Физика в познании вещества, поля, пространства и времени. Основные положения

Физика — наука о наиболее общих и фундаментальных закономерностях, определяющих структуру и эволюцию материального мира. Физика, как и любая другая наука, основывается на количественных наблюдениях.

Органы чувств человека являются источником информации об окружающем мире.

Наибольший объем информации человек получает с помощью зрения. Физический закон — описание соотношений в природе, проявляющихся при определенных условиях в эксперименте.

Научная теория включает постулаты, определения, гипотезы и законы, объясняющие наблюдаемые явления

Критерий правильности теории — физический эксперимент.

Границы применимости теории определяются физическими упрощающими предположениями, сделанными при постановке задачи и в процессе вывода соотношений. Модель в физике — упрощенная версия физической системы (процесса), сохраняющая ее (его) главные черты.

Инварианты — постоянные, неизменяющиеся в процессе эволюции системы величины Наличие инвариантов отражает симметрию пространства и времени.

Физическое пространство и время характеризуют три основных типа симметрии.

Однородность пространства — независимость свойств физической системы от ее параллельного сдвига Изотропность пространства — независимость свойств физической системы от ее поворота на произвольный угол.

Однородность времени —независимость протекания процесса в физической системе от выбора начального момента процесса.

Все вещества состоят из атомов. Атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого вращаются отрицательно заряженные электроны.

В атомном ядре находятся положительно заряженные протоны и электронейтральные нейтроны.

В целом атом электронейтрален, так как число протонов в ядре равно числу электронов в атоме.

Число протонов в ядре определяет химические свойства атома и его место в периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева.

Элементарные частицы — частицы, которые до настоящего времени не удалось описать как составные. Элементарные частицы подразделяются на три группы: адроны, лептоны, переносчики взаимодействий. Фундаментальное взаимодействие — взаимодействие, которое не может быть сведено к другим, более простым видам взаимодействий. Существует четыре вида фундаментальных взаимодействий, гравитационное, слабое, электромагнитное и сильное взаимодействия.

Гравитационное взаимодействие присуще всем частицам. Оно определяет процесс образования и структуру Вселенной.

Слабое взаимодействие ответственно за взаимодействие всех частиц, кроме фотона. Оно определяет реакции термоядерного синтеза на Солнце.

Электромагнитное взаимодействие связывает между собой только заряженные частицы. Оно объединяет атомы и молекулы в веществе.

Сильное взаимодействие определяет связи только между адронами Оно обусловливает связь протонов и нейтронов в атомном ядре Радиус действия взаимодействия — максимальное расстояние между частицами, за пределами которого их взаимодействием можно пренебречь При малом радиусе действия взаимодействие называют короткодействующим, при большом — дальнодействующим.

Сильное и слабое взаимодействия являются короткодействующими. Электромагнитное и гравитационное взаимодействия являются дальнодействующими.

Базовые физические величины — величины, через которые выражаются все остальные.

Базовыми физическими величинами в механике являются длина, время и масса.

Длина характеризует протяженность или расстояние в пространстве.

Метр — единица длины, равная расстоянию, которое проходит свет в вакууме за время 1/299 792 458 с. Время — мера скорости, с которой происходят какие-либо изменения, или мера скорости развития событий.

Секунда — единица времени, равная 9 192 631 770 периодам излучения изотопа атома цезия-133. Масса — мера количества вещества и энергии, мера инертности, мера гравитационного взаимодействия. Килограмм — единица массы, равная массе международного эталона массы.

Наверх