Становление физики как самостоятельной науки

Научная революция XVI—XVII вв. обусловила становление физики как самостоятельной науки — следующую после астрономии и статики ступень процесса выделения естественных наук из философии. Становление физики как самостоятельной науки сопровождалось развитием экспериментального метода познания природы, заложенного Галилеем, и выдающимися достижениями в области механики, оптики, физики жидкостей и газов.

В период становления физики как самостоятельной науки была создана теория маятника (Галилей, Гюйгенс), разработана теория вращательного движения (Гюйгенс). Теоретическая разработка проблемы маятника имела прямую связь с решением практической задачи измерения времени: свойство маятника сохранять постоянный период колебаний, открытое Галилеем, сразу натолкнуло на мысль применить маятник для измерения времени. Галилеем был составлен чертеж проекта маятниковых часов, однако, из-за смерти Галилея проект не был осуществлен. Разработка и осуществление практически пригодных часов принадлежит голландскому ученому X. Гюйгенсу (1629-1695). В 1657 г. Гюйгенс запатентовал изобретенные им часы с маятником. Одновременно он разработал теорию маятника. Гюйгенс разработал также теорию вращательного движения для материальной точки, равномерно движущейся по окружности.

В период становления физики как самостоятельной науки был установлен закон преломления света. Впервые этот закон был экспериментально установлен голландским ученым Снеллиусом (1580-1626) на границе воздух - вода, однако, Снеллиус не дал его современной формулировки. Позднее этот закон в уже современной формулировке был опубликован Декартом в сочинении "Диоптрика" (1637). Декарт вывел этот закон теоретически, исходя из постулатов о различной скорости света в средах с различной плотностью. Открытие закона преломления света давало возможность приступить к количественному расчету оптических систем. В дальнейшем была получена формула линзы и развиты основы теории оптических систем. В этот же период были открыты явления интерференции и дифракции света. Эти явления были впервые описаны итальянским ученым Ф. Гримальди (1618--1663) в его труде "Физико-математические рассуждения о свете, цветах и радуге" (1665). Гримальди наблюдал, что если на пути пучка света, проходящего через отверстие в ставне, поставить стержень, то на экране тень получается размытой. Этому явлению Гримальди дал название дифракции (раздробление). Другой опыт, описанный Гримальди, заключался в следующем. Свет пропускался через два узких отверстия в ставне, расположенных близко друг к другу, так что на экране два кону­са лучей накладывались друг на друга. Рассматривая картину на экране. Гримальди пришел к выводу, что "прибавле­ние света к свету" (интерференция) может привести к уменьшению его интенсивности.

В период становления физики как самостоятельной науки было создано учение об атмосферном давлении (Торричелли, Паскаль) В 1603 г. Э. Торричелли (1608-1647) провел первый опыт с трубкой, наполненной ртутью и пришел к заключению о возможности существования пустоты, а также измерил величину атмосферного давления. Позже Декарт высказал мысль, что атмосферное давление должно уменьшаться с высотой и что это можно проверить, подняв барометр в гору. Такой опыт проделал Б. Паскаль (1623-1663) и установил, что, действительно, высота ртутного столба с подъемом уменьшается. Опыты Торричелли-Паскаля привели к изобретению нового прибора - барометра, который начал применяться в метеорологических исследованиях.