Физика где применяется – Физика в медицине. Влияние физики на развитие медицины. Изобретения физиков, использующиеся в медицине :: SYL.ru

Что изучает физика и какова ее роль :: SYL.ru

Эта статья посвящена одной из интересных естественных наук - физике. Для чего она нужна? Что изучает? Физика - это наука о природе. С греческого языка это слово так и переводится и говорит само за себя. О какой природе идет речь в этой науке? Ниже представлены не привычные разделы физики, а примеры из жизни, чтобы было интересно изучать.

В быту без физики не обойтись

Наверное, лучше начать с бытовых условий, так как люди чаще всего нуждаются именно в еде, воде и комфорте. Каждому человеку нужно знать, что абсолютно все происходит по законам природы. Что изучает физика? 7 класс в школе посвящен первоначальному изучению этого предмета. К сожалению, современная школьная программа составлена так, что учащимся может быть совсем неинтересно. В таком случае все зависит от педагога: приведет ли он массу примеров из жизни и будут ли показаны эксперименты на уроке.

что изучает физика

Вернемся к быту и комфорту. Какое отношение физика к ним имеет? С детства всем известно, что вода способна нагреваться, а когда закипит, то идет пар. А в первую морозную ночь лужи замерзают, выпадает снег. Ребенок не может знать, почему так происходит. В школе на уроке физики хороший учитель ответит на подобные вопросы. Но зачем такие знания в жизни? Чтобы не наделать ошибок. Например, поставил шестилетний мальчик чайник на огонь кипятиться и ушел по своим делам, полагая, что водичка нагреется и такой останется до его прихода. Вернется мальчик через пару часов, а у чайника не то что воды, а дна уже нет! Что произошло? Конечно, вода вся выкипела, а дно чайника испортилось. Приготовление любых блюд также не обходится без раздела физики - термодинамики.

Из чего состоит материя

В 7 классе дети узнают, что такое молекула. Невооруженным глазом ее не увидеть, даже в микроскоп небольшой мощности. Что изучает физика в паре с химией? Молекулы и атомы, взаимодействие веществ. В этом две науки сходятся, но наблюдения происходят по-разному. Мало кто из взрослых сейчас вспомнит, что такое диффузия, но зато каждый день все себе заваривают чай, кофе и кладут сахар, добавляют молоко и сливки. Интересующийся школьник может развлечь родителей: "Мама, смотри! Это диффузия!" А ведь смешивание молекул двух веществ между собой и представляет это явление. Физика объяснит, почему в горячей жидкости молекулы ускоряются и, например, сахар в чае растворяется моментально, а в холодной почти ничего с ним не происходит.

А если бы исчезла гравитация

Изучая физику, школьники начинают понимать, что все в мире устроено не просто так. Гравитация наводит на размышления. Что она собой представляет? А ведь благодаря ей мы стоим на земле, а не летаем, как воздушные шарики. Все, что имеет хотя бы малую, но массу, способно падать на землю. Учащимся предложат решить интересные задачи по гравитации.

что изучает физика 7 класс

Исаак Ньютон - великий ученый, открывший, по сути, людям глаза на правду о природе, рассказал о том, что изучает наука физика. Гравитация отсутствует в космосе лишь для человека, искусственных спутников, космических кораблей, но существует для абсолютно всех небесных тел: звезд, галактик, планет и их спутников.

Бытовая техника и физика

Маленький ребенок не знает, что пальчик нельзя совать в розетку, а вот школьник может не догадываться, что оголенный провод опасен. В школе при изучении раздела "Электричество" расскажут, что такое ток. Фраза "положительно заряженные частицы (ионы)" - звучит безобидно, а на самом деле именно они несут опасность при высоких токах и напряжении в проводе. Что изучает физика в электрической среде?

что изучает наука физика

Что такое последовательное и параллельное включение проводников, как рассчитать различные параметры и так далее. Зачем нужно все это? Тем, кто занимается различной техникой, собирает приборы и установки, без знаний электротехники не обойтись. Даже в элементарных вещах (например установка стиральной машины) для главы семьи они будует полезными.

Квантовая физика как феномен

Что изучает квантовая физика? Можно не вдаваться в теорию, понятия и имена ученых, такого материала в учебниках предостаточно. Здесь лучше ответить на вопрос о том, зачем нужна квантовая физика, какова ее роль в жизни людей.

По сути, это единственный раздел, который стремится объяснить либо обратный процесс, либо что-то необычное. Попытки ученых найти необычные явления увенчались успехом. Как заставить магнит работать в обратную сторону, как остановить процесс во времени и наблюдать бесконечное движение вещества в сосуде? Об этом расскажет квантовая физика. Речь идет не о простых частицах, привычных молекулах. Что изучает физика в данном случае? Например, фотон. Частица без массы. Такое может быть? Ведь, как известно, любые атом и молекула имеют хоть и очень маленькую, но массу. А здесь частица абсолютно без нее.

что изучает динамика в физике

Квантовая физика - это, скорее, для любителей всего необычного, тех, кто любит преображать простые вещи в феномен. Ученые экспериментируют в лабораториях, стремятся открыть необычную частицу или переделать существующую. Данный раздел физики применяется в парапсихологии.

По своей сути это противоестественные явления, которые имеют свою "микроприроду", отличную от реальности. Почему? Потому что все эксперименты проводятся не на свежем воздухе, а в лабораториях с экстремальными условиями. Например, вакуумная камера, сверхвысокое давление, очень низкие температуры и так далее.

Механика в физике

Все находится в движении. Даже те предметы, которые на данный момент в абсолютном покое. Как? Очень просто, молекулы и атомы все равно в движении, даже в неподвижном теле. Так что изучает механика в физике? Любое движение, нахождение тела в пространстве. Благодаря этому разделу физики многое в жизни человека имеет свой смысл. Например, с какой скоростью нужно ехать на автомобиле, чтобы вовремя прибыть туда, куда нужно, учитывая дорожные обстоятельства. Механика, кстати, помогает в спорте, таком как бильярд, лыжи, биатлон, теннис и даже гимнастика. Механика изучает ещё и поведение тел в пространстве, дает возможность предугадать, что будет. Например, все знают, что если кружку уронить на кафельный пол, то она точно разобьется, а при падении на диван уцелеет.

что изучает механика в физике

Механика имеет несколько разделов. Что изучает динамика в физике? Те примеры, что перечислены выше, прекрасно описывают то, зачем нужен этот раздел. Здесь учащимся предстоит решать задачи, чтобы иметь представление о том, как поведут себя тела в том или ином случае.

Квантовая физика — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Коллайдер Тэватрон и кольца Главного инжектора

Ква́нтовая фи́зика — раздел теоретической физики, в котором изучаются квантово-механические и квантово-полевые системы и законы их движения. Основные законы квантовой физики изучаются в рамках квантовой механики и квантовой теории поля и применяются в других разделах физики. Все современные космологические теории также опираются на квантовую механику, которая описывает поведение атомных и субатомных частиц. Квантовая физика сосредоточена только на математическом описании процессов наблюдения и измерения.

Квантовая физика и её основные теории — квантовая механика, квантовая теория поля — были созданы в первой половине XX века учёными, среди которых Макс Планк, Альберт Эйнштейн, Эрвин Шрёдингер, Луи де Бройль, Поль Дирак, Нильс Бор, Вольфганг Паули, Вернер Гейзенберг, Макс Борн, Людвиг Больцман.

Квантовая физика объединяет несколько разделов физики, в которых принципиальную роль играют явления квантовой механики и квантовой теории поля, проявляющиеся на уровне микромира, но и имеющие следствия на уровне макромира. Сюда относятся следующие подразделы:

Реальные или модельные системы, подчиняющиеся законам квантовой физики, называют квантовыми системами. Описание сложных квантовых систем часто строится на языке квазичастиц, особенно в физике конденсированного состояния. К квантовым системам относятся, например, электрон в атоме водорода, свободные электроны или иные элементарные частицы, электроны в кристалле (квазичастицы — электроны и дырки), колеблющиеся атомы в кристалле (квазичастицы фононы), взаимодействующие спины в решёточной модели (квазичастицы магноны).

Физика в медицине. Влияние физики на развитие медицины. Изобретения физиков, использующиеся в медицине :: SYL.ru

Медицина и физика – это две области, постоянно окружающие нас в повседневности. Ежедневно влияние физики на развитие медицины только увеличивается, медицинская отрасль за счет этого модернизируется. Это приводит к тому, что многие болезни удается вылечить или остановить их распространение и контролировать.

Применение физики в медицине неоспоримо. Фактически каждый инструмент, используемый медиками, начиная со скальпеля и заканчивая сложнейшими установками для установления точного диагноза, функционирует или изготовлен благодаря достижениями в мире физики. Стоит отметить, что физика в медицине всегда играла важную роль и когда-то эти два направления были единой наукой.

Известное открытие

Физический прибор для медицинских исследований

Многие аппараты, изготовленные физиками, позволяют проводить медикам обследования любого рода. Исследования позволяют ставить пациентам точные диагнозы и находить разные пути для выздоровления. Первым полномасштабным вкладом в медицину было открытие Вильгельма Рентгена в области лучей, которые теперь называются его именем. Рентгеновские лучи сегодня позволяют без особого труда определять тот или иной недуг у человека, узнать детально сведения на уровне костей и так далее.

Ультразвук и его влияние на медицину

Ультразвуковое обследование

Физика в медицину внесла свой вклад еще и благодаря открытию ультразвука. Что это такое? Ультразвук – это механические колебания, частота которых составляет больше двадцати тысяч герц. Частенько ультразвук еще называют дробящим звуком. С его помощью возможно смешивать масло и воду, формируя при этом нужную эмульсию.

Ультразвук пропускается через человеческое тело и отражается от внутренних органов, а это позволяет сформировать макет организма человека и установить имеющиеся заболевания. Ультразвук помогает готовить различные лекарственные вещества, применяется для разрыхления тканей и дробления почечных камней. Используется ультразвук для безосколочной резки и сварки костей. Активно применяется он и для дезинфекции хирургических приспособлений, ингаляции.

Именно ультразвук поспособствовал тому, что был создан эхолот – прибор для установления глубины моря под корабельным днищем. Также это явление поспособствовало тому, что в последнее время было создано огромное количество чувствительных приборов, фиксирующих отраженные тканями организма слабые сигналы ультразвука. Вот так и появилась биолокация. Биолокация позволяет обнаруживать опухоли, инородные тела в теле и тканях организма. Ультразвуковое исследование, или, другими словами, УЗИ, позволяет рассмотреть камни или песок в почках, желчном пузыре, зародыша в утробе матери и даже определить пол ребенка. УЗИ открывает большие перспективы для будущих родителей и ни один центр современной медицины не обходится без этого аппарата.

Лазер в медицине

Исследование человека

Активно в современном мире применяются лазерные технологии. Ни один центр современной медицины уже не обойдется без них. Ярчайшим примером может стать хирургия. С помощью лазерных лучей хирургам удается проводить крайне сложные операции. Мощный поток света из лазера позволяет удалять злокачественные опухоли, а для этого не потребуется даже резать тело человека. Потребуется лишь подобрать нужную частоту. Многие изобретения физиков, использующиеся в медицине, прошли испытание временем и весьма успешно.

Уникальный инструмент для хирурга

Многие современные хирурги пользуются специальными скальпелями на основе плазмы. Это инструменты, функционирующие с высокими температурами. Если их применять на практике, то кровь будет сворачиваться в один миг, а значит, у хирурга не будет никаких неудобств из-за кровотечений. Также было доказано, что после применения подобных инструментов раны человека заживают в разы быстрее.

Плазменный скальпель также понижает риск попадания в рану инфекции до минимальной отметки, при такой температуре микробы просто погибают в один момент.

Электрический ток и медицина

В том, что роль физики в медицине велика, наверное, никто и не сомневается. Обычный электрический ток также повсеместно используется медиками. Небольшие импульсы узкой направленности в определенную точку позволяют избавиться от тромбов, опухолей, и при этом стимулируется приток крови. Опять же никого резать при этом не нужно.

Оптические приборы и их роль в медицине

Женщина сидит

Не знаете, как изучение физики поможет в медицине? Яркий тому пример – оптические приборы. Это и источники света, и линзы, и световоды, и микроскопы, и лазеры и так далее. Микроскоп еще в семнадцатом веке позволил ученым заглянуть в микромир и изучить клетки, самые простые организмы, строение тканей, крови и так далее. Благодаря физике в медицине используются оптические микроскопы, предоставляющие увеличение изображения до тысячи раз. Это главный инструмент биолога и медика, что исследует микромир человека.

Роль офтальмоскопа

В медицине используются самые разные оптические приборы. Например, все бывали на приеме у офтальмолога (врача-окулиста). Вначале он проверяет зрение при помощи специальной таблицы, а затем приглашает человека в темную комнату, где через глазное зеркало или офтальмоскоп рассматривает ваши глаза. Это наглядный пример применения физики в медицине. Офтальмоскоп – это сферическое вогнутое зеркало, в котором имеется маленькое отверстие в центральной части. Если лучи от лампы, что располагается сбоку, направить с помощью прибора в исследуемый глаз, то лучи пройдут до сетчатки, часть из них отразится и выйдет обратно. Отраженные лучи попадают через отверстие в зеркале в глаз врача, и он видит изображение глазного дна человека. Чтобы увеличить изображение, врач рассматривает глаз через собирающую линзу и использует ее в качестве лупы. Таким же образом врач-оториноларинголог рассматривает уши, нос и горло.

Появление эндоскопа и его роль в медицине

Все фотографируются возле аппарата

Основные задачи физики в медицине – это изобретение полезных приборов и технологий, что позволят эффективнее лечить людей. В конце двадцатого столетия физики создали уникальный прибор для медиков – эндоскоп, или «телевизор». Прибор позволяет увидеть изнутри трахеи, бронхи, пищевод, желудок человека. Состоит устройство из миниатюрного светового источника и смотровой трубки – сложного прибора из призм и линз. Для проведения исследования желудка пациенту потребуется заглотить эндоскоп, прибор будет продвигаться по пищеводу постепенно и окажется в желудке. Благодаря источнику света желудок будет освещен изнутри, а лучи, отраженные от стенок желудка, пройдут через смотровую трубку и выведутся в глаза доктора с помощью специальных световодов.

Световоды являют собой волоконные оптические трубки, у которых толщина соизмерима с толщиной человеческого волоса. Вот так световой сигнал полностью и без искажений передается в глаз врачу, формируя в нем изображения освещенного участка в желудке. Доктор сможет наблюдать и фотографировать язвы на стенках желудка, кровотечения. Исследование этим прибором называется эндоскопией.

Эндоскоп позволяет также ввести определенное количество лекарства в нужном участке и остановить таким образом кровотечение. С помощью эндоскопов также возможно облучать злокачественную опухоль.

Поговорим о давлении

Физика и медицина

Для чего нужна физика в медицине, уже ясно, ведь именно физика способствует появлению инновационных методик лечения в медицине. Когда-то инновацией было измерение кровяного давления. Как все происходит? На правую руку пациента доктор надевает манжету, что соединена с манометром, и эту манжету накачивают воздухом. К артерии прикладывается фонендоскоп, и при постепенном понижении давления в манжете прослушиваются удары звуков в фонендоскопе. Значение давления, при котором удары начинаются, называют верхним, а значение, при котором звуки прекращаются, – нижним. Нормальное давление у человека – 120 на 80. Этот способ измерения давления был предложен в 1905 году русским врачом Николаем Сергеевичем Коротковым. Он был участником Русско-японской войны и с тех пор, как он изобрел методику, слышимые в фонендоскопе удары именуются звуками Короткова. Природа этих звуков была неясна почти до конца двадцатого века, пока механиками не было допущено следующее пояснение: кровь движется по артерии под действием сердечных сокращений, а изменение давления крови распространяется по стенкам артерии в виде пульсовой волны.

Вначале доктор накачивает воздух в манжету до уровня, что превышает верхнее давление. Артерия под манжетой находится в сплющенном состоянии на протяжении всего цикла сердечных сокращений, после начинается постепенное выпускание воздуха из манжеты, и когда давление в ней становится равным верхней отметке, то артерия хлопком расправляется и пульсации кровотока приводят в колебание окружающие ткани. Врач слышит при этом звук и отмечает верхнее давление. При понижении давления в манжете совпадения все будут слышны в фонендоскопе, но как только давление в манжете достигнет нижней отметки, звуки прекратятся. Вот так врач регистрирует нижнюю границу.

Мысли можно «увидеть»?

Уже много лет ученых интересует, как устроен мозг человека и его работа. Сегодня исследователи имеют реальную возможность наблюдать на экране работу человеческого мозга, а также проследить за «течением мысли». Все стало возможным благодаря прекрасному прибору – томографу.

Оказалось, что, к примеру, при обработке зрительных данных увеличивается кровоток в затылочную зону мозга, а при обработке звуковых данных – в височные доли и так далее. Вот так один прибор позволяет ученым использовать принципиально новые возможности для изучения мозга человека. Сейчас томограммы широко применяются в медицине, они помогают диагностировать разные заболевания, неврозы.

Все для людей

Настройка аппарата

Людей беспокоит их личное здоровье и благополучие близких им людей. В современном мире много разной техники, которую можно применять даже дома. К примеру, есть измерители нитратов в овощах и фруктах, глюкометры, дозиметры, электронные тонометры, метеостанции для дома и так далее. Да, не все вышеупомянутые приборы относятся непосредственно к медицине, но они помогают людям поддержать здоровье на должном уровне. Помочь человеку разобраться в устройстве приборов и их работе может школьная физика. В медицине она функционирует по тем же законам, что и в жизни.

Физика и медицина связаны между собой прочными узами, которые не разрушить.

Ответы@Mail.Ru: зачем нужна физика?

Физика-это наука о природе в самом общем смысле, часть природоведения. Она изучает вещество, материю, энергию и взаимодействие природы с окружающим миром. Эта наука описала многие принципы которые существуют в нашем мире, многие ещё остались под вопросом. Почти всё, что нас окружает в той или иной степени связано с физикой, здания, машины, компьютеры и т. д. Этот список может быть очень большим. Как наука физика помогает развивать аналитическое мышление, строить причинно-следственные отношения и логически мыслить. По версии американцев физики-теоретики занимают первую позицию по уровню IQ(в среднем на душу населения) , врачам отдали второе место Физика-это хорошая смазка для заржавевших мозгов, эта наука поможет вам и в повседневной жизни. Физики быстро анализирует происходящее и могут принимать правильные решения.

Это основа. Учись лучше

а зачем тебе мозг ?

Чтоб умнее быть.

не задавайте тупые вопросы а идите и учите!!

Если бы не физика то ты бы щас не смог здесь задать этот вопрос

Без физики не было бы самолетов, мобильных телефонов, автомобилей и т. д. Ну и вообще без физики почти всего что у нас есть не было бы

Мальчик Саша! Не задавай глупых вопросов, лучше садись за физику и учи! А то не будешь знать, почему яблоко на землю падает.

Чтобы рассчитывать работу различных механизмов, например, автомобилей, поршней... без физики сейчас у нас дома не было бы воды из-под крана. Также физика помогает создавать оптические приборы. Если бы не она, мы бы не знали слова "мегапиксель". А ещё - микроскопы, линзы, телескопы... да те же очки - и тут заслуга физики! А ещё - температура плавления стекла, температура кипения.. . = термометры, красивые вазы, горячее молоко на плите.. . Физика помогает нам во множестве областей нашей жизни, но мы часто просто не подозреваем об этом!

чтобы опровергуть закон тяготения, член то всёровно встаёт!!!

для чего нужна физика

мы абсалютно состоим из физики. Знаешь атомы? если да ставь нравится! ну ок ближе к теме всё состоит из атомов ты твоя мама вся земля вселенная газ радиация воздух квартира ноутбук это всё! Меньше атомов есть кое что это Квант видов всего 5 протон, нейтрон, электрон, фотон, позитрон. Это все кванты потом после атомов по величине идут молекулы и кстати толщина одного тетрадного листа 500 000 атомов! Молекулы это частица а потом уже иследуемая вещь какая хочешь хоть бумага хоть вопще холодильник! Короче физика нужна!!!

Молекулярная физика — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Молекулярная физика — раздел физики, который изучает физические свойства тел на основе рассмотрения их молекулярного строения. Задачи молекулярной физики решаются методами статистической механики, термодинамики и физической кинетики, они связаны с изучением движения и взаимодействия частиц (атомов, молекул, ионов), составляющих физические тела.

Первым сформировавшимся разделом молекулярной физики была кинетическая теория газов. В процессе её развития работами Джеймса Клерка Максвелла, Людвига Больцмана , Дж. У. Гиббса была создана классическая статистическая физика.

Количественные представления о взаимодействии молекул (молекулярных силах) начали развиваться в теории капиллярных явлений. Классические работы в этой области Алекси Клод Клеро (1743), Пьера-Симона Лапласа (1806), Томаса Юнга (1805), С. Д. Пуассона , Карла Фридриха Гаусса (1830—1831) и других положили начало теории поверхностных явлений. Межмолекулярные взаимодействия были учтены Й. Д. Ван-дер-Ваальсом (1873) при объяснении физических свойств реальных газов и жидкостей.

В начале XX века молекулярная физика вступила в новый этап развития. В работах Жана Батиста Перрена и Теодора Сведберга (1906), Мариан Смолуховского и Альберта Эйнштейна (1904—06), посвященных броуновскому движению микрочастиц, были получены доказательства реальности существования молекул.

Методами рентгеновского структурного анализа (а впоследствии методами электронографии и нейтронографии) были изучены структура твёрдых тел и жидкостей и её изменения при фазовых переходах и изменении температуры, давления и других характеристик. Учение о межатомных взаимодействиях на основе представлений квантовой механики получило развитие в работах Макса Борна, Фрица Лондона и Вальера Гайтлера, а также Петера Дебая. Теория переходов из одного агрегатного состояния в другое, намеченная Ван-дер-Ваальсом и Уильямом Томсоном и развитая в работах Гиббса (конец XIX века), Льва Давидовича Ландау и Макса Фольмера (1930-е) и их последователей, превратилась в современную теорию образования фазы — важный самостоятельный раздел физики. Объединение статистических методов с современными представлениями о структуре вещества в работах Якова Ильича Френкеля, Генри Эйринга (1935—1936), Джона Десмонда Бернала и других привело к молекулярной физике жидких и твёрдых тел.

Круг вопросов, охватываемых молекулярной физикой, очень широк. В ней рассматриваются: строение вещества и его изменение под влиянием внешних факторов (давления, температуры, электромагнитного поля), явления переноса (диффузия, теплопроводность, вязкость), фазовое равновесие и процессы фазовых переходов (кристаллизация, плавление, испарение, конденсация), критическое состояние вещества, поверхностные явления на границах раздела фаз.

Развитие молекулярной физики привело к выделению из неё самостоятельных разделов: статистической физики, физической кинетики, физики твёрдого тела, физической химии, молекулярной биологии. На основе общих теоретических представлений молекулярной физики получили развитие физика металлов, физика полимеров, физика плазмы, кристаллофизика, физико-химия дисперсных систем и поверхностных явлений, теория массопереноса и теплопереноса, физико-химическая механика. При всём различии объектов и методов исследования здесь сохраняется, однако, главная идея: молекулярная физика — описание макроскопических свойств вещества на основе микроскопической (молекулярной) картины его строения.

  • Ахматов А. С. Молекулярная физика граничного трения. М.: ФМЛ, 1963. — 472с.
  • Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: ИЛ, 1961. — 931с.
  • Дерягин Б. В., Чураев Н. В., Муллер В. М. Поверхностные силы. (недоступная ссылка) М.: Наука, 1985.
  • Квасников И. А. Молекулярная физика. М.: Едиториал УРСС, 2011. — 230с. ISBN 978-5-8360-0560-3
  • Кикоин А. К., Кикоин И. К. Молекулярная физика. 2-е изд. М.: Наука, 1976.
  • Матвеев А. Н. Молекулярная физика. М.: Высшая школа, 1981. — 400 с.
  • Оно С. Кондо С. Молекулярная теория поверхностного натяжения в жидкостях. Пер. с англ. М.: ИИЛ, 1963. — 292с.
  • Радченко И. В. Молекулярная физика. — М.: Наука, 1965 −480c.
  • Резибуа П., Де Ленер М. Классическая кинетическая теория жидкостей и газов. Пер. с англ. М.: Мир, 1980.
  • Телеснин Р. В. Молекулярная физика. 2-е изд. М.: Высшая школа, 1973.
  • Фишер И. З. Статистическая теория жидкостей. Наука, 1961. — 280с.
  • Френкель Я. И. Кинетическая теория жидкостей. М.: Наука, 1975. — 592с.

Физическая величина — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Величина. Электромагнитное поле и его величины

Физи́ческая величина́ — измеряемое качество, признак или свойство материального объекта или явления[1], общее в качественном отношении для класса материальных объектов или процессов, явлений, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них[2]. Физические величины имеют род, размер, единицу(измерения) и значение.

Для обозначения физических величин[3][4] применяются прописные и строчные буквы латинского или греческого алфавита[5]. Часто к обозначениям добавляют верхние или нижние индексы, указывающие, к чему относится величина, например Eп часто обозначает потенциальную энергию, а cp — теплоёмкость при постоянном давлении.

Устойчивые, повторяющиеся во множестве опытов связи между физическими величинами, присущие самой природе, называются физическими законами[1].

Качественная определённость величины называется родом. Например, однородными величинами являются длина и ширина[2]. Количественная определённость величины, присущая конкретному объекту или явлению, называется размером. Индивидуальность размеров совпадающих(однородных) величин объектов или явлений позволяет сравнивать и различать их.

Одна из реализаций единицы длины - метра

При измерении размер определяемой величины сравнивается с размером условной единицы[2]. Результатом такого сравнения является измеренное значение величины, показывающее во сколько раз размер величины больше или меньше размера единицы. Следовательно, значение является целью и результатом измерения.

X={x}[x]{\displaystyle X=\{x\}[x]}, где X — измеряемая величина объекта или явления, {x} — численное значение, [x] — единица величины.[6]

Численное значение самой единицы [x] всегда тождественно равно 1. Размер величины не зависит от выбранной единицы, а значение изменяется при выборе другой единицы. Например, гиря массой в 1 килограмм, также имеет массу 2,2 фунта или 0,001 тонны. Значения однородных величин применяются для сравнения объектов измерения.

Различают три вида значений величин, объединённые общим термином «опорное значение»[2].

  • Истинное значение — идеальное, единственное значение величины. Термин используется тогда, когда можно пренебречь неопределённостью значения на микроуровне[2].
  • Действительное значение — получается экспериментальным путём, достаточно близко к истинному значению[2].
  • Принятое значение — значение, приписанное величине[2].

Разнообразие физических величин упорядочивается при помощи систем физических величин. В системе ограниченный перечень величин принимается за основные, а другие, производные, величины выводятся из них при помощи уравнений связи. В Международной системе величин (англ. International System of Quantities, ISQ) в качестве основных выбрано семь величин[7]:

При анализе связей между величинами применяется понятие размерности физической величины. Так называют степенной одночлен, состоящий из произведений символов основных величин в различных степенях[2]. При определении размерности, применяются стандартные математические операции — умножение, деление и сокращение степеней. Если после всех операций сокращений в размерности величины не осталось сомножителей с ненулевыми степенями, то величина называется безразмерной[2].

Физические величины, которые характеризуют объекты и явления в твёрдой Земле, а также в её жидких и газовых оболочках называются геофизическими величинами. Измерение геофизических величин в лаборатории или в полевых условиях позволяет лучше понять внутреннюю структуру планеты, а также искать и разведывать месторождения полезных ископаемых. Наука, основанная на измерениях физических величин горных пород в лабораторных условиях, называется петрофизикой[8].

  • Аддитивные и неаддитивные[2]
    • аддитивные величины — величины, значения которых могут быть суммированы, умножены на константу или разделены друг на друга. Например масса, длина, площадь.
    • неаддитивные величины величины, для которых суммирование значений бессмысленно, хотя и возможно математически. К таким величинами относится температура, плотность, удельное сопротивление.
  • Скалярные, векторные, тензорные величины
    • скалярные величины имеют значение, выражаемое только одним числом, для них не определено направление[9]. Ярким примером скалярной величины является потенциальная энергия.
    • векторные величины описываются последовательностью из трёх (или двух) независимых значений, которые называются компонентами. Векторные величины имеют скалярный модуль и направление. Векторными величинами является сила, давление, скорость и ускорение.
    • тензорные величины объединяют все остальные классы. Они возникают в материальных уравнениях для сред, например в теории упругости для описания деформаций, электромагнитной теории для уравнений материальной среды, в общей теории относительности для описания метрики.

Электрические величины[править | править код]

Электрические величины характеризуют электрический ток — направленное движение заряженных частиц. К электрическим величинам относят:

  • РМГ 29-2013 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о