Физика и техника
Развитие физики сопровождалось изменением представлений людей об окружающем мире. Отказ от привычных взглядов, возникновение новых теорий, изучение физических явлений характерно для физики с момента зарождения этой науки до наших дней.
Важное значение имеют открытия в области физики для развития техники. Например, двигатель внутреннего сгорания, приводящий в движение автомобили, тепловозы, речные и морские суда, был создан на основе изучения тепловых явлений.
С развитием науки в технике за последние десятилетия произошли грандиозные изменения.
То, что раньше считалось научной фантастикой, сейчас является реальностью. Сегодня трудно представить нашу жизнь без видеомагнитофона, компьютера, мобильной и интернет-связи.
Современное кино, телевидение, радио, магнитная запись — все это возникло после того, как были изучены многие звуковые, световые и электрические явления.
В свою очередь, развитие техники влияет на развитие науки. Так, например, усовершенствованные машины, компьютеры, точные измерительные и другие приборы используются учеными при исследовании физических явлений. После того как были созданы современные приборы и ракеты, стало возможным глубже изучить космическое пространство.
Подобных примеров можно привести множество. Открытия, сделанные в науке, есть результат упорного труда многих ученых разных стран.
Рассмотрим некоторые этапы развития физики.
Возникновение физической теории связано с именем выдающегося английского физика и математика Исаака Ньютона. Обобщив результаты наблюдений и опытов своих предшественников (Н. Кеплера, Г. Галилея), Ньютон создал огромный труд «Математические начала натуральной философии ». В этой работе ученый изложил важнейшие законы механики, которые были названы его именем. Законы Ньютона привели к бурному развитию представлений о механическом движении.
Дальнейшее развитие физики определилось изучением тепловых и электромагнитных явлений. Стремление ученых проникнуть в глубь тепловых процессов привело к зарождению идей о молекулярном строении вещества.
Что изучает физика
Физические величины и их измерение
Общие принципы неклассической физики
Гравитация
Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Токи Фуко
Источник
Материалы для современной техники физика
НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКИ
«Дальнейшие перспективы прогресса науки и техники определяются в настоящий период прежде всего достижениями ведущих отраслей естествознания. Высокий уровень развития математики, физики, химии, биологии — необходимое условие подъема и эффективности технических, медицинских, сельскохозяйственных и других наук».
Значение техники в жизни человечества исключительно велико. Нельзя назвать ни одной области деятельности людей, где не применялись бы те или иные технические средства.
Чтобы понять, какую роль современная техника играет в жизни человека, рассмотрим некоторые ее характерные примеры.
На одно из первых мест следует поставить производство энергии, которое растет быстрее, чем машиностроение, производство продовольствия и предметов широкого потребления. Общее количество энергии, потребляемой человечеством, стремительно увеличивается.
Если взять отношение общей мощности всех источников энергии к количеству населяющих землю людей, то окажется, что, несмотря на увеличение численности населения земного шара, это отношение все же увеличивается и возрастает за среднее время жизни человека в несколько раз.
Огромное значение для технического прогресса имеет развитие научного познания объективных законов, опираясь на которые человек управляет многими явлениями природы, добиваясь определенных практических результатов.
Наука — это единая система знаний о природе, обществе и мышлении, об объективных законах их развития, исторически сложившаяся и непрерывно развивающаяся на основе общественной жизни человеческого общества. Эта система создается путем выявления простых и сложных, основных и общих законов природы, зная которые можно достаточно точно решать любую частную задачу.
Цель науки — открывать законы природы и развития общества. Прогресс науки — это все более глубокое и точное познание действительности.
Наука — это наиболее эффективный путь объединения коллективного творческого труда людей для достижения прогрессивных целей. Именно благодаря передовой, материалистической науке могут непрерывно и безгранично расти творческие коллективы и сохранять в себе все достижения предыдущих поколений.
Научные исследования, открытия, изобретения стали жизненно необходимы в современном обществе. Широкое их развитие — основа всех видов производства, а следовательно, и прогресса человечества.
Настоящий творческий труд может возникнуть и развиваться только в коллективе. Самые гениальные люди могут плодотворно работать и творить только тогда, когда они работают в коллективе и для коллектива.
Наука, техника, искусство, вообще любая область деятельности людей развиваются наиболее быстро и плодотворно тогда, когда переплетаются самые разнообразные пути исследования и творчества.
Космические ракеты, например, могли быть созданы только при комплексном использовании достижений энергетики, радиоэлектроники, автоматики, строительной механики, технологии материалов и многих других областей науки и техники.
Каждый день в газетах, журналах и книгах, по радио и телевидению сообщается о новых научных, культурных и технических достижениях, и мы, советские люди, живо откликаемся на все новое и прогрессивное, творчески его перерабатываем и применяем на практике.
Мы знаем, что широкая осведомленность в вопросах науки и техники помогает лучше выполнять свою собственную работу.
Иногда кажется, что в тех или иных условиях ничего нового создать нельзя. Это неверно. Дело не в характере работы, а в том, насколько человек любит труд, в его кругозоре, в стремлении принести обществу как можно больше пользы.
Полноценное использование для нужд человечества какого-либо нового физического явления, открытия или изобретения станет возможным лишь в том случае, когда будет ясна его физическая сущность и будут установлены основные закономерности, необходимые для проведения соответствующих научных или технических расчетов. Только при этом условии можно будет надежно решать те или иные практические задачи.
Но не всегда то или иное техническое достижение, то или иное научное открытие можно сразу применить на практике. Чаще бывает, что они, эти достижения и открытия, требуют еще большой доработки, тщательной проверки и точных расчетов. И даже тогда, когда уже все доработано, рассчитано и проверено, возникает вопрос, как все это сделать достоянием широких масс, быстрее пустить в производство и использовать для нужд общества.
Так, например, огнестрельное оружие почти не имело существенного военного значения, пока Галилеем и Ньютоном в конце XVII века не были открыты основные законы движения, после чего стали быстро развиваться артиллерия и другие виды вооружения.
Люди пытались летать очень давно. Уже в «Молении Даниила Заточника» (XIII век) рассказывается, что во время праздников молодые люди влезали на крыши храмов и слетали оттуда на искусно сделанных крыльях. Однако настоящей авиации из этого не получилось и не могло получиться. Даже в конце XIX века попытки построить самолет не завершились успехом. Многие выдающиеся ученые поплатились жизнью за попытки решить техническую проблему полета человека без глубокого теоретического анализа.
Только теоретические основы аэродинамики, разработанные Н. Е. Жуковским, стали тем фундаментом, на котором прочно обосновалась современная авиация.
То же самое можно сказать об электронике и радиотехнике. Опыты Герца с электромагнитными волнами предшествовали открытию радиосвязи А. С. Поповым, а широкое применение фотоэффекта в автоматике началось после исследования А. Г. Столетовым этого нового и интересного физического явления.
Подобных примеров можно привести очень много, и все они свидетельствуют о том, что без знания законов физики невозможно добиться значительных научных и технических достижений.
Но значение физики не исчерпывается этим. Физика дает нечто существенно более важное, чем понимание и практическое использование отдельных открытий и изобретений.
Дело в том, что основные закономерности физики представляют собой единую систему взаимосвязей, объединяющих материю в объективно существующую основу всего многообразия окружающего нас мира.
В. И. Ленин в работе «Материализм и эмпириокритицизм» указывал, что единство материи проявляется в сходстве тех математических формул, которые можно применить для выражения закономерностей, наблюдаемых в различных явлениях, с первого взгляда очень мало похожих одно на другое.
Вот это единство материи, познаваемое и выражаемое совокупностью основных законов физики, должен учитывать каждый человек, изучающий науку и технику. И только в этом случае можно сравнительно легко и быстро сопоставлять старое и новое и смело заглядывать вперед, предвидя громадные перспективы едва еще намеченных проблем.
Цель настоящей брошюры — показать на некоторых примерах, как развивались физика и техника, основные проблемы и задачи которых всегда имели и имеют глубокую взаимосвязь. Наличие такой взаимосвязи является непременным условием научного и технического прогресса.
РАЗВИТИЕ ФИЗИКИ И ТЕХНИКИ В XVII–XIX веках
Еще в глубокой древности ученые занимались наблюдением различных физических процессов и явлений. Так, Лукреций, Эпикур, Демокрит (VI в. до н. э. — II в. н. э.) высказывали идеи об атомистичности вещества; были открыты некоторые законы гидростатики (закон Архимеда), объяснен принцип работы рычага и некоторых других простейших механизмов.
Источник
Физические термины и понятия. Физика и техника. Физика в современном мире. (7 класс)
Класс 7 Урок № 2 дата
Тема: Физические термины и понятия. Физика и техника. Физика в современном мире.
Цель: объяснить учащимся, что такое физические термины и понятия; дать определение понятию материя, тело вещество; рассказать о самых крупных научно-технических достижениях XX в.
Тип урока: стандартный урок
Оборудование: компьютер, проектор, презентация
Опрос домашнего задания:
Что означает слово природа?
Какие явления называются природными?
Какие природные явления относятся к физическим? Какие физические явления вы знаете?
Что означает слово «физика»? Благодаря трудам каких великих ученых физика состоялась как наука?
Какова цель физики?
Специальные опорные слова, применяемые для усвоения научного языка физики и изучения ее законов, называют физическими терминами. Например, такие опорные слова, как путь, скорость, сила, являются наиболее часто применяемыми терминами. Термины, более основательно раскрывающие смысл физических явлений и закономерностей, называются физическими понятиями. Например, в физике имеют глубокий смысл такие понятия, как материя, тело и вещество.
Материей называется все то, что имеется во Вселенной. К материи, например, относятся растения и животные, Луна и Солнце, звезды и их излучение.
Отдельный предмет определенной формы, занимающий в пространстве конкретный объем, называется телом. Например, Луна, ложка, ластик, стол, капля воды являются телами.
Вид материи, который определяет природу тела и характеризует его отличительные свойства, называется веществом. Например, серебро, вода, воздух являются веществом. Стол является телом, а дерево, из которого он сделан, — веществом. Подкова или гвоздь — тело, а железо, из которого они изготовлены, — вещество. И дерево, и железо имеют свои отличительные свойства, характеризующие качество тела.
Тело может быть образовано из одного и того же вещества. Например, вода и ее пар, а также лед — все это одно и то же вещество, находящееся в различных состояниях. Однако каплю воды или кусок льда можно рассматривать и в качестве тела. А пар и любые газообразные соединения являются только веществом, так как они не имеют конкретного объема и формы. Если все тела обязаны обладать конкретным зримым объемом, то на вещества подобные ограничения не распространяются.
XX в. называют веком научно-технической революции. В отличие от прошлых веков для него характерны две особенности.
Во-первых, в XX в. наука и техника развивались высокими темпами. Во- вторых, новые научные открытия быстро внедрялись в производство, использовались на благо людей.
Физика вносит огромный вклад в развитие техники, являясь ее основой. Можно привести множество примеров, свидетельствующих о том, как использование знаний законов физики способствовало техническому прогрессу.
Только люди, знающие физику, могли создать сложные электротехнические системы и электронно-вычислительную технику. Сложнейшие электронные и лазерные приборы, которые находят широкое применение в повседневной жизни, также были созданы учеными-физиками.
С физикой и техникой связаны четыре величайшие достижения XX в.
Открытие атомной энергии. По прогнозам ученых, органического топлива (уголь, нефть, газ, торф, древесина) в лучшем случае хватит только на один век. Поэтому открытие физиками новых источников огромных запасов энергии, содержащейся в ядрах атомов, в 30-40-е гг. XX в. явилось очень важным событием. На основе новых источников энергии создавались гигантские атомные ледоколы, подводные лодки, атомные электростанции (АЭС) и другие установки.
Освоение космоса. Первый искусственный спутник Земли был запущен 1957 г. с космодрома Байконыр, который находится на территории нашей страны. Первый в мире космонавт — Юрий Гагарин также полетел в космос с космодрома Байконыр (1961). Совершив один оборот вокруг Земли за 108 мин, он благополучно приземлился. Пример мужества, необычайной находчивости и мастерства в управлении сложнейшей космической техникой показали наши соотечественники-космонавты Тохтар Аубакиров и Талгат Мусабаев.
Эти космонавты — высококвалифицированные летчики-испытатели многих типов современных самолетов, высококлассные профессионалы, в совершенстве владеющие основами современной физики и техники. Так, например, Тохтар Аубакиров еще до полета в космос был удостоен звания
Героя Советского Союза за смелость и находчивость, позволившие ему посадить свой сверхзвуковой самолет на палубу авианосца в сложных погодных условиях.
Космос хранит в себе огромные возможности. Космические открытия, осуществленные в XX в., — это только начало освоения космического пространства и путешествия к небесным телам. В этой связи имеет огромное значение охрана родной планеты и космоса от загрязнения.
Создание лазера. В 1964 г. двум ученым-физикам из России — Н. Г. Басову и А. М. Прохорову и физику из США Ч. X. Таунсу была присуждена Нобелевская премия за работы в области квантовой электроники, приведшие к созданию генераторов и усилителей нового типа — мазеров и лазеров.
Лазерная техника и лазерные технологии находят самое широкое применение как в науке, так и производстве. Например, одна лишь замена скальпеля стерильным и острейшим лазерным лучом, позволившим хирургам проводить бескровное рассечение и бесшовное соединение тканей «световым скальпелем», является революционным событием в медицине. Сегодня, не прибегая к грубому хирургическому вмешательству, быстро и практически безболезненно врачи излечивают глазные заболевания (катаракту, глаукому), осуществляют замену поврежденных хрусталиков и приваривают отслоившуюся сетчатку глаза.
Возникновение кибернетики и связанной с ней электронно-вычислителъной техники. Открытия в области кибернетики и информационных технологий очень впечатляют. Так, например, уровень самостоятельного мышления современных суперкомпьютеров и роботов, называемых «искусственным интеллектом», достиг уровня мышления человека. Уже сейчас роботы заменяют людей на опасных участках, освободив их от тяжелой и вредной работы, например при ликвидации последствий аварий на атомных электростанциях.
Источник