Основные особенности физики

ФМФ СПбГПУ

Шмарцевские лекции

Механика

Лекции 1-5

Санкт-Петербург 2002

[1]ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ (ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ)

Определение физики

Физика– это наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи, законы ее движения.

Понятия и законы физики лежат в основе всего естествознания. Физика относится к точным наукам и изучает количественные закономерности явлений.

Поскольку во всех явлениях природы присутствует материя и имеется движение, физика по существу своему материалистична и является наиболее фундаментальной наукой.

Основные особенности физики

2.1.Нечеткость границ, отделяющих физику от других наук

а) Физика и химия

Использование превращения элементов для так называемого трансмутационного легирования кремния:

₁₄Si²⁰ + ₀n¹ ® ₁₅P³⁰ + e^-

В 1908 году известный физик проф. Э. Резерфорд (Манчестер) был удостоен Нобелевской премии по химии – за исследования по распаду элементов и по химии радиоактивных веществ. В своей Нобелевской лекции 10 декабря того же года Резерфорд сказал: «Я имею дело со многими разнообразными превращениями, которые изучал в разные годы жизни, но самое замечательное превращение заключалось в том, что я в один миг превратился из физика в химика».

б) Физика и биология

Воздействие физических полей (например, невесомости или постоянного магнитного поля) на физические объекты. Изучение биологических объектов физическими методами.

в) Физика и техника

г) Физика и медицина и т.д.

Причина нерезкости границ – основополагающий и всепроникающий характер физики.

2.2.Резкая дифференциация физики

Наряду с широкими обобщениями, для физики характерна резкая дифференциация, возникновение отдельных чрезвычайно узких областей физики из-за углубления знаний, роста объема информации, детализации, более глубокого проникновения в сущность физических задач, проблем.

РИС. 1-1

1 - Физика твердого тела

(полупроводники 1, диэлектрики 2, металлы 3)

2 - Астрофизика, 3 -Ядерная физика и т. д.

Диалектическая особенность такого разделения физики на узкие области: более глубокое проникновение в суть явлений выявляет глубокие связи между отдельными областями физики, их взаимную связь и внутреннее единство.

2.3.Физика –экспериментальная наука

Законы физики базируются на фактах, установленных опытным путем.

Эксперимент Þ теория Þ эксперимент Þ……= прогресс.

Эксперимент и теория в равной мере необходимы и взаимосвязаны.

2.4.Физика – это основа техники

Ядерная физика и ядерная техника, ядерная энергетика. Физика твердого тела и полупроводниковая микро - и наноэлектроника.