Аналітична механіка»). Поняття пари сил (Пуансо, 1803). Поняття роботи, коефіцієнта корисної дії (Понселе, Кориолис, 1820-ті роки). Поняття прискорення і сили Коріоліса (1829-1835). Теорія гіроскопа (Пуансо, 1834). Принцип найменшої дії Гамільтона - Остроградського (Гамільтон, 1834-35; Остроградський, 1840-ті роки). Поняття «кількості сил" напруги »(потенційної енергії - Гельмгольц, 1847). Теорія стійкості руху (Ляпунов, 1892). Рівняння руху тіл змінної маси (Мещерський, 1897 1904). Рівняння реактивного руху (Ціолковський, 1903). Висновок законів збереження з симетрії простору і часу (Нетер, 1919).

Гидроаеромеханика. Закон Архімеда (3 ст. До н. Е.). Рівновага рідин у сполучених посудинах (Леонардо да Вінчі, близько 1500). Закон гідростатичного тиску (Стевін, одна тисяча п'ятсот вісімдесят шість). Формула для швидкості витікання рідини з посудини (Торрічеллі, 1643). Закон Паскаля (+1653). Поняття в'язкості, пропорційність сили опору квадрату швидкості (Ньютон, 1687). Рівняння Бернуллі (1738). Рівняння руху ідеальної рідини (Ейлер, 1755). Стисливість рідин (Ерстед, 1822). Рівняння руху в'язкої рідини (Нав'є, 1822; Стоці, 1845). Турбулентність (Гаген, 1839). В'язкість газів (Грем, 1846-49). Теорія вихрових рухів (Гельмгольц, 1858) і розривних рухів (Гельмгольц, 1868). Поняття числа Рейнольдса (1883). Гідродинамічна теорія змащення (Петров, 1883). Теорема про підйомної силі (Жуковський, 1904). Поняття прикордонного шару (Прандтль, 1905).

теорія пружності. Випробування брусів на вигин і розрив (Галілей, 1638). Закон Гука (1660). Втрата стійкості стрижнів (Ейлер, 1744). Поняття модуля пружності (Юнг, 1807). Рівняння теорії пружності (Нав'є, 1821; Коші, 1822). Теорія пружних пластин (Кірхгоф, 1850). Розрахунок ферми (Ріттер, 1862). Умова пластичності (Сен-Відень, 1871). Теорія пружних оболонок (Ляв, 1888).

акустика. Залежність між висотою тону і довжиною струни (Піфагор, 6 ст. До н. Е.). Поняття амплітуди і частоти коливання (Галілей, тисячі шістсот тридцять вісім). Поняття обертонів, вимірювання швидкості звуку (Мерсенн, 1636). Формула для швидкості звуку (неточна: Ньютон, 1687; точна: Лаплас, 1816). Вимірювання швидкості звуку в твердих тілах (Хладни, 1797). Вимірювання швидкості звуку в воді (Ведан, 1825). Ультразвук (Савар, 1830). Ефект Доплера (1842). Поняття групової швидкості (Релей, 1877, «Теорія звуку»).

статистична фізика (З термодинаміки). Термоскоп (Галілей, одна тисяча п'ятсот дев'яносто сім). Атмосферний тиск, барометр (Торрічеллі, 1643). Постійні точки термометра (Гук, Гюйгенс 1660). Сталість температури плавлення (Гук, 1668). Закон Бойля-Маріотта (Бойль і Тоунлей, 1662; Маріотт, 1676). Шкала Цельсія (1742). Формула Рихмана для температури суміші рідин (1744). «Про фізичних частинках» (Ломоносов, 1743-1744). Прихована теплота плавлення і пароутворення (Блек, 1757). Збереження кількості тепла, поняття теплоємності, відмінність між поняттями теплоти і температури (Блек, 1759-1763). Парова машина (Ползунов, 1763; Уатт, 1784). Необмежена отримання теплоти за рахунок механічної роботи (Румфорд, 1798). Закон Шарля (1798). Закон парціальних тисків (Дальтон, 1801). Закон Гей-Люссака (Дальтон; Гей-Люссак 1802). Закони капілярних явищ (Лаплас, 1806). Закон Авогадро (1811). Закон Дюлонга і Пті (1819). Критичний стан (де ла Тур, 1822). Рівняння теплопровідності (Фур'є, 1822, «Аналітична теорія тепла»). Цикл Карно (1824). Броунівський рух (Броун, 1827). Закон дифузії (Грем, 1829). Індикаторна діаграма (Клапейрона, 1834). Рівняння газового стану (Клапейрон 1834; Менделєєв, 1874). Закон Джоуля-Ленца (Джоуль, 1841; Ленц, 1842). Поняття абсолютної температури (Кельвін, 1848). Поняття механічного еквівалента теплоти (Майер, 1842-48; Джоуль, 1843-50). Кількісне вираження закону збереження і перетворення енергії (Гельмгольц, 1847, «Про збереження сили»). Формула для теплоти фазового переходу (Клапейрона, Клаузиус, 1850). Другий закон термодинаміки (Клаузиус 1850; Кельвін, 1851). Поняття дисипації енергії (Кельвін, 1852). Розрахунок теплоємності по кінетичної теорії газів (Джоуль, 1851). Загальне поняття енергії (Ранкин, 1853). Ефект Джоуля-Томсона (1852- 1862). Теорія парового двигуна (Ранкин, Клаузиус, 1850-ті роки). Математичне формулювання кінетичної теорії газів (Клаузиус, 1857). Поняття довжини вільного пробігу (Клаузиус, 1858). Розподіл молекул за швидкостями (Максвелл, 1860). Поняття ентропії (Клаузиус, 1865). РозподілБольцмана (1868-71). Кінетичне рівняння (Больцман, 1872). Статистична трактування другого початку термодинаміки (Больцман, 1872). Правило фаз (Гіббс, 1873-76). Теорія термодинамічних потенціалів (Гіббс, 1874-78). Рівняння Ван-дер-Ваальса (1873). «Основні принципи статистичної механіки» (Гіббс, 1902). Теорія броунівського руху (Ейнштейн, Смолуховський, 1905-1906). Закон Нернста (1906). «Атом» (Перрен, 1913). Вимірювання швидкості молекул (Штерн, 1920). Теорія фазових переходів (Ландау, 1930-ті роки). Кінетична теорія рідин (Френкель, 1945).

електродинаміка. Електризація тертям, опис магніту (Фалес, 6 ст. До н. Е.). Наведення намагничение, неподільність полюсів магніту (Гільберт, 1600, «Про магніті»). Електростатичне відштовхування (Геріке, 1650-ті роки). Поняття провідника і ізолятор (Грей, 1729). Два види електрики (Дюфе, 1733-1737; Франклін, 1747-1754). Лейденська банку (Клейст; Мушенброк, 1745-1746). Електростатична індукція (Рихман, 1748-1751; Епінус 1750). Закон збереження заряду (Франклін, 1.747-1754). Атмосферний електрику, блискавковідвід (Франклін, 1750-1753). Закон Кулона (Кавендіш, 1773; Кулон, 1785). «Тварина електрику» (Гальвані, 1771-91). Хімічні джерела струму, поняття «електровозбудітельной сили» і електричного струму, поняття електричного кола (Вольта, 1794). Вольтів стовп (Вольта, 1800). Електрична дуга ^ Петров 1802). Дія струму на магнітну стрілку (Ерстед, 1820). Закон Ампера (1820). Закон Біо-Савара (1820). Закон Ома (1826). Закон електромагнітної індукції (Фарадей, 1831). Тотожність видів електрики (Фарадей, 1833). Закони електролізу (Фарадей, 1833-1834). Електродвигун (Якобі, 1834). Поняття діелектрика (Фарадей, 1837). Взаємодія рухомих зарядів (Вебер, 1846). Правила Кірхгофа (1847). Співвідношення між електростатичними і електромагнітними одиницями (Вебер, Кольрауш, 1856-1858). Поняття електромагнітного поля, швидкості «магнітного збудження», рівняння Максвелла (1864). Поняття струму зміщення, гіпотеза електромагнітних хвиль (Максвелл, 1865). Поняття потоку енергії (Умов, 1874; Пойнтинг, 1884). Трансформація струмів (Яблочков, 1876). П'єзоелектрика (бр. Кюрі, 1880). Досвід Майкельсона (1881). Гіпотеза дискретності електричного заряд (Гельмгольц, 1881). Виявлення електромагнітних хвиль (Герц, 1886-1889). Фотоефект (Герц, 1887; Столетов, 1888). Радіо (Попов, 1895). Розщеплення спектральних ліній в магнітному полі (Земан, 1896). Перетворення Лоренца (1904). «Про динаміку електрона» (Пуанкаре, 1905). Спеціальна теорія відносності (Ейнштейн, 1905). Випромінювання Вавилова-Черенкова (Вавилов, Черенков, 1934).

теорія тяжіння. Закони Кеплера (1609-18). Закон всесвітнього тяжіння (Ньютон, 1687). Вимірювання гравітаційної постійної (Кавендіш, 1798). Загальна теорія відносності (Ейнштейн, 1916). Нестационарность викривленого простору (Фрідман, 1922-1924).

Оптика. Прямолінійність поширення світла (Платон, 4 ст. До н. Е.). Закон відображення (Евклід, 3 ст. До н. Е.). Заломлення світла (Клеомед, 1 в). Рефракція, закон заломлення (неточний: Птолемей, 2 в.). Зменшення освітленості з відстанню (Кеплер, 1604). Повне внутрішнє віддзеркалення (Кеплер, 1611). Закон заломлення (точний: Снеллиус, тисячі шістсот двадцять один; Декарт, 1630). Люмінесценція (Кашіаоола, 1630). Гіпотеза «світового ефіру» (Декарт, 1644). Принцип Ферма (1657-1662). Дифракція світла (Грімальді, 1665). Поняття про світлових явищах як коливаннях ефіру (Гук, тисячу шістсот шістьдесят п'ять, «мікрографії»). Дисперсія світла (Ньютон. 1666). Подвійне променезаломлення (Бартолин, 1669). Гіпотеза про тілесність світла (Ньютон, 1672). Кільця Ньютона (1675). Вимірювання швидкості світла (Ремер, 1 675).

Поляризація світла при подвійному променезаломлення, принцип Гюйгенса (1678, «Трактат про світло»). Аберація світла (Брадлей, 1 725). Поняття кількості світла (Бугер, 1729, «Фотометрія»). Інфрачервоні промені (Гершель, 1800). Ультрафіолетові промені (Ріттер, Волластон, 1801). Інтерференція світла (Юнг, 1801). Поляризація світла лрі відображенні і ламанні (Малюс, 1808). Обертання площини (Поляризації (Араго, 1811). Поняття когерентності (Френель, 1815). Поперечний характер світлових хвиль (Юнг, 1817; Френель, 1821). Хвильова теорія світла (Френель, 1818). Дифракційна решітка (Фраунгофер, 1821). Аномальна дисперсія світла (Леру, 1862). Гіпотеза про електромагнітну природу світла (Фарадей, 1846; Максвелл, 1865). Розрахунок тиску світла (Максвелл, 1873). Интерферометр, вимірювання довжини світлової хвилі (Майкельсон, 1892-1893). Вимірювання тиску світла ( Лебедєв, 1899). Комбінаційне розсіювання світла (Ландсберг, Мандельштам; Раман, Крішнан, 1928). Селективне розсіювання світла (Ландсберг, 1931). Голографія (Габор, 1948). Тривимірна голографія (Денисюк, 1962).

Квантова механіка (З теоріями будови речовини). Концепція матеріалістичного атомізму (Демокріт, 5-4 ст. До н. Е., Епікур, 4-3 ст. До н. Е., Лукрецій 1 ст. До н. Е.). Гіпотеза кристалічної решітки (Кеплер, 1611). Закон сталості кутів кристала (Стенон, 1 669). Анізотропія кристалів (Гюйгенс, 1690). Поняття кристалічної решітки (Браві, 1848). Закон теплового випромінювання, поняття абсолютно чорного тіла (Кірхгоф, 1859). Закони випромінювання абсолютно чорного тіла (Стефан, 1879; Больцман, 1884). Види симетрії (Федоров, 1890). Теорія речовини і світла, згодом названа електронної (Лоренц, 1892). Вимірювання розміру молекули (Сазерленд, 1893). Рентгенівські промені (1895). Радіоактивність солей урану (Бек-Керель, 1896). Електрон (Томсон, 1897). Альфа- і бета-випромінювання (Резерфорд, 1899). Поняття кванта (Планк, 1900). Поняття електронного газу (Друде, 1900). Квантова теорія фотоефекту, поняття фотона (Ейнштейн, 1905). Квантова теорія теплоємності (Ейнштейн, 1907). Атомне ядро ??(Резерфорд, 1911). Надпровідність (Каммерлінг-Оннес, 1911). Камера Вільсона (1912). Космічні промені (Гесс, 1912). Модель твердого тіла (Дебай, 1912). Дифракція рентгенівських променів на кристалі, доказ кристалічної решітки (Леуе, 1912). Планетарна модель атома (Резерфорд, 1911; Бор, 1913). Штучні ядерні перетворення (Резерфорд, 1919). Протон (Резерфорд, 1920). Статистика Бозе-Ейнштейна (1924). Принцип Паулі (1925). Статистика Фермі-Дірака (1925). Поняття спина (Гаудсмит. Уленбек, 1925). Рівняння Шредінгера (1926). Співвідношення невизначеностей (Гейзенберг, 1927). Дифракція електронів (Девісон, Джермер, 1927). Поняття ближнього порядку (Стюарт, 1927). Релятивістське рівняння руху електрона, гіпотеза античастинок (Дірак, 1928). Циклотрон (Лоуренс, 1930). Нейтрон (Чедвік, 1932). Гіпотеза протонно-нейтронного будови ядер (Гейзенберг; Іваненко-Майорану, 1932). Позитрон (Андерсон, 1932). Мезони теорія ядерних сил (Юкава, 1935). Мюмезон (Андерсон, Неддер-мейер, 1936). Надтекучість (Капіца, 1938). Розподіл атомного ядра (Ган, Штрассман, 1938). Спонтанне ділення ядра (Флерів, Петржак, 1940). Штучний синтез плутонію (Сиборг, 1940). Атомний реактор (Фермі, 1942). Електр'онний парамагнітний резонанс (Завойський, 1944). Ядерний магнітний резонанс (Перселл, Блох, 1945). Визначення розміру протона (Хофштадтера, 1955). Молекулярний квантовий генератор (Басов, Прохоров; Таунс, 1955). Незбереження парності в слабких взаємодіях (Лі Цзундао, Ян Чженьнін, 1956). Поняття комбінованої інверсії (Ландау; Лі Цзундао, Ян Чженьчнін, 1956). Проект прискорювача на зустрічних пучках (Будкер; Пеновскій, 1957). ефект Мессбауера

Інформаційне суспільство | вектор переміщення


Проекції вектора переміщення | Формула закону всесвітнього тяжіння для матеріальних точок | У замкнутій системі геометрична сума імпульсів тіл залишається постійною при будь-яких взаємодіях тіл цієї системи між собою. | Момент інерції | Енергія і маса | Теорема про кінетичну енергію | Рівняння нерозривності -? | Другий постулат: світло поширюється в вакуумі з певною швидкістю с, що не залежить від швидкості джерела або спостерігача. | Термодинамічний і статистичний методи аналізу станів макросістем |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати