Лекции по физике для УПП 1 курс, стр. 82 из 82

В Е Д Е Н И Е В К У Р С Ф И З И К И

Предмет физики

Слово «физика» происходит из Древней Греции и означает «природа». В эпоху античной культуры (более 20 веков назад) всю совокупность знаний о явлениях природы охватывала единая наука. По мере накопления знаний и методов исследования она разделилась на отдельные самостоятельные естественные науки: физику, химию, биологию, геологию, астрономию и т.д. В современной системе наук физика изучает наиболее простые и общие формы движения материи, которые проявляются, в том числе, в явлениях и объектах изучения других естественных наук. Поэтому без понимания физики и знания ее законов невозможна осознанная практическая деятельность как в области техники, так и в других профессиональных сферах.

По прогнозам философов XXI век станет эпохой выхода человека в далекий космос и освоения других планетных систем. Именно в космосе ученые ищут разгадку происхождения жизни. Известно, что Вселенная расширяется, Галактики разлетаются, хорошо известное нам с раннего детства гравитационное притяжение не в силах удержать их. Но никто пока не может понять, каков же источник этой энергии. Современная астрофизика повсюду во Вселенной находит следы скрытой материи, которой в 15 раз больше, чем вещества, из которого состоит видимый мир. Это так называемая «темная энергия» и «темная материя». Предполагается, что 65-70% Вселенной приходится на «темную энергию», около 30 % на «темную материю». Предполагается, что современные физические методы воспринимают лишь небольшую часть вещества и энергии, и что именно эта часть служит предметом физики.

Чтобы дополнительно характеризовать физику, перечислим, что не относится к ней. Астрология, черная магия, телепатия, загробная жизнь, спиритуализм, психокинез либо требуют введения сил, с которыми физика никогда не сталкивалась, либо нарушают физические законы.

Предметом изучения физики являются частицы и поля, взаимодействующие друг с другом и порождающие друг друга. Например, микрочастицы – фотоны определенных энергий воспринимаются как свет. Два пучка света, освещая одно и то же место поверхности, подобно волнам, могут погасить друг друга, так что эта часть поверхности окажется вообще неосвещенной. Если Вы, проходя через турникет метро, забудете бросить жетон, то автомат преградит Вам путь. Происходит это вследствие перекрытия пучка света, выбивающего электроны, которые создают электрический ток. Прерывание тока заставляет автомат загородить проход. Явление это называется фотоэффектом, и для его объяснения свет надо считать пучком летящих частиц. Эти два примера показывают, что свет может быть волной (полем) и частицей. Рождение позитрон - электронной пары, следы которой наблюдаются в счетчиках и детекторах элементарных частиц, представляет собой процесс превращения энергии (поля) в вещество (частицы). Известен обратный процесс – аннигиляция, когда при встрече частицы и античастицы (вещества и антивещества) происходит их превращение в энергию: материя из формы «частица» переходит в форму «поле». Итак, частицы и поля представляют собой две формы существования физической материи.

Физика – экспериментальная наука, ее законы базируются на опыте. Физические законы имеют определенную область применения и выражаются математическими формулами. Структуру физического познания можно представить следующей схемой.