Что изучает физика

Природа — это всё, что находится вокруг нас: то, что мы видим, слышим и используем каждый день. Это солнце и звёзды, необъятные поля и густые леса, моря и горы, растения и животные. Даже люди и всё созданное ими на земле являются частью этого огромного мира.

В природе можно найти самые разные объекты: от огромных до микроскопических. Но все они состоят из веществ. Например, стекло используется для изготовления стаканов, чугун — для сковородок, дерево — для мебели.

Живые тела называются организмами. К ним относятся бактерии, грибы, растения, животные и человек. Они состоят из жиров, белков, углеводов и минеральных солей.

Всё в природе непрерывно меняется. Весной на деревьях распускаются зелёные листья, а осенью они становятся жёлтыми и опадают. День сменяется ночью, реки текут, а после дождя на небе появляется радуга, чтобы затем исчезнуть.

Эти постоянные изменения, происходящие вокруг нас, называются природными явлениями.

Иногда нас завораживают события поистине грандиозного масштаба: извержения вулканов, цунами, появление комет в Солнечной системе. Тем не менее, не меньшее количество загадок скрывается и в простых вещах: обычном одуванчике, капле росы или крошечной снежинке.

Мир наш огромен и разнообразен, где всё связано между собой. Любое явление природы подчинено определённым законам, действующим неизменно и без исключений.

В отличие от остальных живых существ, человек обладает способностью изучать эти законы и применять их в повседневной жизни.

Почему вспыхивает молния? Пойдёт ли сегодня дождь? Что случится, если не поливать комнатные растения? Эти и множество других вопросов возникают у нас ежедневно. Ответы на них дают знания, накопленные человечеством за долгие годы.

Много лет назад, когда люди ещё мало знали о природе, отдельные исследователи изучали различные природные явления и пытались объяснять их своим ученикам. Таким образом, постепенно накапливались знания. Но со временем для более глубокого понимания окружающего мира потребовались совместные усилия множества людей. Так появились учёные, каждый из которых исследовал определённую часть многообразных явлений природы.

Учёные создали различные научные дисциплины, посвящённые изучению природы, известные как естественные науки. Среди них физика, астрономия, биология, география, химия, геология и экология.

Главная цель этих наук заключается в том, чтобы раскрыть законы природы и применить полученные знания на практике, улучшая жизнь человека.

Например, география изучает поверхность Земли, геология — её недра, биология — живые организмы, населяющие нашу планету. Но лишь физика — это самая фундаментальная, самая всеобъемлющая из всех наук, изучающая закономерности окружающего нас мира.

Так что изучает физика? Само слово «физика» происходит от греческого слова physis, означающего «природа». Физика — это наука, изучающая фундаментальные законы природы, такие как структура материи, её движение и способы преобразования энергии. Понятия и принципы физики служат основой для всех естественных наук, поскольку они описывают универсальные процессы, действующие во всем окружающем мире.

Термин «физика» впервые был использован древнегреческим философом Аристотелем в IV веке до нашей эры. В русский язык это слово вошло в XVIII веке благодаря Михаилу Васильевичу Ломоносову, выдающемуся учёному и основоположнику российской науки. Он перевёл и издал первый учебник по физике с немецкого языка, тем самым способствуя распространению физических знаний в России.

В окружающем нас мире всё время происходят различные изменения, или явления. Кипение воды в чайнике, таяние мороженого, нагревание утюга, свечение лампочки, звучание радиоприёмника — всё это примеры физических явлений в неживой природе.

В живой природе тоже постоянно происходят физические явления. Светлячки светятся в темноте, вода поднимается по стеблю растения, внутри нас по сосудам течёт кровь, если рукой в темноте гладить кота, то можно увидеть электрические разряды, сопровождающиеся лёгким потрескиванием.

Физика как наука о природе позволяет понять причины явлений, учит их описывать, а в некоторых случаях предсказывать их или даже управлять ими. А законы природы, открытые учёными-физиками, находят применение в самых разных науках. Например, в астрономии физика помогает понять, почему планеты движутся по орбитам и почему светит Солнце. В химии она объясняет структуру вещества и помогает понять суть химических реакций. В географии — причины образования ветров. Современная медицина также активно использует физические приборы для диагностики и лечения болезней.

Однако и другие науки оказывают влияние на физику. Например, математика играет важную роль в описании физических явлений и законов. Она позволяет устанавливать связи между различными физическими величинами и представлять их в виде формул и графиков.

Физика служит основой для развития техники. Знания о законах природы, открытых физиками, позволили создать быстроходные корабли, самолёты и космические ракеты. Сегодня сложно представить нашу жизнь без таких достижений, как телевидение, интернет, городской транспорт и электричество.

Техника, в свою очередь, создаёт приборы, которые помогают физике раскрывать новые загадки природы и обнаруживать ранее неизвестные явления. Мир техники стал неотъемлемой частью современной жизни.

Тем не менее, несмотря на всю важность приборов, главным двигателем прогресса в физике остаются гениальность и неустанный труд учёных со всего мира.

Итак, мы с вами выяснили, что в природе происходят самые разнообразные явления. Но все их можно разделить на четыре вида: механические, тепловые, электромагнитные и световые. Их изучают различные разделы физики.

Движение планет, полёты самолётов и ракет, плавание судов и так далее — всё это примеры механических явлений. Раздел физики, в котором они изучаются, называется «Механика».

Такие явления, как испарение воды или превращение её в лёд, плавление металлов, процессы физического выветривания горных пород и так далее, называют тепловыми. Они изучаются в разделах «Термодинамика» и «Молекулярная физика».

Электромагнитными называют явления, связанные с взаимодействием и движением электрически заряженных частиц, например молнии, полярные сияния, поведение стрелки компаса и так далее. Они изучаются в разделе «Электродинамика».

К световым относятся явления распространения, излучения и поглощения света. Солнечный свет, солнечный зайчик, радуга — примеры световых явлений. Они изучаются в разделах «Оптика» и «Квантовая физика».

Изучая физику, вы познакомитесь со многими физическими явлениями. Но наряду с ними в природе происходят и химические явления. Примерами могут быть горение различных веществ, гашение соды уксусной кислотой, сворачивание белков при варке мяса или яйца, гниение продуктов, коррозия металлов, в том числе ржавление железа, и другие. При изучении химических явлений в основном анализируют химические реакции, в результате которых одни вещества превращаются в другие, имеющие новые свойства.

Почему светят Солнце и звёзды? Почему вода может быть жидкостью, твёрдым телом в виде кусочка льда или невидимым паром? Почему даже при комнатной температуре металл ртуть является жидким. А чтобы расплавить железо, надо нагреть его до высокой температуры?

Для того чтобы ответить па подобные вопросы, физика изучает строение вещества. Изучив внутреннее строение тел, можно объяснить многие их свойства, а также создать новые вещества с нужными свойствами — прочные сплавы, жароупорные материалы, пластмассу, искусственные волокна.

Знания о физических явлениях, накопленные человечеством, не устаревают с течением времени. Новые открытия в физике не отменяют подтверждённые опытом открытия, сделанные ранее, а только дополняют их, углубляют наши представления об окружающем мире. Именно физические открытия явились причиной технического прогресса человечества.

Открытие законов механики позволило создать сложнейшие механизмы. Открытия в термодинамике позволили человечеству овладеть тепловой энергией. Понимание природы электромагнетизма позволило использовать в практических целях электрический ток и заложило фундамент всей технической революции, преобразившей жизнь всего человечества. Такие привычные сегодня технические устройства, как мобильные телефоны, компьютеры, лазеры и многие другие, появились вследствие открытий в квантовой физике.

Интересно, что до XIX века профессия «физик» как отдельная специальность не существовала. Этим направлением занимались представители разных профессий: врачи, математики, инженеры и даже философы. На протяжении веков физика помогла людям разгадать множество тайн окружающего мира. Сейчас интересы учёных-физиков выходят далеко за пределы Земли. Они стремятся открыть законы, управляющие Вселенной, обнаружить планеты возле соседних звёзд, потенциально пригодные для жизни.

Однако изучение законов природы требует большого терпения и настойчивости. Человечество потратило тысячи лет на изобретение колеса, освоение огня, строительство кораблей, понимание природы молнии, создание растений с нужными характеристиками, конструирование самолётов и, наконец, отправку человека в космос.

Задача курса физики состоит в том, чтобы познакомить вас с теми физическими явлениями, с которыми вы сталкиваетесь в жизни, которые лежат в основе действия многих технических устройств, используемых на производстве и в быту, и научить объяснять их.

Изучив данный курс, вы получите представление о многих важных законах физики, узнаете о принципах работы различных технических устройств, научитесь проводить интересные эксперименты и подготовитесь к дальнейшему более глубокому изучению физики, что необходимо любому современному человеку, выбравшему путь инженерного образования.