§ 1. Что и как изучает физика

Физика — наука о природе

1. Как вам хорошо известно, физика — одна из наук о природе, или, как говорят, одна из естественных наук. Другими естественными науками являются астрономия, биология, химия, география.

Физика изучает физические явления: механические, тепловые, электромагнитные, световые и др. К физическим явлениям относятся движение молекул, различных машин и механизмов, планет и их спутников, нагревание и охлаждение тел, плавление, кристаллизация и парообразование, изменение ориентации магнитной стрелки вблизи проводника, по которому идёт электрический ток, фотоэффект, радиоактивный распад и многие другие. Во всех этих явлениях участвуют материальные объекты или объекты окружающего нас материального мира.

Материя — всё то, что существует реально, независимо от нас, наших органов чувств, то, что мы можем воспринимать с помощью органов чувств непосредственно или используя приборы.

В настоящее время известны два вида материи: вещество и поле. К вещественному виду материи относятся атомы, молекулы, окружающие нас тела, астрономические объекты. С полевым видом материи вы уже тоже знакомы — это гравитационное, электрическое, магнитное, электромагнитное поля.

Кроме явлений физика изучает физические свойства материальных объектов, такие как теплопроводность, электропроводность, упругость, прочность и т. п.

Помимо физических явлений, существуют химические, биологические, астрономические явления. Например, рост растений представляет собой биологическое явление, превращение веществ при химических реакциях — химическое. При этом объяснение того, почему происходит та или иная химическая реакция, лежит в области физики; рост растений происходит благодаря таким процессам, как диффузия и всасывание, механизм которых имеет физическую природу. Таким образом, физические, химические и биологические явления так же, как и науки физика, химия, биология, тесно связаны. Особенно сильно с физикой связана астрономия, которая изучает небесные объекты (планеты, их спутники, звёзды, галактики и пр.) и использует при этом физические методы исследования и законы.

Выделяют три структурных уровня материи: микромир (атомы, элементарные частицы, типичные размеры которых меньше или равны 10^-10 м), макромир (от молекул до тел Солнечной системы), мегамир (типичные размеры 10²² м).

Физика изучает свойства объектов и физические явления, происходящие с объектами микромира, макромира и мегамира.

Научные методы познания окружающего мира

2. Возникает вопрос, как физика получает знания о природе, как она изучает материальный мир.

Представления о материальном мире, о происходящих в нём явлениях и о свойствах объектов материального мира складываются в процессе наблюдения. Так, наблюдая падение тел, Галилей пытался найти закономерности этого движения; наблюдая сокращение лапки лягушки при касании её металлическими предметами, Гальвани пытался найти причину этого явления. Именно желание объяснить причину наблюдаемого явления, найти закономерности, которым оно подчиняется, побуждает учёных выдвигать гипотезы, т. е. предположения о природе явления, или о его причинах, или о законах, по которым оно происходит.

Окончание >>>