Физика – окно во Вселенную

Кто такой физик

Вы думаете, первым физиком был Архимед, вскричавший «Эврика!»? Первого физика мы не знаем, о нем не написано в учебниках. Возможно, первым физиком был первобытный человек, добывший огонь трением, и еще один (тоже первобытный), кто понял, что камень тверже дерева. Они применили результаты наблюдений в своей деятельности, сейчас бы их назвали экспериментаторами.

Чем отличается физика от других наук

В чем особенность физики, что отличает ее от других наук? Давайте, посмотрим.

Предметом изучения физики является ВЕСЬ окружающий мир. Все явления окружающего мира физики разделили на отдельные области – классическая механика, оптика и акустика, электромагнетизм, термодинамика, ядерная физика, физика элементарных частиц и др. Эти области так велики, что сами по себе являются отдельными науками. Что их объединяет? Наличие общих закономерностей и подходов к изучению.

Физика имеет два абсолютно различных дополняющих друг друга направления – теоретическая физика и экспериментальная, в них отражены два древних подхода – философия и алхимия. Ни в одной другой науке невозможно так провести эту грань. Нет экспериментальной математики, истории, философии. Не бывает теоретической географии, биологии, информатики, экономики.

читать дальше

Первоначально физика была экспериментальной наукой, и ее первые законы были открыты опытным путем. Однако последнее столетие развитие теории зачастую опережает экспериментальные наблюдения. Примером этого служит появление теории относительности, экспериментальные подтверждения которой появились десятилетия спустя с появлением сложных приборов и методов обработки сигнала. Крупнейший физический эксперимент в истории физике готовится в настоящее время в Швейцарии силами ученых многих стран. Большой андронный коллайдер – огромный «прибор» для изучения столкновения заряженных частиц, процессов микромира.

В качестве главного инструмента современная физика использует достижения другой фундаментальной науки – математики. Математическими формулами описываются физические законы.

Существует и обратная связь – для описания более сложных физических законов и процессов требуются новые математические средства. Как пример, можно упомянуть, что изучая законы движения, Исаак Ньютон создал дифференциальное и интегральное исчисление, а Эйнштейн привлекал математика М. Гроссмана к разработке математического аппарата общей теории относительности.

Результаты физических исследований используются во многих (а может во всех) естественных науках – химии, биологии, геологии, астрономии. И конечно же, открытия физики имеют большое прикладное значение.

читать дальше

Привычные вещи вокруг нас –  заслуга физики

Несколько примеров привычных для нас предметов, получивших распространение в последние годы: мобильная связь основана на распространении радиоволн; выделенные линии передачи данных (высокоскоростной Интернет) возможны благодаря открытию свойств стекла без примесей отражать луч света, который является сигналом, передающим информацию. Малогабаритные электронные приборы появились благодаря открытию полупроводников и изучению свойств кристаллов.

читать дальше

Как происходят открытия в физике

Кажется, что каждому научному открытию приходит свое время, когда накоплен достаточный опыт, проведены наблюдения, созданы приборы и инструменты, ученые упорно работают над проблемой. Конечно, это так. Но в физике бывает другой путь – счастливый случай!

Адъюнкт кафедры фармацевтики Копенгагенского университета, профессор физики Ганс Христиан Эрстед в 1820 г. во время одной из своих лекций получил записку от студента, в которой тот обращал его внимание на поворот стрелки компаса, находящейся случайно на демонстрационном столе под проволокой, по которой проходил электрический ток. Так было положено начало изучению электромагнитных явлений.

Неподалеку от Кембриджа в саду имения семьи Ньютонов Вулсторпе в течение многих лет одно дерево было музейным экспонатом. Догадайтесь, какое? Да, именно то, с которого по легенде упало яблоко, которое явилось причиной открытия закона всемирного тяготения.

читать дальше

Профессор анатомии Болонского университета Луиджи Гальвани препарировал в лаборатории лягушку, когда его жена случайно покрутила ручку находившейся в этой же комнате электрофорной машины. Женщина обратила внимание, что по лягушачьей лапке проходила судорога, когда между шариками машины проскакивала искра. Это стало началом изучения разности потенциалов, возникающих на границе разных материалов.

8 ноября 1895 г. профессор Вюрцбургского университета Вильгельм Конрад Рентген, уходя из лаборатории, оглянулся, проверяя, выключены ли приборы. Случайно, он заметил свечение экрана перед катодной трубкой, закрытой черным чехлом. Удивление ученого было чрезвычайным, когда поставив между трубкой и экраном руку, он увидел силуэт костей. Менее чем через два месяца неустанной работы Рентгеном были сформулировано открытие излучения, названного его именем.

Возможно это всего лишь легенды, но доля правды в них есть! Явления природы могут быть неожиданны, стоит только взглянуть внимательнее или подойти с другой стороны.

читать дальше

Зачем изучать физику

Зачем же изучать физику? Чтобы заметить и объяснить что-то необычное? Чтобы изобрести что-то полезное, облегчающее жизнь? Безусловно, это все нужно и очень здорово, но главный ответ, возможно, совсем не такой. Физикой заниматься ИНТЕРЕСНО! У человека (может, кому-то покажется странным), по-видимому, есть природная потребность познавать окружающий мир, и история человечества – это история познания окружающего мира и самого себя. При таком подходе полезные изобретения становятся приятным дополнительным результатом этого познания.

Изучайте физику, занимайтесь исследованиями, и вы узнаете что-то новое. Это единственный способ, это невозможно увидеть по телевизору или найти в Интернете (и то и другое, кстати, появились в результате физических исследований).

Почувствуйте себя настоящим физиком

Хотите почувствовать себя физиком? Попробуйте сделать такой мысленный эксперимент:

Пусть есть комната. В ней расположены три обычные лампочки накаливания. В коридоре расположены три выключателя от них. Дверь в комнату закрыта. Как определить, какой выключатель, соединен с какой лампочкой, при условии, что открыть дверь и зайти в комнату можно только один раз?

в начало