Задание № 3. Предмет физики. Фундаментальные физические теории (перечислить). Динамические и статистические законы
Физика — это наука о природе. Она изучает вещество (материю) и энергию, а также фундаментальные взаимодействия природы, управляющие движением материи.
«Некоторые закономерности являются общими для всех материальных систем, например, сохранение энергии, — такие свойства называют физическими законами».[10] Многие классы материальных систем подчиняются законам физики. Эта наука тесно связана с математикой. С ее помощью физические законы могут быть точно сформулированы. Так, физические теории почти всегда формулируются в виде математических выражений, причём используются более сложные разделы математики, чем в других науках.
Хотя физика имеет дело с разнообразными системами, некоторые физические теории применимы в больших ее областях. Такие теории считаются основополагающими в данной науке и в целом верными при дополнительных ограничениях.
К ним относятся:
Ø Классическая механика. Основные разделы – законы Ньютона, Гидродинамика, механика сплошных сред, теория Хаоса, Лагранжева механика, Гамильтонова механика;
Ø Электромагнетизм. Разделы – электростатистика, электричество, магнетизм, уравнения Максвелла, магнитостатистика;
Ø Термодинамика и статистическая физика. Основные разделы – молекулярно-кинетическая теория, тепловая машина;
Ø Квантовая механика. Разделы – Уравнение Шрёдингера, интеграл Фейнмана, квантовая теория поля;
|
|
|
Ø Теория относительности. Разделы – специальная теория относительности, общая теория относительности.
Современная физика изучает огромнейшее количество различных процессов в природе. Процессы, протекающие вокруг, не всегда поддаются точному объяснению. В решении этой нелегкой задачи главную роль сыграло не только физическое толкование и применение физики, но и математическое. На динамических и статистических законах сегодня держится современная картина мира.
Динамические законы – это законы Ньютона, уравнения Максвелла, уравнения теории относительности. К динамическим относятся такие законы, как:
Классическая механика. Это механическое состояние характеризует совокупность всех координат импульсов материальных точек, составляющих эту систему. Ее основная задача состоит в том, чтобы, зная начальное состояние системы и законов движения, определить состояние системы во все последующие моменты времени, то есть определить траектории движения частиц. Их можно определить с помощью дифференцированных уравнений движения. При этом исключается случайность, а определяется их поведение в прошлом, настоящем и будущем.
«В науке утвердилась точка зрения о том, что только динамические законы полностью отражают причинность в природе».2
|
|
|
Классическая равновесная термодинамика. Она вводит две функции состояния: внутреннюю энергию и энтропию. С ее помощью устанавливаются связи между термодинамическими параметрами разных равновесных состояний.
Классическая электродинамика. «В ней состояние электромагнитного поля задается значениями векторов напряженностей Е и Н и индукцией D и B электрических и магнитных полей».[11] Уравнения Максвелла позволяют для них определить величину электромагнитного поля в любой последующий момент времени.
Также к ним относят Уравнения Максвелла – это общие уравнения для электрических и магнитных полей в покоящихся средах. Их суть состоит в том, что переменное магнитное поле всегда связано с порождаемым им электрическим полем, а переменное электрическое поле связано с порождаемым им магнитным, то есть электрическое и магнитное поля неразрывно связаны друг с другом и образуют единое электромагнитное поле.
Из уравнений Максвелла следует, что «источниками электрического поля могут быть либо электрические заряды, либо изменяющиеся во времени магнитные поля, а магнитные поля могут возбуждаться либо движущимися электрическими зарядами (электрическими токами), либо переменными электрическими полями. Его уравнения не симметричны относительно электрического и магнитного полей».[12] Это связано с тем, что в природе существуют электрические заряды, но нет зарядов магнитных.
|
|
|
Уравнения теории относительности также относят к динамическим законам физики.
Статистические закономерности и законы используют теорию вероятностей. Это наука о случайных процессах.
Количественно случайные события оцениваются при помощи: статистической вероятности (достоверные и невозможные события можно рассматривать как частные случаи случайных событий), и классической (отношение числа элементарных событий к общему числу равнозначных событий).
К статистическим законам относятся:
Статистическая механика. Состояние этой системы характеризуются не полным набором значений координат и импульсов всех частиц, а вероятностью того, что эти значения лежат внутри определенных интервалов. Так, состояние системы задается с помощью функции распределения, которая зависит от координат, импульсов всех частиц системы и от времени.
Квантовая механика. Здесь вектором состояния является Ψ – волновая функция, представляющая собой амплитуду вероятности. Зная ее значение можно вычислить вероятность обнаружения определенного значения любой физической величины и средние значения всех таких величин.
|
|
|
Также к таким законам относят Закон распределения Максвелла, где устанавливается зависимость вероятности в распределении скорости движения молекул газа от скорости движения молекул, и распределение Гаусса, функция которого – это закономерность, подчиняющаяся результатам измерений.
С течением времени ученые доказали, что статистические законы также как и динамические выражают необходимые связи в природе. Главное различие между этими видами состоит в том, что в статистических законах необходимость выступает в диалектической связи со случайностью, а в динамических все наоборот.
Таким образом, динамические законы являются первым низшим этапом в процессе познания окружающего мира. Статистические же обеспечивают более современные объяснения явлений природы.
Заключение
Концепции современного естествознания в целом представляют собой объединенные мудрости древних цивилизация, достижений естественных и гуманитарных наук, является неотъемлемой частью понимания природы, человека и общества.
Наука о природе зародилась еще в Древней Греции как натуральная философия, в результате чего начали создаваться различные школы. Все они стремились познать мир различными способами, в основе которых лежат физические понятия и принципы.
Проблемы природных явлений (Вселенная, Космос) рассматривались еще Аристотелем. Его учения затрагивают также физику, философию, биологию. Р. Декарт также делал попытки познать духовную жизнь человека научными методами. То есть в данной концепции сошлись мнения гуманитариев, математиков и философов.
Но главное достоинство естествознания в том, что эта наука развивается динамично времени. Она приспосабливается к новому в мышлении человека и воспринимает все новые и новые поколения.
Список литературы
1. Бабушкин А.Я. Современные концепции естествознания. Санкт-Петербург, 2000;
2. Данилова В.С., Кожевников К.К. Основные концепции современного естествознания. М., 2000;
3. Канке В.А. Концепции современного естествознания. М., 2003;
4. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. М., 2000;
5. Лихин А.Ф. Концепции современного естествознания. М., 2004;
6. Мотылева Л.С. Концепции современного естествознания. М., 2000;
7. Надыш В.М. Концепции современного естествознания. М., 2004;
8. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М., 2008;
9. Самыгина С.И. Концепции современного естествознания. Ростов-на-Дону, 2001.
[1] Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. М., 2000. С. 11.
[2] Мотылева Л.С. Концепции современного естествознания. М., 2000. С. 65.
[3], 2 Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М., 2008. С. 189, 190.
3 Мотылева Л.С. Концепции современного естествознания. М., 2000. С. 70.
[4] Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. М., 2000. С. 191.
[5], 2 Данилова В.С., Кожевников К.К. Основные концепции современного естествознания. М., 2000. С. 121, 124.
[6] Данилова В.С., Кожевников К.К. Основные концепции современного естествознания. М., 2000. С. 132.
[7] Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М., 2008. С. 52.
[8] Данилова В.С., Кожевников К.К. Основные концепции современного естествознания. М., 2000. С. 133.
[9] Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М., 2008. С. 55.
[10] Лихин А.Ф. Концепции современного естествознания. М., 2004. С. 54.
[11] Самыгина С.И. Концепции современного сознания. Ростов-на-Дону, 2001. С. 272.
[12] Лихин А.Ф. Концепции современного естествознания. М., 2004. С. 62.
Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 118; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!