Предмет физики. Фундаментальные физические теории (перечислить). Динамические и статистические законы
Страница 1

Материалы » Теория саморазвития каталитических систем А.П. Руденко. Зональные, континентальные и океанические комплексы » Предмет физики. Фундаментальные физические теории (перечислить). Динамические и статистические законы

Физика — это наука о природе. Она изучает вещество (материю) и энергию, а также фундаментальные взаимодействия природы, управляющие движением материи.

«Некоторые закономерности являются общими для всех материальных систем, например, сохранение энергии, — такие свойства называют физическими законами». Многие классы материальных систем подчиняются законам физики. Эта наука тесно связана с математикой. С ее помощью физические законы могут быть точно сформулированы. Так, физические теории почти всегда формулируются в виде математических выражений, причём используются более сложные разделы математики, чем в других науках.

Хотя физика имеет дело с разнообразными системами, некоторые физические теории применимы в больших ее областях. Такие теории считаются основополагающими в данной науке и в целом верными при дополнительных ограничениях.

К ним относятся:

Ø Классическая механика. Основные разделы – законы Ньютона, Гидродинамика, механика сплошных сред, теория Хаоса, Лагранжева механика, Гамильтонова механика;

Ø Электромагнетизм. Разделы – электростатистика, электричество, магнетизм, уравнения Максвелла, магнитостатистика;

Ø Термодинамика и статистическая физика. Основные разделы – молекулярно-кинетическая теория, тепловая машина;

Ø Квантовая механика. Разделы – Уравнение Шрёдингера, интеграл Фейнмана, квантовая теория поля;

Ø Теория относительности. Разделы – специальная теория относительности, общая теория относительности.

Современная физика изучает огромнейшее количество различных процессов в природе. Процессы, протекающие вокруг, не всегда поддаются точному объяснению. В решении этой нелегкой задачи главную роль сыграло не только физическое толкование и применение физики, но и математическое. На динамических и статистических законах сегодня держится современная картина мира.

Динамические законы – это законы Ньютона, уравнения Максвелла, уравнения теории относительности. К динамическим относятся такие законы, как:

Классическая механика.

Это механическое состояние характеризует совокупность всех координат импульсов материальных точек, составляющих эту систему. Ее основная задача состоит в том, чтобы, зная начальное состояние системы и законов движения, определить состояние системы во все последующие моменты времени, то есть определить траектории движения частиц. Их можно определить с помощью дифференцированных уравнений движения. При этом исключается случайность, а определяется их поведение в прошлом, настоящем и будущем.

«В науке утвердилась точка зрения о том, что только динамические законы полностью отражают причинность в природе».2

Классическая равновесная термодинамика.

Она вводит две функции состояния: внутреннюю энергию и энтропию. С ее помощью устанавливаются связи между термодинамическими параметрами разных равновесных состояний.

Классическая электродинамика.

«В ней состояние электромагнитного поля задается значениями векторов напряженностей Е и Н и индукцией D и B электрических и магнитных полей». Уравнения Максвелла позволяют для них определить величину электромагнитного поля в любой последующий момент времени.

Также к ним относят Уравнения Максвелла – это общие уравнения для электрических и магнитных полей в покоящихся средах. Их суть состоит в том, что переменное магнитное поле всегда связано с порождаемым им электрическим полем, а переменное электрическое поле связано с порождаемым им магнитным, то есть электрическое и магнитное поля неразрывно связаны друг с другом и образуют единое электромагнитное поле.

Из уравнений Максвелла следует, что «источниками электрического поля могут быть либо электрические заряды, либо изменяющиеся во времени магнитные поля, а магнитные поля могут возбуждаться либо движущимися электрическими зарядами (электрическими токами), либо переменными электрическими полями. Его уравнения не симметричны относительно электрического и магнитного полей». Это связано с тем, что в природе существуют электрические заряды, но нет зарядов магнитных.

Уравнения теории относительности также относят к динамическим законам физики.

Статистические закономерности и законы используют теорию вероятностей. Это наука о случайных процессах.

Количественно случайные события оцениваются при помощи: статистической вероятности (достоверные и невозможные события можно рассматривать как частные случаи случайных событий), и классической (отношение числа элементарных событий к общему числу равнозначных событий).

К статистическим законам относятся:

Статистическая механика.

Состояние этой системы характеризуются не полным набором значений координат и импульсов всех частиц, а вероятностью того, что эти значения лежат внутри определенных интервалов. Так, состояние системы задается с помощью функции распределения, которая зависит от координат, импульсов всех частиц системы и от времени.

Страницы: 1 2


Популярные статьи:

Методы статистической обработки цифрового материала
Для обработки полученных данных использовались формулы вариационной статистики, согласно которой для характеристики вариационных рядов необходимо определить следующие величины: 1. Средняя арифметическая или средняя статистическая величин ...

Анализ клонов
После очистки бляшек можно приготовить минилизат ДНК из клонов, руководствуясь любой стандартной методикой. Использование на этой стадии в качестве газона LE392 позволяет получить несколько больший выход фаговой ДНК, чем при посеве на МС1 ...

Взаимосвязь показателей селективности лова
До разработки основных уравнений селективности сетных орудий лова экспериментально устанавливали лишь взаимосвязь прилова рыб непромысловых размеров от размера ячеи (Трещев,1974). Для понимания сущности процессов регулирования рыболовства ...