Предмет физики. Фундаментальные физические теории (перечислить).
Динамические и статистические законыСтраница 1
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.
Популярные статьи:
Человек эмоции творчество
Эмоции – особый класс субъективных психологических состояний, отражающих в форме непосредственных переживаний приятного процесс и результаты практической деятельности, направленной на удовлетворение его актуальных потребностей. Поскольку ...
Механизмы неопластической трансформации
Вирусные онкогены ответственны за очень небольшую часть неоплазм человека, поэтому внимание молекулярных онкологов главным образом сосредоточено на клеточных онкогенах. Последние возникают в результате точечных мутаций в кодирующих и регу ...
Аппарат Гольджи: структура и функции. Гольджи аппарат: структура
Описание структуры аппарата Гольджи тесно связано с описанием егоосновных биохимических функций, поскольку подразделение этогоклеточного компартмента на отделы производится преимущественно на основе локализации ферментов, расположенных в ...