Збірник завдань та питань з фізики. Самойленко П.І., Сергєєв А.В

- (Греч. academia, від соб. ім'я). 1) сад, поблизу Афін, поступлений Платону афінським громадянином Академосом, щодо його розмов із учнями. 2) навчальний заклад вищого розряду з будь-яким спеціальним викладанням. 3) суспільство вчених чи художників з… … Словник іноземних слів російської мови

Живописи та смердіння. Жарг. студ. Жарт. Академія живопису та скульптури. БСРЖ, 32. Академія крилатих. Публ. Устар. Патет. Вищий навчальний заклад, у якому готують льотчиків. Новіков, 18. Академія убожеств. Жарг. студ. Жарт. іронії. Академія мистецтв у… … Великий словник російських приказок

Платонівська школа Платона, заснована прибл. 387 до н. А. від назви громадського гімнасія, що існував, ймовірно, з часів Солона (поч. 6 ст до н.е.) у сівбу. зап. передмісті Афін на місці святилища на честь місцевого героя Академії. Недалеко від… … Філософська енциклопедія

академія- І ж. académie f. 1508. Лексіс. 1. 1691. Лексіс. Школа для навчання верховій їзді, танцям, фехтуванню тощо. п. Сл. 18. Академія, є також місце де дворянство вчиться верховій їзді, і протчім тілесним вправам. ФРЛ 1 1 10. З відкриття корпусу. Історичний словникгалицизмів російської мови

Спочатку назву Академія мала філософська школа, організована Платоном в 388 р. до н.е. в Афінах. Її члени сплачували щомісячні членські внески. Навчальні заняттяі диспути проходили за суворим розкладом. Протягом майже… Історичний словник

АКАДЕМІЯ, академії, жен. (грец. akademia первонач. школа Платона у садах, присвячених пам'яті героя Академа). 1. Вища наукова установа. Академія наук. Комуністична академія. 2. Назви деяких вищих навчальних закладів, напр. Військово… Тлумачний словникУшакова

Мистецтв. Школи для підготовки художників, як і всякі школи, можуть бути насамперед засновуються приватними особами, і як окремі, неширокі школи або майстерні вищого ступеняважливі і повинні розраховувати на сприяння громад та уряду. Енциклопедія Брокгауза та Єфрона

АКАДЕМІЯ, назва деяких навчальних, наукових та інших. творчих установ (від Академії платонівської). Академіями називали гуртки вчених, які збиралися за правителів деяких середньовічних країн Сходу і Західної Європи, суспільства ... ... Сучасна енциклопедія

Жін., грец. взагалі, вища наукова або навчальна братерство і сам заклад; суспільство вчених чи художників, поєднаних під цією назвою на користь науки; такий самий навчальний заклад, для підготовлених освітою молодих людей. В університеті… … Тлумачний словник Даля

Академія- Академія ♦ Academie Ім'я власне, що спочатку позначало школу Платона (він навчав у садах, розташованих на північному заходіАфін і називалися Akademos). Попри напрям свого засновника, Академія згодом стала вогнищем. Філософський словник Спонвіля

За визначенням ФЗ Про вищу та післявузівську професійну освіту від 19 липня 1996 р. вищий навчальний заклад, який: реалізує освітні програми вищої та післявузівської професійної освіти; здійснює підготовку, … Юридичний словник

-- [ Сторінка 1 ] --

ПОЧАТКОВА ТА СЕРЕДНЯ ПРОФЕСІЙНА ОСВІТА

П. І. САМОЙЛЕНКО

ФІЗИКА

ДЛЯ ПРОФЕСІЙ І ФАХІВЦІВ

СОЦІАЛЬНО-ЕКОНОМІЧНОГО

І ГУМАНІТАРНОГО ПРОФІЛІВ

Федеральною державною установою

«Федеральний інститут розвитку освіти»

як підручник для використання в навчальному процесіосвітніх установ, що реалізують програми початкової та середньої професійної освіти Реєстраційний номеррецензії 300 від 11 червня 2009 р. ФДМ «ФІРО»

5 е видання, стереотипне Москва Видавничий центр «Академія»

УДК 53(075.32) ББК 22.3я С Рецензенти:

зам. директора з інноваційної та експериментальної діяльності ГБОУ Залізничний коледж № канд. техн. наук, доц. Т. В. Геріш;

викладач фізики ДБОУ Залізничний коледж № М. В. Богданова Самойленко П. І.

З 17 Фізика для професій та спеціальностей соціально-економічного та гуманітарного профілів: підручник для утвор. установ початкового та середнього проф. освіти / П. І. Самойленко. - 5-те вид., Стер. - М.: Видавничий центр "Академія", 2013. - 496 с.

ISBN 978-5-4468-0433- Наочно та переконливо показано, що все різноманіття фізичних явищ можна привести в струнку систему та зрозуміти, спираючись на невелику кількість фундаментальних законів. Для підручника характерні строга логіка, сучасні підходи до викладу матеріалу, широке використанняісторичних фактів Першочергова увага приділяється фізичного змістута кордонів застосування основних понять, формул, законів, теорій.

Для учнів в освітніх установах початкової та середньої професійної освіти.

УДК 53(075.32) ББК 22.3я Оригінал-макет цього видання є власністю Видавничого центру «Академія», та його відтворення у будь-який спосіб без згоди правовласника забороняється © Самойленко П.І., © Освітньо-видавничий центр «Академія», ISBN 9 -4468-0433-7 © Оформлення. Видавничий центр «Академія»,

ПЕРЕДМОВА

Цей підручник разом із «Збірником завдань з фізики»

(П. І. Самойленко, 2010) входить до навчальний комплектдля тих, хто навчається в освітніх закладах початкової та середньої професійної освіти, де на курс фізики відводиться відносно небагато годин (соціально-економічний та гуманітарний профілі). У зв'язку з цим матеріал викладено на якісній основі без використання складного математичного апарату.

Курс фізики з урахуванням сучасних вимог має відповідати професійній спрямованості. У пропонованому підручнику показано роль фізичної наукиу вирішенні глобальних проблем людства, а також у становленні культури.

Особлива увага приділяється самостійній роботі учнів у процесі вивчення фізики, розвитку їх пізнавальної діяльності та вмінню виділяти головне - узагальнювати отримані знання. Для цього в кінці кожного розділу дається зведення основних понять та висновків, наводяться питання та вправи для самоперевірки.

ВСТУП

Науки про природу зародилися давно - Стародавньому Китаї, Індії та Стародавню Грецію. Слово "фізика" давньогрецького походження. Воно виникло у творах вченого-енциклопедиста Аристотеля, котрий жив у IV в. до зв. е.., і в перекладі російською мовою означає «природа» (від грец. physys - природа). У російську мову це слово ввів у 1746 р. М. В. Ломоносов, коли видав у перекладі з німецької мовиПерший у Росії підручник фізики «Вольфіанська експериментальна фізика».

Таким чином, фізика - найзагальніша наука про природу: про будову, властивості та взаємодію складових її матеріальних тіл і полів.

Фізика - наука про зміни та процеси, що відбуваються в природі, властивості живої та неживої матерії, з якої складається навколишній світ.

Фізика - наука, що вивчає найпростіші і водночас найзагальніші закономірності явищ природи, властивості та будову матерії та закони її руху.

Головна мета цієї науки – виявити та пояснити закони природи, якими визначаються всі фізичні явища.

Фізику та інші науки про природу (астрономію, біологію, хімію, геологію, метеорологію, фізичну географію тощо) називають природними. На відміну від фізики інші природничі науки вивчають об'єкти та явища, що виділяються певною ознакою, властивістю, приналежністю.

Наприклад, астрономія вивчає явища, що відбуваються з небесними тілами та їх системами; біологія - живі організми та середовище, в якому вони мешкають; геологія - будова поверхні та надр Землі, а також склад та походження гірських порід;

метеорологія - атмосферу, її будову, властивості, процеси, що у ній відбуваються, і навіть розробляє методи, дозволяють предсказывать атмосферні явища; фізична географія – зміни на Землі та в навколоземному просторі – літосфері, гідросфері та атмосфері; хімія - такий вид взаємодії, при якому одні речовини перетворюються на інші.

Як бачимо, фізичні методи дослідження широко застосовуються в природничих науках.

Поштовхом до розвитку фізики як науки послужило використання закономірностей явищ природи, що мають практичне значення. Так, встановивши закони механічного руху тіл, зокрема планет, вчені створили календар, за допомогою якого могли пророкувати сезонні змінипір року, розраховувати наслідки впливу різних природних стихій тощо.

Протягом багатьох століть знання про фізичні закони природи збагачувалися та вдосконалювалися. Використовуючи їх, вчені та конструктори створювали машини, розробляли нові технології, перетворювали навколишній світ. Без перебільшення можна сказати, що немає технічних пристроїв чи приладів, сучасних технологій, при створенні яких не використовувалися знання фізики.

Що ж вивчає фізика?

Фізика вивчає фізичні явища та Фізичні властивостітел.

Рух літаків та автомобілів, звернення Землі навколо Сонця та космічної орбітальної станції навколо Землі, свічення екрану телевізора, блискавка, грім, веселка, вплив магітного поля Землі на стрілку компаса, відображення світла від дзеркальних поверхонь, танення льоду, утворення хмар, вибухи атомних бомб і процеси, що відбуваються в надрах зірок, - це приклади фізичних явищ. Багато фізичних явищ мають загальними властивостями, і залежно від цього можна говорити про механічні, теплові, електричні, магнітні, оптичні та інші процеси та явища.

Усі ці явища властиві неживій природі. Але багато хто з них може відбуватися всередині живих організмів. Наприклад, волога піднімається від землі до колосу по стеблі рослини; кров тече судинами в тілі людини і тварини; по нервових волокнах передаються сигнали від мозку тощо.

Крім явищ природи фізика вивчає властивості окремих тіл, матеріального світув цілому. Наприклад, дуже важливо знати, які тіла краще проводять теплоту або електричний струм, які матеріали слід використовувати для звукоізоляції, якою речовиною потрібно покрити екран телевізора, щоб на ньому можна було отримати зображення, з якої речовини слід виготовити плівку для магнітофона, щоб записати на ній звуковий сигнал, і т. д. Відповісти ці питання можна, якщо досліджувати відповідні властивості тел. Таким чином, фізика - фундаментальна наука про властивості та будову матерії, закони її руху.

Структурні рівні організації матерії Відповідно до сучасних природничо-наукових уявлень усі об'єкти неживої та живої природи є упорядкованими, структурованими, ієрархічно організованими та взаємопов'язаними системами. На основі системного підходу, що враховує фундаментальний характер взаємодії об'єктів природи та відносини між ними, всі відомі нині об'єкти матеріального світу залежно від їх розмірів умовно відносять до мікро-, макро- чи мегасвіту.

Природно-науковий метод пізнання, його можливості та межі застосування. Фізика - скарбниця наукової інформації про навколишній світ. Але вона цінна як обсягом накопичених знань про природу, а й своїм методом наукового пізнання, однією з основоположників якого є італійський фізик Галілео Галілей (1564 - 1642). Цей метод визначають як послідовність кількох етапів, найважливішими з яких є:

1) спостереження явищ, яке можливе завдяки органам чуття людини та використовуваним приладам при дослідженні явища;

2) висування гіпотези - ймовірного судження про закономірний зв'язок явищ;

3) створення теорії на основі висунутої гіпотези, що дозволяє обговорити сукупність явищ, що спостерігаються, передбачати явища ще невідомі, передбачати хід їх розвитку;

4) експериментальна перевірка висунутої гіпотези та теоретичних наслідків, які з неї.

Перший етап відбувається як безпосереднього спостереження явищ. Чуттєвий досвід, вважав Галілей, привертає нашу увагу до явища, що спостерігається, але не відкриває законів природи, оскільки вони «написані мовою математики».

За чуттєвим досвідом має йти висування гіпотези - науково обгрунтованого пропозиції про внутрішні зв'язки, управляючих даними явищами чи сукупністю явищ. Висунення гіпотези - творчий процес, у якому силою розуму створюється абстрактна модель явища, що спостерігається, здатна зробити його зрозумілим для нас. Тому вивчення будь-якого явища починається з виділення головного, від чого воно залежить, і відкидання другорядних факторів, що не впливають на нього суттєво. Подібне спрощення називають моделюванням.

Моделювання - один з методів наукового дослідження, в якому фізичне явище (об'єкт), що вивчається, замінюється іншим, подібним з ним, - моделлю. Моделі можуть бути матеріальними та ідеальними.

До матеріальних відносяться такі моделі, які складаються з речових елементівта реально функціонують. Вони призначені для відтворення структури об'єкта, характеру перебігу та сутності аналізованого процесу. Наприклад, моделлю рідини може бути річковий пісок, моделлю земної кулі - глобус. Планетарій є пристроєм, за допомогою якого демонструють моделі зоряного неба, Сонячної системи та різних небесних явищ.

До ідеальних відносяться такі моделі, які конструюються подумки ( матеріальна точка, математичний маятник, ідеальний газ, кристалічні грати). Їх можна фіксувати за допомогою малюнків, мультиплікації, певних символів.

Схожі роботи:

«Видання друге, перероблене та доповнене Видавництво ЕКЗАМЕН МОСКВА 2007 УДК 517 ББК 22.161.1 Ш19 Рецензенти: Бобильов Н.А. – доктор фізико-математичних наук, професор Алхутов Ю.А. – доктор фізико-математичних наук, професор Шамолін, М.В. Ш19 Деякі завдання диференціальної та топологічної діагностики / М.В. Шамолін. - 2-ге вид., перераб. та дод. – М.: Видавництво Іспит, 2007. – 318, с. ISBN 978-5-377-00761-6 Робота виникла в результаті вивчення руху літального...»

«Збірку Фізики жартують Юрій Рубченко Фізики жартують. За загальною редакцією професора Фіз. мат. наук в. ТУРЧИНА: Світ; Москва; 1966 Збірка: Фізики жартують Анотація Фізику можна порівняти із храмом. Ця будівля, що складається з багатьох будівель, зводили десятки поколінь учених. Ми захоплюємося цією величною будівлею, яка настільки величезна, що немає людини, яка може окинути її одним поглядом. У книзі Фізики жартують спроба пояснити, як це відбувалося, по можливості не застосовуючи...»

«Стверджую Декан біологічного університету Дементьєва С.М. 2012р. Навчально – методичний комплекс з дисципліни Біогеографія для студентів 3 курсу очної форми навчання спеціальність 020801.65 ЕКОЛОГІЯ Обговорено на засіданні кафедри Укладач: _ 2012р. Протокол №_к.б.н., доцент Є.С. Пухай Зав. кафедрою фізико-хімічних методів біоорганічних сполук _Г.П. Лапіна Твер - 2012 1 2. Пояснювальна запискаБіогеографія – наука про закономірності поширення та розміщення по земній кулі...»

«МАТЕРІАЛИ 50-Й ЮВІЛЕЙНОЇ МІЖНАРОДНОЇ НАУКОВОЇ СТУДЕНТСЬКОЇ КОНФЕРЕНЦІЇ Студент та науково-технічний прогрес 13–19 квітня 2012 р. КВАНТОВА ФІЗИКА Новосибірськ 2012 УДК 52 студентської конференціїСтудент та науково- технічний прогрес: Квантова фізика/ Новосиб. держ. ун-т. Новосибірськ, 2012. 37 с. ISBN 978-5-4437-0042-7 Конференція проводиться за підтримки Президії Сибірського відділення Російської Академії наук, Російського фондуфундаментальних...»

«Сьогоднішній світ і тим більше завтрашній важко уявити без комп'ютерів, телевізорів, іншої електронної техніки, що продукують слабкі електричні та магнітні змінні поля в широкому діапазоні частот. Так як ці поля значно слабші статичного магнітного поляЗемлі та її електричні поля важко було припустити, що вони небезпечні для здоров'я. З цієї причини дослідження в цьому напрямі не отримували підтримки та належної уваги. Дослідження останніх років показали, що ЕМІ...»

Kazan State 1804-2004 University Орг. зауваження та література Поточні лекції - перші 9 тижнів (18 годин) Практичні заняття по кафедрах (ще 9 тижнів – 18 год.) ЕКЗАМЕН чи ЗАЛІК? Ю.М. Прошин ЧМММ. Лекція 1 # 2 Орг. зауваження та література Гулд Х., Тобочник Я. Комп'ютерне моделювання у фізиці. Т. 1-2, 1. 1990, М.: Світ. (Аб., Ч.З. 9) Прошин Ю.М., Єрьомін І.М. Обчислювальна фізика (практичний 2. курс), 2009, Казанський університет, 180 с. (Аб., Ч.З. 9) Форсайт Дж., ... »

«І.Ю. ГРИВАНОВ О.В. ГРИВАНОВА С.М. ГРИВАНОВА БЕЗПЕКА ЖИТТЯДІЯЛЬНОСТІ Навчально-практичний посібник Владивосток Видавництво ВГУЕС 2010 ББК 68.9 Г 82 Рецензенти: Н.Г. Шкабарня, д-р техн. наук, професор кафедри геофізики та геоекології ДВДТУ; Б.Є. Ламаш, д-р фіз.-мат. наук, професор, зав. кафедрою метеорології, кліматології та охорони атмосфери ДВГУ Гриванов, І.Ю., Гриванова, О.В., Гриванова, С.М. Г 82 БЕЗПЕКА ЖИТТЯДІЙНОСТІ [Текст]: навчально-практичний посібник. - Владивосток: Вид-во ... »

«1.1 Мета викладання хірургічних хвороб Метою викладання хірургії на V курсі є навчання студентів вмінню діагностувати і лікувати хірургічні захворювання, що найчастіше зустрічаються, та їх ускладнення, як у типовому прояві, і різні їх варіанти у тому обсязі знань і умінь, які дозволили подальше навчанняв інтернатурі або клінічній ординатуріз обраної спеціальності. В результаті вивчення хірургічних хвороб Студент повинен знати: Патогенез, етіологію та...»

«Ю.Д.СЕМЧИКОВ ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНІ З'ЄДНАННЯ Допущено Міністерством освіти Російської Федерації як підручник для студентів вищих навчальних закладів, які навчаються за спеціальністю Хімія та напрямом Хімія 5 е видання, стереотипне УДК 541.64 ББК 23 73 : заслужений діяч науки Російської Федерації, д-р хім. наук, професор В. П. Шибаєв; заслужений діяч науки Російської Федерації, д-р хім. наук, професор В. П. Зубов; академік РАН Г. А. Абакумов Семчиков ... »

«Прикладні питання математики Фазові переходи води: залежність температури кипіння води та температури плавлення льоду від концентрації солі у розчині Антропова Катерина, Ніконов Михайло, МОУ Гімназія №2 м. Солікамська, 9 кл. Львова Тетяна В'ячеславівна, вчитель фізики МОУ Гімназія №2 1 Зміст I. Вступ II. Теоретична частинароботи 1. Кінетична та потенційна енергії молекул 2. Пояснення фазових переходів 1-го роду на підставі молекулярнокінетичної теорії: У підручнику названо...»

Збірник завдань та питань з фізики. Самойленко П.І., Сергєєв А.В.

10-те вид. – К.: 2013. – 176 с.

У навчальний посібник включені завдання та питання, що сприяють розвитку фізичного мислення, глибшого розуміння та засвоєння теоретичного матеріалу та виявлення зв'язків фізики з іншими предметами. Для студентів освітніх закладів середньої професійної освіти.

Формат: pdf

Розмір: 5,1 Мб

Дивитись, скачати:drive.google ; Rghost

ЗМІСТ
Передмова 3
Як вирішувати задачі з фізики 4
Частина I. ТЕОРІЯ, ЗАВДАННЯ, ПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ
Глава 1. ФІЗИЧНІ ОСНОВИ МЕХАНІКИ 6
1.1. Основи кінематики 6
1.2. Основи динаміки 11
1.3. Закони збереження у механіці 16
1.4. Основи спеціальної теоріївідносності 18
Глава 2. ОСНОВИ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФІЗИКИ ТА ТЕРМОДИНАМІКИ 22
2.1. Молекулярно-кінетична теорія будови речовини 22
2.2. Основи термодинаміки 26
2.3. Властивості газів, парів, рідин я твердих тіл 32
Глава 3. ОСНОВИ ЕЛЕКТРОДИНАМІКИ 45
3.1. Електричне поле 45
3.2. Постійний струм 54
3.3. Електричний струм у різних середовищах 60
3.4. Електромагнетизм 65
Глава 4. КОЛИВАННЯ І ХВИЛІ 72
4.1. Механічні та електромагнітні коливання та хвилі 72
4.2. Електромагнітні хвиліоптичного діапазону ( світлові хвилі) 82
4.3. Хвильові властивостісвітла 86
Глава 5. КВАНТОВА ФІЗИКА 93
5.1. Квантові властивості світла 93
5.2. Фізика атома 98
5.3. Фізика атомного ядра та елементарних частинок 103
Глава 6. ЕВОЛЮЦІЯ ВСЕСВІТУ 111
Частина ІІ. ВІДПОВІДІ
Глава 1. ФІЗИЧНІ ОСНОВИ МЕХАНІКИ 116
1.1. Основи кінематики 116
1.2. Основи динаміки 117
1.3. Закони збереження у механіці 119
1.4. Основи спеціальної теорії відносності 119
Глава 2. ОСНОВИ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФІЗИКИ І ТЕРМОДИНАМІКИ 120
2.1. Молекулярно-кінетична теорія будови речовини 120
2.2. Основи термодинаміки 121
2.3. Властивості газів, парів, рідин та твердих тіл 123
Глава 3. ОСНОВИ ЕЛЕКТРОДИНАМІКИ 128
3.1. Електричне поле 128
3.2. Постійний струм 130
3.3. Електричний струм у різних середовищах 132
3.4. Електромагнетизм 135
Розділ 4. КОЛИВАННЯ І ХВИЛІ 137
4.1. Механічні та електромагнітні коливання та хвилі 137
4.2. Електромагнітні хвилі оптичного діапазону (світлові хвилі) 141
4.3. Хвильові властивості світла 142
Глава 5. КВАНТОВА ФІЗИКА 147
5.1. Квантові властивості світла 147
5.2. Фізика атома 149
5.3. Фізика атомного ядра та елементарних частинок 151
Глава 6. ЕВОЛЮЦІЯ ВСЕСВІТ 155
Додаток 163

ПРОФЕСІЙНУ ОСВІТУ

П. І. САМОЙЛЕНКО

ФІЗИКА

ДЛЯ ПРОФЕСІЙ І ФАХІВЦІВ

СОЦІАЛЬНО-ЕКОНОМІЧНОГО

І ГУМАНІТАРНОГО ПРОФІЛІВ

Федеральною державною установою

«Федеральний інститут розвитку освіти»

як підручник для використання

у навчальному процесі освітніх установ, що реалізують програми початкової та середньої професійної освіти Реєстраційний номер рецензії 300 від 11 червня 2009 р. ФДМ «ФІРО»

6 е видання, стереотипне Москва Видавничий центр «Академія»

2014 1 УДК 53(075.32) ББК 22.3я С Рецензенти:

зам. директора з інноваційної та експериментальної діяльності ГБОУ Залізничний коледж № канд. техн. наук, доц. Т. В. Геріш;

викладач фізики ДБОУ Залізничний коледж № М. В. Богданова Самойленко П. І.

З 17 Фізика для професій та спеціальностей соціально-економічного та гуманітарного профілів: підручник для середнього проф. освіти / П. І. Самойленко. - 6-те вид., Стер. - М.: Видавничий центр "Академія", 2014. - 496 с.

ISBN 978-5-4468-0639- Наочно і переконливо показано, що все різноманіття фізичних явищ можна привести в струнку систему і зрозуміти, спираючись на невелику кількість фундаментальних законів. Для підручника характерні строга логіка, сучасні підходи до викладу матеріалу, широке використання історичних фактів. Першочергова увага приділяється фізичному змісту та межам застосування основних понять, формул, законів, теорій.

Для учнів у професійних освітніх закладах.

УДК 53(075.32) ББК 22.3я Оригінал-макет цього видання є власністю Видавничого центру «Академія», та його відтворення у будь-який спосіб без згоди правовласника забороняється © Самойленко П.І., © Освітньо-видавничий центр «Академія», ISBN 9 -4468-0639-3 © Оформлення. Видавничий центр «Академія»,

ПЕРЕДМОВА

Цей підручник разом із «Збірником завдань з фізики»

(П. І. Самойленко, 2010) входить до навчального комплекту для тих, хто навчається у професійних освітніх закладах, де на курс фізики відводиться відносно кілька годин (соціально-економічний та гуманітарний профілі). У зв'язку з цим матеріал викладено на якісній основі без використання складного математичного апарату.

Курс фізики з урахуванням сучасних вимог має відповідати професійній спрямованості. У пропонованому підручнику показано роль фізичної науки у вирішенні глобальних проблем людства, а також у становленні культури.

Особлива увага приділяється самостійній роботі учнів у процесі вивчення фізики, розвитку їх пізнавальної діяльності та вмінню виділяти головне - узагальнювати отримані знання. Для цього в кінці кожного розділу дається зведення основних понять та висновків, наводяться питання та вправи для самоперевірки.

ВСТУП

Науки про природу зародилися давно - у Стародавньому Китаї, Індії та Стародавній Греції. Слово "фізика" давньогрецького походження. Воно виникло у творах вченого-енциклопедиста Аристотеля, котрий жив у IV в. до зв. е.., і в перекладі російською мовою означає «природа» (від грец. physys - природа). У російську мову це слово ввів у 1746 р. М. В. Ломоносов, коли видав у перекладі з німецької перший у Росії підручник фізики «Вольфіанська експериментальна фізика».

Таким чином, фізика - найзагальніша наука про природу: про будову, властивості та взаємодію складових її матеріальних тіл і полів.

Фізика - наука про зміни та процеси, що відбуваються в природі, властивості живої та неживої матерії, з якої складається навколишній світ.

Фізика - наука, що вивчає найпростіші і водночас найзагальніші закономірності явищ природи, властивості та будову матерії та закони її руху.

Головна мета цієї науки – виявити та пояснити закони природи, якими визначаються всі фізичні явища.

Фізику та інші науки про природу (астрономію, біологію, хімію, геологію, метеорологію, фізичну географію тощо) називають природними. На відміну від фізики інші природничі науки вивчають об'єкти та явища, що виділяються певною ознакою, властивістю, приналежністю.

Наприклад, астрономія вивчає явища, що відбуваються з небесними тілами та їх системами; біологія - живі організми та середовище, в якому вони мешкають; геологія - будова поверхні та надр Землі, а також склад та походження гірських порід;

метеорологія - атмосферу, її будову, властивості, процеси, що у ній відбуваються, і навіть розробляє методи, дозволяють предсказывать атмосферні явища; фізична географія – зміни на Землі та в навколоземному просторі – літосфері, гідросфері та атмосфері; хімія - такий вид взаємодії, при якому одні речовини перетворюються на інші.

Як бачимо, фізичні методи дослідження широко застосовують у природничих науках.

Поштовхом до розвитку фізики як науки послужило використання закономірностей явищ природи, що мають практичне значення. Так, встановивши закони механічного руху тіл, зокрема планет, вчені створили календар, за допомогою якого могли передбачати сезонні зміни пори року, розраховувати наслідки впливу різних природних стихій тощо.

Протягом багатьох століть знання про фізичні закони природи збагачувалися та вдосконалювалися. Використовуючи їх, вчені та конструктори створювали машини, розробляли нові технології, перетворювали навколишній світ. Без перебільшення можна сказати, що немає технічних пристроїв чи приладів, сучасних технологій, під час створення яких використовувалися б знання фізики.

Що ж вивчає фізика?

Фізика вивчає фізичні явища та фізичні властивості тіл.

Рух літаків та автомобілів, звернення Землі навколо Сонця та космічної орбітальної станції навколо Землі, свічення екрану телевізора, блискавка, грім, веселка, вплив магітного поля Землі на стрілку компаса, відбиття світла від дзеркальних поверхонь, танення льоду, утворення хмар, вибухи атомних бомб та процеси, які у надрах зірок, - усе це приклади фізичних явищ. Багато фізичних явищ мають спільні властивості, і в залежності від цього можна говорити про механічні, теплові, електричні, магнітні, оптичні та інші процеси і явища.

Усі ці явища властиві неживій природі. Але багато хто з них може відбуватися всередині живих організмів. Наприклад, волога піднімається від землі до колосу по стеблі рослини; кров тече судинами в тілі людини і тварини; по нервових волокнах передаються сигнали від мозку тощо.

Крім явищ природи, фізика вивчає властивості окремих тіл, матеріального світу в цілому. Наприклад, дуже важливо знати, які тіла краще проводять теплоту або електричний струм, які матеріали слід використовувати для звукоізоляції, якою речовиною потрібно покрити екран телевізора, щоб на ньому можна було отримати зображення, з якої речовини слід виготовити плівку для магнітофона, щоб записати на ній звуковий сигнал, і т. д. Відповісти ці питання можна, якщо досліджувати відповідні властивості тел. Таким чином, фізика - фундаментальна наука про властивості та будову матерії, закони її руху.

Структурні рівні організації матерії Відповідно до сучасних природничо-наукових уявлень усі об'єкти неживої та живої природи є упорядкованими, структурованими, ієрархічно організованими та взаємопов'язаними системами. На основі системного підходу, що враховує фундаментальний характер взаємодії об'єктів природи та відносини між ними, всі відомі нині об'єкти матеріального світу залежно від їх розмірів умовно відносять до мікро-, макро- чи мегасвіту.

Природно-науковий метод пізнання, його можливості та межі застосування. Фізика - скарбниця наукової інформації про навколишній світ. Але вона цінна як обсягом накопичених знань про природу, а й своїм методом наукового пізнання, однією з основоположників якого є італійський фізик Галілео Галілей (1564 - 1642). Цей метод визначають як послідовність кількох етапів, найважливішими з яких є:

1) спостереження явищ, яке можливе завдяки органам чуття людини та використовуваним приладам при дослідженні явища;

2) висування гіпотези - ймовірного судження про закономірний зв'язок явищ;

3) створення теорії на основі висунутої гіпотези, що дозволяє обговорити сукупність явищ, що спостерігаються, передбачати явища ще невідомі, передбачати хід їх розвитку;

4) експериментальна перевірка висунутої гіпотези та теоретичних наслідків, які з неї.

Перший етап відбувається як безпосереднього спостереження явищ. Чуттєвий досвід, вважав Галілей, привертає нашу увагу до явища, що спостерігається, але не відкриває законів природи, оскільки вони «написані мовою математики».

За чуттєвим досвідом має йти висування гіпотези - науково обгрунтованого пропозиції про внутрішні зв'язки, управляючих даними явищами чи сукупністю явищ. Висунення гіпотези - творчий процес, у якому силою розуму створюється абстрактна модель явища, що спостерігається, здатна зробити його зрозумілим для нас. Тому вивчення будь-якого явища починається з виділення головного, від чого воно залежить, і відкидання другорядних факторів, що не впливають на нього суттєво. Подібне спрощення називають моделюванням.

Моделювання - один з методів наукового дослідження, в якому фізичне явище (об'єкт), що вивчається, замінюється іншим, подібним з ним, - моделлю. Моделі можуть бути матеріальними та ідеальними.

До матеріальних відносяться такі моделі, які складаються з речових елементів та реально функціонують. Вони призначені для відтворення структури об'єкта, характеру перебігу та сутності аналізованого процесу. Наприклад, моделлю рідини може бути річковий пісок, моделлю земної кулі - глобус. Планетарій є пристроєм, за допомогою якого демонструють моделі зоряного неба, Сонячної системи та різних небесних явищ.

До ідеальних належать такі моделі, які конструюються подумки (матеріальна точка, математичний маятник, ідеальний газ, кристалічні грати). Їх можна фіксувати за допомогою малюнків, мультиплікації, певних символів.

Однак усі перетворення елементів моделі здійснюються у свідомості людини з логічних, математичних, фізичним правиламта законам.

З появою нових поколінь ЕОМ у науці набула широкого поширення комп'ютерне моделювання з допомогою спеціально створених цієї мети програм.

Після побудови моделі розпочинається її вивчення (теоретичний аналіз). Висновки, отримані при цьому, перевіряють, чи з'ясовують їх відповідність науковому експериментучи результатам практичної діяльності. Не можна чисто теоретично встановити, придатна дана модельдля опису конкретного явища чи ні. Тільки досвід, практика дають впевненість у правильності тієї чи іншої моделі явища.

Однією з перших моделей історія науки була модель будови речовини з неподільних і постійних атомів. Ця модель допомогла зрозуміти більшість природних процесів, з якими людина зустрічається щодня, і дати їм природне пояснення. І хоча сучасні уявленняпро атоми істотно відрізняються від уявлень Демокріта, в основі своєї атомістичної моделі будови речовини виявляється застосовною в науці і сьогодні.

Розвитком атомістичної моделі будови речовини стала модель ідеального газу. Ця модель дозволила від якісного пояснення природних явищ перейти до встановлення кількісних зв'язків між різними фізичними величинами, що характеризують властивості газів. На основі цієї моделі було виведено формулу, що визначає тиск p газу через концентрацію n молекул газу та середню кінетичну енергію E однієї молекули: p = nE, і встановлено, що середня кінетична енергія E безладного поступального руху молекул ідеального газу пропорційна абсолютній температурі T газу:

де k – коефіцієнт пропорційності, k = 1,38 · 1023 Дж/К – постійна Больцмана.

Створення М. Фарадеєм моделей електричних та магнітних полів як безперервних, що заповнюють весь світовий простір, матеріальних носіїв електромагнітних взаємодій тіл сприяло швидкого прогресув експериментальних та теоретичні дослідженняелектромагнітні явища.

Після створення абстрактної моделі явища слідує етап математичного розвитку гіпотези. Якщо він призводить до висновку наслідків, не відомих раніше науці та доступних експериментальній перевірці, то гіпотеза стає фізичною теорією.

Фізична теорія - система узагальнених знань, що описує, пояснює сукупність явищ реального світуі передбачає якісь нові явища чи властивості досліджуваних об'єктів. На відміну від практики, теорія не містить процесу безпосередньої взаємодії людини з реальним світом.

Предметом вивчення теорії є абстрактні поняття, створені думкою, розумом людини на основі практики взаємодії людини із реальним світом.

Наукова теорія для пояснення відомих наукових фактівпропонує як гіпотезу уявну модель об'єктів, що вивчаються, і явищ реального світу, що не містить внутрішніх логічних протиріч. З цієї гіпотези виводять слідства, які невідомі раніше і допускають експериментальну перевірку.

Наприклад, думка, що панувала в науці протягом майже двох тисячоліть, висловлена ​​Аристотелем про те, що важкі тіла падають на землю швидше за легені, Галілей спростував, кидаючи кулі різної маси з Пізанської вежі. Однак, встановивши досвідченим шляхом закони падіння тіл на Землю, Галілей не зміг пояснити причину їхнього падіння. І лише І. Ньютон висловив гіпотезу, за якою причиною падіння всіх тіл є тяжіння їх до Землі. Потім ця гіпотеза, отримавши математичне оформлення, перейшла до закону всесвітнього тяжіння, згідно з яким маса тіла виявилася не тільки мірою сили тяжіння будь-яких тіл до Землі, а й мірою сили взаємодії цих тіл з іншими тілами у Всесвіті.

Фізична теорія поєднує кілька досвідчених закономірностей та гіпотез і дає пояснення цілій галузі явищ природи з єдиної точкизору. Теорія дозволяє не тільки пояснювати явища, що вже спостерігалися, а й передбачати нові.

Так, Д. І. Менделєєв на основі відкритого ним періодичного закону передбачив існування кількох нових хімічних елементів.

Усі фізичні теорії побудовані або методом принципів, або методом модельних гіпотез.

В основі фізичної теорії, побудованої за методом принципів, лежать два-три вихідних положеньотримані шляхом узагальнення великої кількостіекспериментальних фактів Ці становища становлять принципи теорії. Усі інші експериментальні факти пояснюються чи передбачаються під час теоретичних побудов, що спираються на ці принципи Так побудовано, наприклад, класичну механіку, в основі якої лежать три закони Ньютона.

Якщо фізична теорія побудована з урахуванням модельної теорії, зазвичай пропонується якась модель як образ, спрощено характеризує аналізований матеріальний об'єкт. Наприклад, можна уявити, як «виглядає» атом будь-якої речовини (як він влаштований), що утримує електрони та ядро ​​в єдиному цілому і чому атом у багатьох явищах «неподільний», яким законам підпорядковується рух електронів в атомі, і т.д.

За допомогою моделі електрона та електромагнітного полявчені намагаються пояснити різноманітні фізичні явища (наприклад, електризацію тіл, походження електричного струму, намагнічування тіл). Якщо пояснення вдається, модель визнається правильною. У результаті пізнання модель зазвичай уточнюється, поглиблюється і більш точно відбиває властивості реального об'єкта.

Проте фізиці відомі як плідні теорії, і помилкові, не витримали експериментальної перевірки, наприклад теорія теплорода. Ця теорія пояснювала нагрівання тіл збільшенням, а охолодження - зменшенням теплороду, що міститься в них. Але найпростіші явища, наприклад, нагрівання тіл при терті, вона пояснити не могла.

Заключним етапом методу наукового пізнання є експериментальна перевірка гіпотези чи теорії. Експеримент – це спеціально поставлений досвід, який дозволяє практично перевірити той чи інший закономірний зв'язок явищ.

Наприклад, тиск світла теоретично передбачив англійський фізик Дж. Максвелл ще 1873 р., але експериментально його виявив і виміряв російський учений П. М. Лебедєв лише 1890 р.

Доки гіпотеза або теоретичні висновки, що випливають з неї, не підтверджені експериментально, що містяться в них твердження вважаються ймовірними. Експериментально перевіряються стійкі кількісні зв'язки між явищами, виражені у вигляді математичних формул.

Якщо така залежність встановлена, то кажуть, що відкрито досвідчений фізичний закон.

У зв'язку з величезною роллю експерименту у фізиці її вважають експериментальною наукою. Але при вивченні будь-якого фізичного явища в рівною міроюнеобхідні і експеримент, і теорія.

Нерідко теоретичні висновки не повністю узгоджуються з результатами експериментальних досліджень. Зазвичай це веде до уточнення (часто до ускладнення) гіпотези чи прийомів обчислень. Вивчення явища здійснюється заново, але вже на інших засадах, які більш точно відображають реальну дійсність.

"Спостереження - теорія - експеримент, і знову все спочатку - така нескінченна, спіраль, що йде вгору, по якій рухаються люди в пошуках істини", - писав відомий вітчизняний фізик Б. Мігдал.

Фізичні закони та межі їх застосування. Фізичний закон встановлює кількісну залежність одних фізичних величин з інших. Закони можуть бути отримані двома способами: у результаті узагальнення даних експериментів (досвідчені закони) або шляхом висновків із відомих законів (теоретичні закони).

Деякі закони, відкриті досвідченим шляхом, пізніше отримали теоретичне поясненнянаприклад досвідчений закон Архімеда.

Оскільки закони завжди базуються на обмеженому експериментальному матеріалі, вони є приблизними і мають межі застосування.

Слід зазначити, що зв'язки між фізичними величинами, що характеризують різні фізичні процеси, бувають двох видів – динамічні та статистичні. Динамічними називають такі закономірності, які точно відомі причини дозволяють отримувати точно відомі слідства.

Динамічний характер мають закономірності взаємодії тіл силами всесвітнього тяжіння, дії електромагнітних полів на електричні заряди та багато інших.

Статистичними називають такі закономірності, у яких точно відома причинане дозволяє отримати достеменно відоме слідство, а вказує лише ймовірність. Статистичні закономірності встановлюються у разі взаємодії великої кількості тіл, що взаємодіють, або неконтрольованого і випадковим чином змінюється в часі зовнішнього впливуодне тіло. Статистичний характер мають усі закономірності, що описують процеси в мікросвіті.

Будь-які фізичні теорії та закони мають певні межі застосування. Межі застосування теорії визначаються, передусім, умовою застосування фізичної моделі, використаної при створенні теорії. Експериментально встановлені закони застосовні лише за умов, у яких встановлено.

Наприклад, якщо в молекулярно-кінетичній теорії використана модель ідеального газу, то висновки та закони цієї теорії застосовні до реальних газів лише в тому випадку, якщо властивості реального газу наближаються до властивостей ідеального газу. Закон збереження енергії встановлений експериментально для ізольованих систем, тому й очікувати на його виконання можна лише в ізольованих системах.

Класичний закон складання швидкостей експериментально встановлений у дослідах при значеннях швидкостей руху тіл, значно менших за швидкість світла. Тому немає підстав для впевненості в його застосовності при швидкостях руху, близьких до швидкості світла. І в експериментах дійсно виявлено, що при швидкостях, близьких до швидкості світла діє інший закон складання швидкостей, названий релятивістським законом складання швидкостей.

Зв'язок фізики з астрономією Фізика вивчає загальні закониприроди, і тому багато природничих наук тісно пов'язані з фізикою. Зокрема, існують такі суміжні розділи цієї науки, як біофізика, геофізика, фізична хіміяі т. п. Але особливо тісно пов'язана з фізикою астрономія. Астрономія вивчає рух зірок, планет, супутників, процеси, що відбуваються в атмосфері планет, у зірках та інших небесних тілах (рис. В.1, В.2). Провідним розділом сучасної астрономії є астрофізика.

Астрофізика - це частина астрономії, яка вивчає фізичні властивості небесних тіл та процеси, що протікають у них та у космічному просторі.

При цьому широко використовуються фізичні законитому вона і отримала таку назву. Так, з одного боку, астрофізика займається розробкою та застосуванням фізичних методів дослідження небесних тіл, а з іншого - на підставі законів фізики дає пояснення спостерігається у Всесвіті явищ і процесів. Наприклад, одним із найважливіших методіввивчення складу речовини є спектральний аналіз, який дозволив довести, що зірки і Земля складаються з тих самих хімічних елементів (атомів), що свідчить про єдність речовини у Всесвіті. Крім того, астрофізика є важливим стимулом для розвитку сучасної теоретичної фізики.

Наприклад, питання про атомну енергію почало розроблятися на основі даних про енергетичної світностіСонця та зірок.

Зрештою, астрономічні спостереженнядозволяють вивчати поведінку речовини за умов, які штучним шляхом у земних умовах нездійсненні. З цієї точки зору Всесвіт можна розглядати як неповторну та невичерпну природну фізичну лабораторію. Наприклад, більшість про елементарних частинок було відкрито у космосі.

Середня енергія частинок первинного космічного випромінювання (на верхньому кордоніатмосфери) становить близько 104 МеВ. Окремі частки мають енергію порядку 1012 МеВ, тобто. космічні Рис. В. кі ​​промені є джерелом часток надвисоких енергій, ще не досягнутих в лабораторних умов. При взаємодії таких частинок з речовиною відбуваються нові Рис. В. ядерні реакції, вивчення яких поглиблює наші знання про властивості ядер та елементарних частинок.

Космос – це природна фізична лабораторія. У ній інтенсивно відбуваються явища, неможливі у земних умовах (наприклад, нагрівання тіл до мільйонів градусів). У космосі є небесні тіла, подібні до Землі, якою вона була мільйони років тому або якою вона стане в далекому майбутньому. Тому, вивчаючи космос, людина поглиблює свої знання про Землю, в тому числі про себе.

Земля – це мізерна частина Всесвіту. На процеси, які у земної атмосфері, і життєдіяльність всіх організмів Землі істотно впливають інші планети, і навіть Сонце і Місяць. Це теж об'єкти вивчення астрофізики - науки, що відкриває двері перед людством у величезний, дивовижний і прекрасний світ зірок, комет, туманностей та галактик, що визначила просторові та часові масштаби цього динамічного та складного світу.

Розділ астрономії, що вивчає походження та розвиток небесних тіл, називається космогонією (від грец. kosmos – Всесвіт і genos – походження). Космогонія відповідає на питання, як і коли виникли Всесвіт, галактики, зірки, планети, які на них відбуваються фізичні змінита процеси.

Космологія є вчення про Всесвіт в цілому, про її найбільш загальні властивості.

Значно збільшила можливості вивчення Землі та інших небесних тіл космонавтика (від грецьк. kosmos + pautike – коралевведення) – наука про польоти в космічний простір; сукупність галузей науки і техніки, які проводять дослідження та освоєння космічного просторупотреб людей з використанням космічних літальних апаратів. Космонавтика вирішує такі проблеми: розрахунок траєкторії, конструювання космічних ракет, двигунів, бортових систем управління, пускових комплексів, систем зв'язку та інформації, створення бортових систем забезпечення життєдіяльності людського організмув умовах космічного польотута ін.

Основоположником космонавтики є видатний російський вчений Костянтин Едуардович Ціолковський (1857 – 1935), який теоретично обґрунтував можливість підкорення космосу за допомогою ракет. Насправді це здійснив академік Сергій Павлович Корольов (1906 –1966). Початок практичної космонавтики було покладено 4 жовтня 1957 р., коли нашій країні було запущено перший штучний супутник Землі. Незабаром після цього, в 1959 р., були запущені вітчизняні міжпланетні автоматичні станції для дослідження Місяця та отримані фотографії його зворотного, не видимого із Землі боку. Старт «Сходу» 12 квітня 1961 р. з першим у світі космонавтом Юрієм Олексійовичем Гагаріним (1934 – 1968) на борту відкрив вік космічних польотів.

У 1969 р. американські астронавти Н. Армстронг та Е. Олдрін вийшли з космічного корабля на поверхню Місяця. Космічні дослідженняне обмежуються вивченням Землі та її супутника Місяця.

В даний час запущені автоматичні міжпланетні станціїдо Марса, Венери, Юпітера. Обговорюється ідея спільної експедиції вітчизняних та американських астронавтівдо планети Марс.

Єдність законів природи для земних та космічних явищтісно пов'язує фізику та астрономію. Так, рух планет навколо Сонця і падіння тіл на землю відбувається під дією однієї і тієї ж сили – сили тяжіння (гравітаційної). Рух космічних апаратівздійснюється за законами, які були відкриті на Землі при вивченні руху тіл, що вільно падають.

Розвиток астрономії, зокрема астрофізики та космонавтики, сприяє розвитку фізики. Всесвіт для вчених є величезною фізичною лабораторією. Речовина в ній нерідко знаходиться в таких станах, які не можна отримати в земних умовах.

Багато фізичні відкриттябули зроблені під час аналізу явищ у космосі. Так, інертний газ гелій (від грец. Helios - Сонце) було відкрито для дослідження сонячного світла, та був його виявили у атмосфері Землі.

Роль фізики у техніці, виробничої діяльності і у розвитку цивілізації Розвиток фізики зумовлено потребами техніки. З одного боку, необхідність технічного прогресу визначає тематику фізичних досліджень, з іншого боку, від рівня розвитку техніки залежать можливості, що застосовується в наукових дослідженняхапаратури.

Між наукою та виробництвом, наукою та практикою є досить складні відносиниале незалежно ні від чого всі ці види людської діяльностіне можуть існувати без повної взаємозумовленості та взаємозв'язку. Можна навести безліч прикладів, коли наука (теорія) обганяла практику і, навпаки, практика (техніка) впливала розвиток теорії.

Відомо, що теоретичні основи руху тіл за межами земного тяжіння були сформульовані в працях І. Кеплера (1571-1630) та І. Ньютона (1643 -1727), які відкрили закони руху небесних тіл і з'ясували причини цього руху. Однак від теорії до практичного використанняцих законів у космонавтиці пройшло близько трьох століть, поки не були підготовлені технічні умови для запуску першого штучного супутника Землі та польоту людини в космос: виготовлено особливо міцні матеріали для будівництва космічного корабля, створено пальне для двигунів, розроблено засоби керування та зв'язку, а головне - відкрито новий вид руху та сконструйовано реактивні двигуни та ракети, здатні вивести корисне навантаження за межі Землі. Ще одним прикладом відкриття, зробленого "на кінчику пера", служить розрахунок орбіти планети Нептун, а потім і її виявлення в 1846 р. Так було ще раз продемонстровано велич науки, важливе значення теорії в процесі пізнання навколишнього світу.

Наведемо кілька зворотних прикладів. Незважаючи на те, що люди вже давно використовували в практиці теплові явища і навіть створили парові машини, теорія теплових двигунів була запропонована С. Карно лише в 1824 р. і тільки тоді був показаний метод дослідження процесів та визначення коефіцієнта корисної дії цих машин. З'явилися двигуни внутрішнього згоряння, холодильні машини та реактивні двигуни.

Фізика має велике практичне значення. На основі фундаментальних фізичних теорійрозвиваються сучасна техніка разом із нею продуктивні сили суспільства. В наші дні, в епоху інтенсивного науково-технічного прогресу, здійснюється безпосередній зв'язок науки (насамперед фізики) з виробництвом. Цим пояснюється небачений раніше технічний прогрес, характерний сучасного суспільства.

Вся сучасна техніка ґрунтується на широкому застосуванні результатів досліджень у фізиці. Фізику тому вважають основою техніки, наголошуючи, що фізика сьогодні – це техніка завтра. Прикладом, що підтверджує цю думку, може бути комп'ютеризація сучасного виробництва, проникнення електронно-обчислювальної техніки у всі сфери життя. Рухом сучасних повітряних та океанських лайнерів, польотом космічних кораблів, автоматичними процесами керують електронно-обчислювальні машини (ЕОМ). Вони виробляють найскладніші математичні розрахунки і вирішують завдання різних галузяхлюдської діяльності (від управління виробництвом до медицини та лінгвістики). Нині створюються ЕОМ, які виробляють кілька мільйонів математичних операцій на секунду. Які ж великі сили людського розуму, який створив собі такого розумного помічника!

Комп'ютеризація як один із напрямів науково-технічного прогресу заснована також на досягненнях фізики, зокрема фізичної електроніки, в рамках якої створюються компактні напівпровідникові та магнітні елементи, що входять до конструкції ЕОМ. Поки що з комп'ютеризацією виробництва в нашій країні справа дещо гірша, ніж у низці інших цивілізованих країн.

На законах фізики засновано роботу різноманітних машин, що використовуються в промисловості, сільському господарстві, залізничному, повітряному, автомобільному, водному транспорті. Сучасна промисловістьчорної та кольорової металургії, машинобудування, хімічна промисловість, верстатобудування, харчова промисловість, промисловість будівельних матеріалів та багато інших галузей народного господарствапотребують контролю та управління технологічними процесами. Контроль та управління технологічними процесами в даний час при широко розвиненій автоматизації виробництв здійснюються різноманітними теплофізичними, електронними, радіоелектронними, оптичними приладамита ЕОМ. Тому з'явилися цілі галузі приладобудівної промисловості, нерозривно пов'язані з фізичними лабораторіями університетів та науково-дослідних інститутів. Російської академіїнаук (РАН). Наука у фізичних лабораторіях стає продуктивною силою.

Наше життя неможливе без енергетики, в основі якої також лежать закони фізики з таких її розділів, як термодинаміка, електродинаміка, атомна та ядерна фізика. Про рівень розвитку держави та рівень життя народу судять з енергоозброєності.

Досягнення фізики другої половини XX ст. глибоко проникли та інші галузі наукових знань. Якщо раніше в галузі природничих наук відбувався процес відокремлення, диференціації окремих наук (біології, геології, хімії та ін.), то тепер у результаті розквіту фізичних знань та методів досліджень знову почалося їх зближення та з'явилися інтегративні науки, такі як біофізика, геофізика, фізична хімія, хімічна фізика, агрофізика, астрофізика, радіоастрономія та ін.

Комплексне вивчення фізичних процесів, що відбуваються в атмосфері, гідросфері та земної кори, різними наукамидозволяє оптимально та цілеспрямовано вирішувати екологічні проблеми, пов'язані з роботою промисловості та транспорту.

Люди з давніх часів користувалися духовими та струнними музичними інструментами. Проте розвиток радіоелектроніки, фізики електромагнітних коливаньсприяло створенню нових музичних інструментів. Кольорова музика вийшла з періоду лабораторних експериментів і отримала путівку в життя. Зараз нікого вже не дивують звукове, широкоекранне та широкоформатне кіно, стереокіно, мікрофони, підсилювачі, відеомагнітофони, стереопрогравачі, DVD-програвачі та інші апарати запису та відтворення звуку, адже в основі всього цього лежить фізика!

Вам, можливо, здається, що ми перегнули ціпок із високою оцінкою фізики як лідера природознавства? Справді, фізика дала людині як вихід у космос, ЕОМ, атомну енергію, але й трагедію Хіросіми, Нагасакі, Чорнобиля Чи не несе наука людству горе та страждання? Чи не слід у зв'язку з цим пригальмувати розвиток науки? Як би ви відповіли на ці запитання? А ось що сказав із цього приводу відомий фізикА. Ейнштейн: «Відкриття поділу урану загрожує цивілізації лише винахід сірників. Подальший розвитоклюдства залежить від його моральних підвалин, а не від рівня технічних досягнень». Подумайте над тим, як би ви розвинули та обґрунтували цю думку (підискутуйте з А. Ейнштейном).

Пригальмувати та зупинити розвиток науки не можна. Наука забезпечує розвиток виробництва, при цьому виникають нові питання, які потребують наукових відповідей. Потреби виробництва є рушійною силоюрозвитку науки. Але річ не тільки в цьому. Видатний французький фізик Луї де Бройль зазначав: «Науковий прогрес багато в чому завдячує почуттю. Якщо він існує, то тому, що люди любили та люблять науку». І це кохання незнищенне, тому що людина - мисляча істота. «Думаю - значить існую», - підкреслював французький мислитель Р. Декарт. А думки не зупиниш. Зупиняти треба не думку, не науку, а аморальні дії людей, які в варварських та нелюдських цілях використовують най видатні досягненнялюдського розуму. Фізику зазвичай роблять люди з чистою совістю. Ось кілька штрихів до портретів окремих фізиків, що відображають їхні думки та вчинки.

П'єр Кюрі - відомий французький фізик, який вивчав радіоактивність, - піддав радіоактивному випромінюванню свою руку, щоб дослідити його фізіологічна діятоді ще нікому не відоме. Виникла велика виразка, яка повільно гоїлася, а він скрупульозно описував вплив випромінювання на руку і перебіг загоєння виразки. У відповідь на повідомлення про подання його до ордена він відповів: «Прошу Вас, будьте ласкаві передати пану міністру мою подяку і поінформувати його, що я не маю жодної потреби в ордені, але дуже потребую лабораторії». На вечорі, присвяченому його вшануванню, головним заняттям П. Кюрі був підрахунок в думці числа фізичних лабораторій, які можна було б обладнати на виручку від продажу золотих та діамантових прикрас, що належать дамам вищого суспільства, які були присутні на цій урочистості.

Як бачимо, роль фізики в матеріальному та духовному житті людини настільки велика, що її елементи подібно до літератури та музики безсумнівно повинні бути надбанням кожної культурної людини. На думку лауреата Нобелівської премії професора І. А. Рабі, фізика становить серцевину гуманітарної освіти нашого часу.

Поняття про фізичну картину світу Надзвичайно велике філософське значенняфізики. Уявлення про будову та розвиток Всесвіту у світлі останніх наукових відкриттів, і навіть законів, описують відомі форми руху матерії, становить сучасну фізичну картину світу - основу наукового світогляду. У той же час виникає питання: чи є ця картина цілком закінченою, що істинно відображає реальний світ?

Прагнення створити єдину теорію, що пояснює загальний розвиток природи як Землі, і у всьому Всесвіту, має давню історію. Ще у XVIII ст. склалась механічна картина світу. Вченим того часу здавалося, що закон всесвітнього тяжіння та закони динаміки І. Ньютона пояснюють не тільки стійкість Сонячної системи, а й усілякі рухи у навколишньої людиниприроді, у Всесвіті.

Основний зміст механічної картини світу образно висловив один із творців теоретичної механікифранцузький учений П. Лаплас: Дайте мені початкові умови, І я розрахую весь світ». Отже, все різноманіття явищ у Всесвіті зводилося до суто механічного руху.

У ХІХ ст. почалася докорінна ломка загальних уявлень про закони природи, що радикально змінила все наше світорозуміння. Завдяки розвитку вчення про властивості світла, а також електродинаміки Д. К. Максвелла фізика остаточно була звільнена від кайданів суто механічної картини світу, яка не могла пояснити багато явищ, що спостерігаються в природі. Почалося становлення нової електромагнітної, чи класичної, картини світу, у межах якої механічне взаємодія частинок і тіл доповнювалося електромагнітною взаємодією. Проте непорушним принципом, проголошеним ще І. Ньютоном, залишався принцип абсолютного простору та часу. Вважалося, що простір однаково завжди і скрізь і не залежить від фізичних тіл, що у ньому перебувають, ні від явищ, що у ньому відбуваються. Образно кажучи, простір - це сцена, де розігруються реальні події. Але навіть якщо на сцені немає акторів, сцена залишається сценою. У тому сенсі йшлося і час. Воно тече саме собою рівномірно в усіх точках простору і жодних фізичних процесів і явищ залежить. Згідно з класичною картиною світу Всесвіт нескінченний у просторі та часі і в цілому абсолютно незмінний. Вона завжди була такою, якою зараз, і завжди такою залишиться. Лише окремі тіла у Всесвіті мають свою історію. Вони з'являються, розвиваються, гинуть. З речовини загиблих тіл утворюються нові тіла. Говорити ж про історію самого Всесвіту немає сенсу.

У XX ст. у зв'язку з відкриттям релятивістських та квантових законівфізики відбувся черговий революційний переворот у стилі людського мислення. Він розширив його рамки та принципи, впевнено вивів науку за межі наочного, у глибини світогляду. Сучасна фізика опанувала і оперує формальним з такою ж легкістю та впевненістю, як і наочним.

У цьому неоціненний внесок нової фізики у загальнолюдську культуру. При цьому класична картина світу поступилася місцем сучасної. Ця зміна відбувалася у запеклій боротьбі ідей, гіпотез, теорій. Найбільш важливі з цих теорій – теорія відносності, квантова теорія, теорія гарячого Всесвіту – лежать в основі сучасної фізичної картини світу.

Отже, аналізуючи викладене, бачимо, що з розвитку науки одна картина світу змінювала іншу. Ось чому не можна стверджувати, що сучасну картину світу не буде замінено в майбутньому більш досконалою.

Але тоді постає питання: який сенс її вивчати, а тим паче класичну фізику? На це питання дав вичерпну відповідь видатний датський фізик, лауреат Нобелівської премії Нільс Бор. Він висунув принцип, згідно з яким нова теоріяне скасовує стару теорію, а тільки включає її в себе як окремий граничний випадок.

Дійсно, при вирішенні багатьох практичних завданьнас цілком влаштовує класична фізика. Щоб побудувати будинок, зібрати автомобіль або токарний верстат, запустити штучний супутник Землі, досить міцні знання класичної фізики. Однак створити лазер, атомний криголам або термоядерний реакторбез знань сучасної фізикивже не можна.

У той же час, не вивчивши класичну фізику, неможливо зрозуміти квантову теоріюта теорію відносності. Також неможливо осмислити проблеми сучасної астрофізикиі теорію гарячого Всесвіту, не розібравшись у питаннях елементарної астрономії, що починається з візуальних спостережень піднебіння.

Світ - це єдине ціле, і людина може і повинна створити у своїй свідомості загальну картинуприроди. Впевненість у цьому була і залишається джерелом невичерпного оптимізму та надзвичайної наполегливості, з якими фізики всіх епох шукали та шукають загальні закони природи, з яких складається узагальнений образ, модель природи, що лежить в основі нашого світорозуміння. «Людина прагне якимсь адекватним способом створити у собі міцну та ясну картину світу. Вищим обов'язком фізиків є пошук тих спільних елементарних законів, З яких можна отримати картину », - зазначав А. Ейнштейн.

Можна забути закони Архімеда та Ома, явище дифузії та багато іншого, що є у фізиці (якщо твоя професія не пов'язана з точними науками), і бути культурною людиною. Однак у кожного з вас в результаті вивчення фізики має скластися насамперед загальне розуміння того, як улаштований світ, тобто фізична картина світу. Таким чином, фізика як наука, що дає методологічні та світоглядні знання та норми мислення, є найважливішим елементом загальнолюдської культури.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ

2. Що таке матерія?

3. Які структурні рівні організації матерії?

4. Що вивчає фізика? У чому завдання фізики?

5. Які науки про природу вам відомі? 6. Чому фізику вважають лідером природознавства?

7. Як пов'язані між собою фізика та астрономія?

8. Як пов'язані між собою фізика та техніка, фізика та виробництво?

9. Що являє собою природничо-науковий методпізнання?

10. Що є фізичні закони та які межі їх застосування?

11. Використовуючи свої спостереження за навколишнім світом, наведіть приклади, що ілюструють застосування фізики у виробництві та техніці.

12. Які сфери життя, на вашу думку, ще не проник науково-технічний прогрес?

13. На вашу думку, чи не несе наука людству страждання?

14. Яку роль грає фізика у житті сучасного суспільства?

15. Яке місце посідає фізика у системі культури за умов науково-технічного прогресу?

16. У чому полягають загальнолюдські цінності фізики?

17. Що являє собою сучасна фізична картина 18. Які перспективи та напрями розвитку сучасної наукової картини світу?

Теми доповідей та рефератів 1. Матерія, форми її руху та існування.

2. Перший російський академік М.В.Ломоносов.

3. Великий Н.Коперник та революція в природознавстві.

4. К.Е.Ціолковський - основоположник космонавтики, вчений та патріот.

5. Досягнення сучасної космонавтики та перспективи її розвитку.

6. Мистецтво та процес пізнання.

7. Фізика та музичне мистецтво.

8. Вплив світла на витвори мистецтва.

9. Кольорова музика.

10. Фізика у сучасному цирку.

Схожі роботи:

«РОСІЙСЬКА АКАДЕМІЯ ОСВІТИ Асоціація Професійна освіта О.М. НОВИКІВ ДОКТОРСЬКА ДИСЕРТАЦІЯ? Посібник для докторантів та здобувачів наукового ступеня доктора наук Видання третє, перероблене та доповнене Москва Егвес 2003 УДК 37 ББК 74с Новіков А.М. Н 73 Докторська дисертація?: Посібник для докторантів та претендентів наукового ступенядоктора наук. - 3-тє вид. - М.: Видавництво Егвес, 2003. - 120 с. ISBN 5-85449-126-5 У посібнику розглядаються гносеологічні основи докторського...»

«4 Електродіагностика, електростимуляція та імпульсна низькочастотна елек тротерапія (експериментальні, клінічні та методичні аспекти)./ Автори: доктор медичних наук В.Ю. Гуляєв, кандидат фізикоматематичних наук В.А. Матвєєв, доктор медичних наук І.Є. Оранський. Підприємство МАГНОН. Єкатеринбург, 2004, с. 104. Уральська Державна Медична Академія. Редактор: Матвєєв А.В. У роботі узагальнено та систематизовано дані про електродіагностику та електростимуляцію...»

«Федеральна державна бюджетна освітня установа вищої професійної освіти Тверський державний університет Біологічний факультет Кафедра ботаніки СТВЕРДЖУЮ Декан біологічного факультету Дементьєва С.М. 2012р. НАВЧАЛЬНО – МЕТОДИЧНИЙ КОМПЛЕКС з дисципліни МОНІТОРИГ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА для студентів 4 курсу очної форми навчання спеціальність 020801 ЕКОЛОГІЯ Обговорено на засіданні кафедри Укладач: _ 2012 р. к.б.н. Іванова Протокол № Зав. кафедрою_...»

«Напрямок підготовки магістрів 210100 Електроніка та наноелектроніка Магістерська програма Твердотільна мікро- та наноелектроніка Зміст Методи математичного моделювання 1 2 Історія та методологія науки і техніки в галузі 2 10 електроніки Іноземна мова 3 18 Економіка 4 31 Системи пам'яті 5 40 Напівпровідникові нетрадиційні джерела струму 6 47 Актуальні проблеми сучасної електроніки та 7 наноелектроніки Комп'ютерні технології у наукових дослідженнях 8 Проектування та...»

«Огляд новин освіти 26-30 серпня Новини освіти У Москві цього року створять десятки внутрішньовузівських ліцеїв У 2020 році влада очікує демографічний провал у перших класах Потрібна нова філософія освіти Десять основних положень нового закону про освіту Фінська мова як основна іноземна скоро стане реальністю в Росії Школа майбутнього: ТОП-10 інноваційних технологійдля навчання Рада зі стандартів затвердила федеральна державний стандартдошкільної освіти...»

«До 150-річчя Клоду дебюсі 7 Олена Ровенко аНРі беРГсоН: МУЗИКУ дебюссі - Це МУЗИКУ “LA DURE” Герої цієї статті не потребують рекомендації. Однак, хоча Анрі Бергсон і Клод Дебюссі і були сучасниками, кожен із яких сказав нове слово у своїй галузі, зв'язок між цими іменами вгадується далеко не відразу. Справді, з одного боку - філософ, який розмірковує про феномен часу, з іншого - музикант, що витончено-іронічно ставиться до високих матерій. Метафізика - це...»

«МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ Федеральна державна бюджетна освітня установа вищої професійної освіти КУБАНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РОБОЧА ПРОГРАМА ЗАТВЕРДЖУЮ Декан факультету Зах. Онищенка 201 р. дисципліни ФІЗИКА для бакалаврів за напрямом 110400. 62 Агрохімія кваліфікація бакалавр профіль підготовки Захист рослин факультету Агрохімії та ґрунтознавства, захист...»

«Державна бюджетна освітня установа вищої професійної освіти Московської області Міжнародний університет природи, суспільства та людини Дубна (Університет Дубна) Факультет природничих та інженерних наук Кафедра Ядерної фізики НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛІНИ ФІЗИКА КОСМІ00 Магістерська програмаФізика ядра та елементарних частинок Дубна, 2011 1 УМК розроблено к.ф.-м.н., доцентом Л.Г.Ткачовим Протокол засідання кафедри...»

«Н.В. Комарова Я.С. Каменців ПРАКТИЧНЕ КЕРІВНИЦТВО З ВИКОРИСТАННЯ СИСТЕМ КАПІЛЯРНОГО ЕЛЕКТРОФОРЕЗУ КАПЕЛЬ Санкт-Петербург 2008 УДК 615.844.6 Зміст ББК 24.46 П69 Передмова В. Ком. Практичний посібникз використання систем капілярного електрофорезу КАПЕЛЬ – СПб.: ТОВ Веда, 2006. – 212 с. Тираж 2000 екз. (доп. тираж) Вступ Глава 1. Фізико-хімічні основи методу капілярного електрофорезу Книга є...»

«МЕТОДИ МЕЛІОРАЦІЇ СОЛОНЦОВИХ ГРУНТІВ І ЇХ РАЙОНУВАННЯ В УКРАЇНІ ПРО МЕЛІОРАЦІЮ СОЛОНЦІВ КРИМУ 1 Роботи з меліорації солонців Криму, головним чином, у період до 1941 р., велися Кримською селею. Проте результати цих робіт представлені (в опублікованій літературі) лише даними врожайності у двох колгоспах. Систематичних досліджень із вивченням змін фізико-хімічних властивостей ґрунтів при меліорації у Криму до 1949 р. не було. Утвердилася навіть думка (на підставі...»

Магістерська дисертація Дослідження ефектів випрямлення напруги в надпровідних асиметричних кільцях Випускна кваліфікаційна робота на ступінь магістра студента 054 гр. Осипова Н.М. Науковий керівник Професор, д.ф.-м.н. Тулін В.А. Робота виконана в ІПТМ РАН, Чорноголівка 2006 р. Зміст. Анотація. Літературний...»

«МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ Федеральна державна автономна освітня установа вищої професійної освіти Московський фізико-технічний інститут (державний університет) ЗВІТ З ДОГОВОРУ №14.741.36.0003 освіти Московський фізико-технічний інститут (державний університет) на 2009-2018 роки за 2011 р. Ректор університету...»

«ФЕДЕРАЛЬНА АГЕНЦІЯ З ОСВІТИ Державна освітня установа вищої професійної освіти Тверський державний університет СТВЕРДЖУЮ Декан фізико-технічного факультетуБ.Б. Педько 2006 р. Кафедра теоретичної фізики НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНИЙ КОМПЛЕКС з дисципліни ЕЛЕКТРОДИНАМІКА ТА ОСНОВИ ЕЛЕКТРОДИНАМІКИ СУСПІЛЬНИХ СЕРЕДОВИЩ для студентів 3-4 курсів очної форми навчання за спеціальностями Фізика-1000 .651, Фізика...»

«ШМІДТА А.А. Любушин Аналіз даних систем геофізичного та екологічного моніторингу Відповідальний редактор Член-кореспондент РАН Г.О. Соболєв Москва Наука 2007 УДК 550.3 ББК 26.2 Л93 Рецензенти: професор технічних наукМ.В. БОЛГІВ доктор фізико-математичних наук О.В. ПОНОМАРІВ Любушин А.А. Аналіз даних систем геофізичного та...»

Проблемі звернення часу в гідроакустиці (або TRA - Time Reversed Acoustics) в останнє десятиліття присвячено багато публікацій у науковій літературі. Однак серед них практично відсутні пропозиції щодо практичного впровадження цих підходів до систем зондування та моніторингу неоднорідностей середовища. Водночас досить широко...»

« фізико-технічного інституту (державного університету) у 2011 році МОСКВА МФТІ 2012 За редакцією М.М. Кудрявцева, Т.В. Кондраніна, Ю.М. Волкова, Л.В. Ковальової Результати роботи Московського фізико-технічного інституту (державного університету) у 2011 році. - М.: МФТІ, 2012. - 286 с. © федеральне державне автономне...»

«Міністерство освіти і науки Російської Федерації Федеральний державний бюджетний освітній заклад вищої професійної освіти сором Астаповою Оленою Степанівною 1 Розглянуто і...»

«У ВСЕРО ОСІЙСЬКА НА АУЧНО О-ТИХ ХНІЧА АЯ ДО ЕСКА ОНФЕР РЕНЦІЯ З СУЧАСНИХ ПРОБ МИ БЛЕМ РАД ДІОЕЛЕКТРО РОНИК КИ, ПОСВ'ЯЩЕНА 118-ГО Я - -7 травня 2013 р Кра асноярськ Сибірський федеральний університетза підтримки Уряду Красноярського краюРади ректорів вузів Красноярського краю ВАТ НВП Радіозв'язок ВАТ Інформаційні супутникові системи імені академіка М. Ф. Решетньова ВАТ КБ Іскра ЦКЛ...»

«УДК 51 ББК 21.1 А45 Рецензент: доктор фізико-математичних наук, професор Ю. П. Соловйов. Алфутова Н. Б. Устинов А. В. А45 Алгебра та теорія чисел. Збірник завдань математичних шкіл. 3-тє вид., Випр. та дод. М: МЦНМО, 2009. 336 с. ISBN 978-5-94057-550-4 Цей посібник є збірником завдань з математики, призначений насамперед для учнів старших класів з поглибленим вивченнямматематики, які цікавляться точними науками. Він також буде корисним викладачам математики...»

Вісник Томського державного університету. Біологія 2012. №4 (20). С. 7–20 АГРОХІМІЯ ТА ГРУНТА ВДК 631.4 М.В. Бобровський1, С.В. Лойко2, Г.І. Істигечев2, І.В. Крицков2 Інститут фізико-хімічних та біологічних проблем ґрунтознавства РАН (м. Пущино) 1 Біологічний інститут Томського державного університету (м. Томськ) 2 СЛІДИ ВІТРОВАЛІВ У ТЕМНОГУМУСОВИХ ГРУНТАХ ЗАПОВЕДНИКА 89- а, №...»