Предмет физики. Связь физики с другими смежными науками. Физика и химия

ЛЕКЦИЯ 1

Введение. Кинематика материальной точки.

Предмет физики. Связь физики с другими смежными науками. Физика и химия

Физика изучает самые простые и наиболее общие свойства материи и формы ее существования. Мир, что окружает нас, материален: он состоит из вечно существующей и непрерывно подвижной материи. Материей в широком смысле слова называют все, что реально существует в природе (Вселенной) вне нашего сознания и может быть выявлено человеком через органы чувств или посредством специальных приборов. Конкретные виды материи разнообразны. К ним относят элементарные части (электроны, протоны, нейтроны и другие), совокупность небольшого количества этих частей (атомы, молекулы, ионы), физические тела – совокупность множеств элементарных частей) и физические поля (гравитационные, электромагнитные и другие), через которые взаимодействуют материальные части.

Предмет изучения в физике можно определить так: физика – наука о строении материи, о наиболее общих и простых формах ее движения и взаимодействия.

Физика позволяет создавать приборы и методы исследования, которые необходимы для успешного развития всех естественных и прикладных наук. Трудно переоценить значение, которое имел, например, микроскоп для развития биологии, телескоп - астрономии, спектральный анализ – химии, рентгеновский анализ – медицине и такое другое. Много наук имеют сейчас специфические физические разделы: астрофизика в астрономии, физическая химия – в химии, биофизика – в биологии, электрофизика – в электротехнике, металлофизика – в металловедении. Можно утверждать, что связь физики с другими науками взаимна: эти науки, развиваясь посредством физики, обогащают ее своими достижениями и ставят перед ней новые задачи, решая которые, физика развивается и совершенствуется сама.

Физика представляет собой науку об общих свойствах окружающей неживой природы. Вместе с химией физика позволяет глубже познать явления в природе, установить общие законы природы. Достаточно тяжело найти четкую границу между физикой и химией. Много вопросов, которые изучает физика, есть основные в химии и наоборот, вопросы, которые изучает химия, имеются основные в физике.

При изучении физических или химических явлений нужно всегда помнить о том, что должны выполняться определенные фундаментальные законы физики – законы сохранения. Так в классической физике таких законов пять: закон сохранения энергии, закон сохранения импульса, закон сохранения момента импульса, закон сохранения массы и закон сохранения заряда. Все они читаются одинаково: в замкнутой системе энергия, общий импульс, общий момент импульса, общая масса и общий заряд есть величины постоянные. Все макроявления, которые происходят в окружающей среде должны подчиняться этим законам. Так, например, законы Ньютона, закон Ома, закон электромагнитной индукции Фарадея и другие непосредственно выплывают из этих фундаментальных законов. Иначе говоря, этих фундаментальных законов вполне достаточно для получения законов физики и химии макроявлений и предусмотреть тот или другой результат эксперимента.

Поскольку и физика и химия экспериментальные науки они непосредственно связаны с измерениями. Измерять ту или другую величину это значит сравнить ее с величиной принятой за эталон. Каждая физическая величина имеет свою собственную “фамилию” – размерность. При экспериментальных исследованиях всегда нужно ограничиваться кругом свойств, которые могут влиять на результат исследования. Например, решая задачи из кинематики и динамики твердого тела не нужно учитывать атомную структуру вещества, давление света и тому подобное.