Разделы физики

Как и во всех научных дисциплинах, в физике выделяют ряд разделов, каждый из которых специализируется на отдельной области исследований. Но в отличие от других научных дисциплин, в физике происходит разделение на две большие группы — современная физика и классическая.

Вполне очевидно, что разделы классической физики сформировались задолго до разделов современной физики. В большинстве других научных дисциплин старые идеи по мере развития сменяются новыми, однако современная физика основывается на совершенно иных законах и принципах, в корне отличных от законов ее классического компаньона. И при этом оба раздела — и классический, и современный — остаются правильными, каждый в своей сфере исследований.

Классическая физика

Это так называемая физика «старой школы». Она имеет дело с явлениями привычного для нас масштаба и исследует движение тел, перенос энергии в экспериментальных и промышленных установках. Также в область классической физики входят темы электричества и звуковых колебаний. В конце XIX века бытовало убеждение, что классическим теориям по силам разрешить все загадки, которые предлагает природа. Но к 1910 году это положение пошатнулось, причем благодаря сторонникам современных физических теорий.

Классическая механика

Классическая механика изучает движение тел различной массы под воздействием приложенных сил.

Статистическая механика

Статистическая механика развивает математические методы, позволяющие моделировать движение невидимых молекул и атомов.

Электромагнитизм

Теория электромагнетизма изучает поведение электрических зарядов, электроток, магнетизм и спектр электромагнитного излучения, включающий в себя видимый свет, радиоволны и рентгеновское излучение.

Акустика

Акустика изучает распространение в различных физических средах звуковых волн.

Оптика

Оптика изучает природу света и поведение световых лучей в различных средах.

Термодинамика

Термодинамика исследует распространение тепла в различных материалах и превращение одних видов энергии в другие.

Материаловедение

Материаловедение отвечает на вопрос, почему различные материалы имеют разные свойства.

Современная физика

В начале XX века началось становление современной физики, поскольку многие классические теории стали давать сбой при применении их к сверхбольшим и сверхмалым масштабам. Так, в масштабе микромира даже небольшие расхождения оказывались огромными. А современная теория относительности разрабатывалась специально для того, чтобы связать пространство и время в масштабах макромира, поскольку квантовая теория «работает» лишь в масштабах микромира. Одной из самых больших надежд физики XXI века может стать единая теория, которая объединит эти две теории.

Теория относительности

Теория относительности объясняет, как движущаяся масса взаимодействует с пространством и временем.

Квантовая механика

Квантовая механика изучает физические явления на уровне самых мелких субатомных частиц.

Ядерная физика

Ядерная физика исследует структуру и поведение атома.

Атомный взрыв, вызванный делением ядер

Физика конденсированных сред

Физика конденсированных сред рассматривает твердые тела и жидкости с точки зрения того, как атомы и молекулы взаимодействуют друг с другом на квантовом уровне.

Физика элементарных частиц

Этот раздел физики описывает поведение фундаментальных частиц, составляющих материю нашего мира, и силы взаимодействия этих частиц друг с другом.

Астрофизика и космология

Эти разделы физики имеют общие моменты с астрономией. На основе достижений ядерной физики и других теорий современной физики они объясняют эволюцию звезд и формирование Вселенной.

Поделиться ссылкой

Что изучают разделы физики

Введение

Вы перешли в седьмой класс и, придя 1 сентября в школу, увидели в списке своих новых уроков предмет с названием «Физика». На ваш вопрос о том, что это за зверь, родители только отмахнулись: «Наука такая!» Но вы перед первым уроком физики хотите основательно подготовиться, чтобы во время ее изучения ничему не удивляться. Как известно всем, науки разделяются на всяческие разделы, и описываемая в этой статье не исключение. Какие же разделы физики существуют, и что они изучают? Так звучит рассматриваемый в этой статье вопрос.

Основные разделы физики

Данный предмет делится на три больших раздела, которые, в свою очередь, разбиваются на подразделы. И последние также дифференцируют на виды этих подразделов. Итак, разделов физики, которые можно назвать основными, всего три: макроскопическая, микроскопическая и физика на стыке наук. Давайте рассмотрим их по порядку.

1. Макроскопическая физика

• Механика. Изучает движение и взаимодействие материальных тел. Разделяется на классическую, релятивистскую и механику сплошных сред (гидродинамика, акустика, механика твердого тела).
• Термодинамика. Изучает превращения и соотношения теплоты и других форм энергии.
• Оптика. Рассматривает явления, которые связаны с распространением электромагнитных волн (инфракрасного и ультрафиолетового излучения), т.е. описывает свойства света и световые процессы. Разделяется на физическую, молекулярную, нелинейную и кристаллооптику.
• Электродинамика. Изучает электромагнитное поле и его взаимодействие с телами, которые имеют электрический заряд. Этот раздел распределяется на электродинамику сплошных сред, магнитогидродинамику и электрогидродинамику.

2. Микроскопическая физика

• Атомная физика. Занимается изучением строения и состояний атомов.
• Статическая физика. Изучает системы с произвольным числом степеней свободы. Делится на статическую механику, статическую теорию поля и физическую кинетику.
• Физика конденсированных сред. Изучает поведения сложных систем с сильной связью. Распределяется на физику твердого тела, жидкостей, наноструктур, атомов и молекул.
• Квантовая физика. Изучает квантово-полевые и квантово-механические системы и законы их движения. Подразделяется на квантовые механику, теорию поля, электродинамику и хромодинамику, а также теорию струн.
• Ядерная физика. Занимается изучением свойств и структуры атомных ядер и ядерных реакций.
• Физика высоких энергий. Рассматривает взаимодействие ядер атомов и/или элементарных частиц, когда их энергия столкновения больше их массы.
• Физика элементарных частиц. Изучает свойства, структуры и взаимодействие элементарных частиц.

3. Физика на стыке наук

• Агрофизика. Занимается изучением физико-химических и биофизических процессов, происходящих в почве.
• Акустооптика. Изучает взаимодействие акустических и оптических волн.
• Астрофизика. Занимается изучением физических явлений, происходящих в астрономических объектах.
• Биофизика. Изучает физические процессы, которые протекают в биологических системах.
• Вычислительная физика. Изучает численные алгоритмы решения задач физики, для которых уже разработана количественная теория.
• Гидрофизика. Занимается изучением процессов, происходящих в воде, и ее физические свойства.
• Геофизика. Исследует строение Земли физическими методами.
• Математическая физика. Теория математических моделей физических явлений.
• Радиофизика. Изучает колебательно-волновые процессы различной природы.
• Теория колебаний. Рассматривающая всевозможные колебания, исходя из их физической природы.
• Теория динамических систем. Математическая абстракция, предназначенная для изучения и описания эволюции систем во времени.
• Химическая физика. Наука о физических законах, управляющих превращением и строением химических веществ.
• Физика атмосферы. Занимается изучением структуры, состава, динамики, и явлений в атмосфере Земли и прочих планет.
• Физика плазмы. Изучает свойства и поведение плазмы.
• Физическая химия. Занимается исследованием химических явлений с помощью теоретических и экспериментальных методов физики.

Заключение

Это все разделы физики. С некоторыми из них (например, оптикой) вы детально познакомитесь в школе, а некоторые будете изучать в институте, если поступите на одноименный факультет. А углубленно изучить разделы физики вы можете дома в любое удобное время.

Физика — Википедия с видео // WIKI 2

Энциклопедичный YouTube

• 1/5

  Просмотров:

  1 113 618

  34 198

  109 963

  1 104

  7 391

• ✪ Тайны квантовой физики

• ✪ 5 интересных физических явлений

• ✪ Великие открытия физиков(начало физики-по сей день)

• ✪ Оптика как наука (рассказывает физик Сергей Савинов)

• ✪ Чем занимается Физика и физики? Часть 1. Открытая лекция Александра Чирцова.

Содержание

Фи́зика (от др.-греч. φύσις — природа) — область естествознания: наука о наиболее общих законах природы, о материи, её структуре, движении и правилах трансформации. Законы физики лежат в основе всего естествознания^[1][2].

Термин «физика» впервые фигурирует в сочинениях одного из величайших мыслителей древности — Аристотеля (IV век до нашей эры). Первоначально термины «физика» и «философия» были синонимами, так как в основе обеих дисциплин лежало стремление объяснить законы функционирования Вселенной. Однако в результате научной революции XVI века физика развилась в самостоятельную научную отрасль.

В современном мире значение физики чрезвычайно велико. Всё то, чем отличается современное общество от общества прошлых веков, появилось в результате применения на практике физических открытий. Так, исследования в области электромагнетизма привели к появлению телефонов и позже мобильных телефонов, открытия в термодинамике позволили создать автомобиль, развитие электроники привело к появлению компьютеров. Развитие фотоники способно дать возможность создать принципиально новые — фотонные — компьютеры и другую фотонную технику, которые сменят существующую электронную технику. Развитие газодинамики привело к появлению самолётов и вертолётов.

Знания физики процессов, происходящих в природе, постоянно расширяются и углубляются. Большинство новых открытий вскоре получают технико-экономическое применение (в частности в промышленности). Однако перед исследователями постоянно встают новые загадки, — обнаруживаются явления, для объяснения и понимания которых требуются новые физические теории. Несмотря на огромный объём накопленных знаний, современная физика ещё очень далека от того, чтобы объяснить все явления природы.

Общенаучные основы физических методов разрабатываются в теории познания и методологии науки.

В русский язык слово «физика» было введено М. В. Ломоносовым, издавшим первый в России учебник физики — свой перевод с немецкого языка учебника «Вольфианская экспериментальная физика» Х. Вольфа (1746)^[3]. Первым оригинальным учебником физики на русском языке стал курс «Краткое начертание физики» (1810), написанный П. И. Страховым.

Предмет физики

Физика — это наука о природе (естествознание) в самом общем смысле (часть природоведения). Предмет её изучения составляет материя (в виде вещества и полей) и наиболее общие формы её движения, а также фундаментальные взаимодействия природы, управляющие движением материи.

Некоторые закономерности являются общими для всех материальных систем (например сохранение энергии), — их называют физическими законами. Физику иногда называют «фундаментальной наукой», поскольку другие естественные науки, — биология, геология, химия и др. — описывают только некоторый класс материальных систем, подчиняющихся законам физики. Например, химия изучает атомы, состоящие из них вещества и превращения одного вещества в другое. Химические же свойства вещества однозначно определяются физическими свойствами атомов и молекул, описываемыми в таких разделах физики, как термодинамика, электромагнетизм и квантовая физика.

Физика тесно связана с математикой: математика предоставляет аппарат, с помощью которого физические законы могут быть точно сформулированы. Физические теории почти всегда формулируются в виде математических уравнений, причём используются более сложные разделы математики, чем обычно в других науках. И наоборот, развитие многих областей математики стимулировалось потребностями физической науки.

Научный метод

Физика — естественная наука. Источником знаний для неё является практическая деятельность: наблюдения, экспериментальное исследование явлений природы, производственная деятельность. Правильность физических знаний проверяется экспериментом, использованием научных знаний в производственной деятельности. Обобщением результатов научных наблюдений и эксперимента являются физические законы, которыми объясняются эти наблюдения и эксперименты^[4]. Физика сосредоточена на изучении фундаментальных и простейших явлений и на ответах на простые вопросы: из чего состоит материя, каким образом частицы материи взаимодействуют между собой, по каким правилам и законам осуществляется движение частиц и т. д.

В основе физических исследований лежит установление фактов путём наблюдения и эксперимента. Анализ данных совокупности экспериментов позволяет выявить и сформулировать закономерность

. На первых этапах исследований закономерности носят преимущественно эмпирический, феноменологический характер, — то есть явление описывается количественно с помощью определённых параметров, характерных для исследуемых тел и веществ. Полученные факты подвергаются упрощению, идеализации путём введения идеальных объектов. На основе идеализации создаются модели исследуемых объектов и явлений. Физические объекты, модели и идеальные объекты описываются на языке физических величин. Затем устанавливаются связи между явлениями природы и выражаются в форме физических законов^[5]. Физические законы проверяются с помощью продуманного эксперимента, в котором явление (феномен) проявлялось бы в как можно более чистом виде и не осложнялось бы другими явлениями (феноменами). Анализируя закономерности и параметры, физики строят физические теории, которые позволяют объяснить изучаемые явления на основе представлений о строении тел и веществ и взаимодействие между их составными частями. Физические теории, в свою очередь, создают предпосылки для постановки точных экспериментов, в ходе которых в основном определяются рамки их применимости. Общие физические теории позволяют формулировать физические законы, которые считаются общими истинами, пока накопление новых экспериментальных результатов не потребует их уточнения или пересмотра.

Так, например, Стивен Грей заметил, что электричество можно передавать на довольно значительное расстояние с помощью увлажнённых нитей и начал исследовать это явление. Георг Ом сумел выявить для него количественную закономерность, — ток в проводнике прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению проводника тока. Эта закономерность известна как закон Ома. При этом, конечно, эксперименты Ома опирались на новые источники питания и на новые способы измерять действие электрического тока, что позволило количественно охарактеризовать его. Результаты дальнейших исследований позволили абстрагироваться от формы и длины проводников тока и ввести такие феноменологические характеристики, как удельное сопротивление проводника и внутреннее сопротивление источника питания. Закон Ома и поныне основа электротехники, однако исследования также выявили и рамки его применимости, — открыты элементы электрической цепи с нелинейными вольт-амперными характеристиками, а также вещества, в определённых ситуациях не имеющие никакого электрического сопротивления — сверхпроводники. После открытия заряженных микрочастиц — электронов (позже протонов и других), была сформулирована микроскопическая теория электропроводности, объясняющая зависимости сопротивления от температуры посредством рассеяния электронов на колебаниях кристаллической решётки, примесях и т. д.

Вместе с тем было бы неправильным считать, что только эмпирический подход определяет развитие физики. Многие важные открытия были совершены «на кончике пера», или экспериментальной проверкой теоретических гипотез. Например, принцип наименьшего действия Пьер Луи де Мопертюи сформулировал в 1744 году на основе общих соображений, и справедливость его невозможно установить экспериментальным путём в силу всеобщности принципа. В настоящее время классическая и квантовая механика, теория поля основаны на принципе наименьшего действия. В 1899 году Макс Планк ввёл понятия кванта электромагнитного поля, кванта действия, что также не было следствием наблюдений и экспериментов, а чисто теоретической гипотезой. В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал работу по специальной теории относительности, построенную дедуктивным путём из самых общих физических и геометрических соображений. Анри Пуанкаре — математик, прекрасно разбиравшийся в научных методах физики, — писал, что ни феноменологический, ни умозрительный подход по отдельности не описывают и не могут описывать физическую науку^[6].

Количественный характер физики

Физика — количественная наука. Физический эксперимент опирается на измерения, то есть сравнение характеристик исследуемых явлений с определёнными эталонами. С этой целью физика развила совокупность физических единиц и измерительных приборов. Отдельные физические единицы объединяются в системы физических единиц. Так, на современном этапе развития науки стандартом является Международная система единиц (СИ), но большинство теоретиков по-прежнему предпочитает пользоваться Гауссовой системой единиц (СГС).

Полученные экспериментально количественные зависимости позволяют использовать для своей обработки математические методы и строить теоретические, то есть математические модели изучаемых явлений.

С изменением представлений о природе тех или иных явлений меняются также физические единицы, в которых измеряются физические величины. Так, например, для измерения температуры сначала были предложены произвольные температурные шкалы, которые делили промежуток температур между характерными явлениями (например, замерзанием и кипением воды) на определённое количество меньших промежутков, которые получили название градусов температуры. Для измерения количества теплоты была введена единица — калория, которая определяла количество теплоты, необходимой для нагрева грамма воды на один градус. Однако со временем физики установили соответствие между механической и тепловой формой энергии. Таким образом, оказалось, что предложенная ранее единица количества теплоты, калория, является излишней, как и единица измерения температуры. И количество теплоты, и температуру можно измерять в единицах механической энергии. В современную эпоху калория и градус не вышли из практического употребления, но между этими величинами и единицей энергии Джоулем существует точное числовое соотношение. Градус, как единица измерения температуры входит в систему СИ, а коэффициент перехода от температурной к энергетическим величинам — постоянная Больцмана — считается физической постоянной.

История физики

Физика — это наука о материи, её свойствах и движении. Она является одной из наиболее древних научных дисциплин^[7].

Люди пытались понять свойства материи с древнейших времён: почему тела падают на землю, почему разные вещества имеют различные свойства и т. д. Интересовали людей также вопросы о строении мира, о природе Солнца и Луны. Сначала ответы на эти вопросы пытались искать в философии. В основном философские теории, которые пытались дать ответы на такие вопросы, не проверялись на практике. Однако, несмотря на то, что нередко философские теории неправильно описывали наблюдения, ещё в древние времена человечество добилось значительных успехов в астрономии, а великий греческий учёный Архимед даже сумел дать точные количественные формулировки многих законов механики и гидростатики.

Некоторые теории древних мыслителей, как, например, идеи об атомах, которые были сформулированы в древних Греции и Индии, опережали время. Постепенно от общей философии начало отделяться естествознание, важнейшей составной частью которого стала физика. Уже Аристотель использовал название «Физика» в заголовке одного из основных своих трактатов^[8]. Несмотря на ряд неправильных утверждений, физика Аристотеля на протяжении веков оставалась основой знаний о природе.

Период до научной революции

Основной способ работы камеры обскура

Ибн ал-Хайсам (около 965 — около 1040), пионер оптики

Свойство человечества сомневаться и пересматривать положения, которые раньше считались единственно истинными, в поисках ответов на новые вопросы в итоге привело к эпохе великих научных открытий, которую сегодня называют научной революцией, начавшейся в середине XVI века. Предпосылки к этим коренным изменениям сложились благодаря достоянию древних мыслителей, наследие которых можно проследить до Индии и Персии. Персидский учёный Насир ад-Дин ат-Туси указал на значительные недостатки птолемеевской системы.

Средневековая Европа на какое-то время потеряла знания античных времён, но под влиянием Арабского халифата сохранённые арабами сочинения Аристотеля вернулись. В XII—XIII веках нашли свой путь в Европу также произведения индийских и персидских учёных. В Средние века начал складываться научный метод, в котором основная роль отводилась экспериментам и математическому описанию. Ибн ал-Хайсам (Альхазен) в своей «Книге об оптике», написанной в 1021 году, описывал эксперименты, подтверждающие его теорию зрения, согласно которой глаз воспринимает свет, излучаемый другими объектами, а не сам глаз излучает свет, как считали раньше Евклид и Птолемей. В экспериментах Ибн ал-Хайсама использовалась камера-обскура. С помощью этого прибора он проверял свои гипотезы относительно свойств света: или свет распространяется по прямой, или смешиваются в воздухе различные лучи света^[9].

Научная революция

Период научной революции характеризуется утверждением научного метода исследований, вычленением физики из массы натурфилософии в отдельную область и развитием отдельных разделов физики: механики, оптики, термодинамики и т. д.^[10]

Большинство историков придерживаются мнения о том, что научная революция началась в 1543 году, когда Николаю Копернику привезли из Нюрнберга впервые напечатанный экземпляр его книги «О вращении небесных сфер».

После этого в течение примерно ста лет человечество обогатилось работами таких исследователей, как Галилео Галилей, Христиан Гюйгенс, Иоганн Кеплер, Блез Паскаль и др.^[11] Галилей первым начал последовательно применять научный метод, проводя эксперименты, чтобы подтвердить свои предположения и теории. Он сформулировал некоторые законы динамики и кинематики, в частности закон инерции, и проверил их опытным путём. В 1687 году Исаак Ньютон опубликовал книгу «Principia», в которой в подробностях описал две основополагающие физические теории: законы движения тел, известные как законы Ньютона, и законы тяготения. Обе теории прекрасно согласовывались с экспериментом. Книга также приводила теории движения жидкостей.^[12] Впоследствии классическая механика была переформулирована и расширена Леонардом Эйлером, Жозефом Луи Лагранжем, Уильямом Роуэном Гамильтоном и другими^[13]. Законы гравитации заложили основу тому, что позже стало астрофизикой, которая использует физические теории для описания и объяснения астрономических наблюдений.

В России первым значительный вклад в развитие физической минералогии, математической физики, биофизики и астрономии в разделе изучения полярных сияний и физики «хвостов» комет внёс Михаил Ломоносов^[13]. Среди его наиболее значимых научных достижений в области физики — атомно-корпускулярная теория строения вещества и материи. Работы Ломоносова и его соратника Г. В. Рихмана внесли важный вклад в понимание электрической природы грозовых разрядов. Ломоносов не только провёл блестящее многолетнее исследование атмосферного электричества и установил ряд эмпирических закономерностей грозовых явлений, но и в работе «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих» (1753) объяснил причину возникновения электричества в грозовых облаках конвекцией тёплого воздуха (у поверхности Земли) и холодного воздуха (в верхних слоях атмосферы). Ломоносов разработал теорию света и выдвинул трёхкомпонентную теорию цвета, с помощью которой объяснил физиологические механизмы цветовых явлений. По мысли Ломоносова, цвета вызываются действием трёх родов эфира и трёх видов цветоощущающей материи, составляющей дно глаза. Теория цвета и цветового зрения, с которой Ломоносов выступил в 1756 году, выдержала проверку временем и заняла должное место в истории физической оптики.

После установления законов механики Ньютоном, следующим исследовательским полем стало электричество. Основы создания теории электричества заложили наблюдения и опыты таких учёных XVII и XVIII веков, как Роберт Бойль, Стивен Грей, Бенджамин Франклин^[13]. Сложились основные понятия — электрический заряд и электрический ток. В 1831 году английский физик Майкл Фарадей показал связь электричества и магнетизма, продемонстрировав, что движущийся магнит индуцирует в электрической цепи ток. Опираясь на эту концепцию, Джеймс Клерк Максвелл построил теорию электромагнитного поля. Из системы уравнений Максвелла следовало существование электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света. Экспериментальное подтверждение этому нашел Генрих Герц, открыв радиоволны^[14].

С построением теории электромагнитного поля и электромагнитных волн, победой волновой теории света, основанной Гюйгенсом, над корпускулярной теорией Ньютона, завершилось построение классической оптики. На этом пути оптика обогатилась пониманием дифракции и интерференции света, достигнутым благодаря трудам Огюстена Френеля и Томаса Юнга.

В XVIII и начале XIX века были открыты основные законы поведения газов, а работы Сади Карно по теории тепловых машин открыли новый этап в становлении термодинамики. В XIX веке Юлиус Майер и Джеймс Джоуль установили эквивалентность механической и тепловой энергий, что привело к расширенной формулировке закона сохранения энергии (первый закон термодинамики)^[15]. Благодаря Рудольфу Клаузиусу был сформулирован второй закон термодинамики и введено понятие энтропии. Позже Джозайя Уиллард Гиббс заложил основы статистической физики, а Людвиг Больцман предложил статистическую интерпретацию понятия энтропии^[16].

К концу XIX века физики подошли к значительному открытию — экспериментальному подтверждению существования атома. В это время существенно изменилась и роль физики в обществе. Возникновение новой техники (электричество, радио, автомобиль и т. д.) требовало большого объёма прикладных исследований. Занятия наукой стало профессией. Фирма General Electric первой открыла собственные исследовательские лаборатории; такие же лаборатории стали появляться в других фирмах.

Смена парадигм

Конец девятнадцатого, начало двадцатого века был временем, когда под давлением новых экспериментальных данных физикам пришлось пересмотреть старые теории и заменить их новыми, заглядывая всё глубже в строение материи. Эксперимент Майкельсона — Морли выбил основу из-под ног классического электромагнетизма, поставив под сомнение существование эфира. Были открыты новые явления, такие как рентгеновские лучи и радиоактивность. Не успели физики доказать существование атома, как появились доказательства существования электрона, эксперименты с фотоэффектом и изучение спектра теплового излучения давали результаты, которые невозможно было объяснить, исходя из принципов классической физики. В прессе этот период назывался кризисом физики, но одновременно он стал периодом триумфа физики, сумевшей выработать новые революционные теории, которые не только объяснили непонятные явления, но и многие другие, открыв путь к новому пониманию природы.

В 1905 году Альберт Эйнштейн построил специальную теорию относительности, которая продемонстрировала, что понятие эфира не требуется при объяснении электромагнитных явлений. При этом пришлось изменить классическую механику Ньютона, дав ей новую формулировку, справедливую при больших скоростях. Коренным образом изменились также представления о природе пространства и времени^[17]. Эйнштейн развил свою теорию в общую теорию относительности, опубликованную в 1916 году. Новая теория включала в себя описание гравитационных явлений и открыла путь к становлению космологии — науки об эволюции Вселенной^[18].

Рассматривая задачу о тепловом излучении абсолютно чёрного тела, Макс Планк в 1900 году предложил невероятную идею, что электромагнитные волны излучаются порциями, энергия которых пропорциональна частоте. Эти порции получили название квантов, а сама идея начала построение новой физической теории — квантовой механики, которая ещё больше изменила классическую ньютоновскую механику, на этот раз при очень малых размерах физической системы. В том же 1905 году Альберт Эйнштейн применил идею Планка для успешного объяснения экспериментов с фотоэффектом, предположив, что электромагнитные волны не только излучаются, но и поглощаются квантами. Корпускулярная теория света, которая, казалось, потерпела сокрушительное поражение в борьбе с волновой теорией, вновь получила поддержку.

Спор между корпускулярной и волновой теорией нашёл своё решение в корпускулярно-волновом дуализме, гипотезе, сформулированной Луи де Бройлем. По этой гипотезе не только квант света, но и любая другая частица проявляет одновременно свойства, присущие как корпускулам, так и волнам. Гипотеза Луи де Бройля подтвердилась в экспериментах с дифракцией электронов.

В 1911 году Эрнест Резерфорд предложил планетарную теорию атома, а в 1913 году Нильс Бор построил модель атома, в которой постулировал квантовый характер движения электронов. Благодаря работам Вернера Гайзенберга, Эрвина Шрёдингера, Вольфганга Паули, Поля Дирака и многих других квантовая механика нашла свою точную математическую формулировку, подтверждённую многочисленными экспериментами. В 1927 году была создана копенгагенская интерпретация, которая открывала путь для понимания законов квантового движения на качественном уровне^[19][20].

Физика современности

Зелёный (520 нм), синий (445 нм) и красный (635 нм) лазеры

С открытием радиоактивности Анри Беккерелем началось развитие ядерной физики, которая привела к появлению новых источников энергии: атомной энергии и энергии ядерного синтеза. Открытые при исследованиях ядерных реакций новые частицы: нейтрон, протон, нейтрино, дали начало физике элементарных частиц^[21]. Эти новые открытия на субатомном уровне оказались очень важными для физики на уровне Вселенной и позволили сформулировать теорию её эволюции — теорию Большого взрыва.

Сложилось окончательное разделение труда между физиками-теоретиками и физиками-экспериментаторами. Энрико Ферми был, пожалуй, последним выдающимся физиком, успешным как в теории, так и в экспериментальной работе.

Передний край физики переместился в область исследования фундаментальных законов, ставя перед собой цель создать теорию, которая объясняла бы Вселенную, объединив теории фундаментальных взаимодействий. На этом пути физика получила частичные успехи в виде теории электрослабого взаимодействия и теории кварков, обобщённой в так называемой стандартной модели. Однако, квантовая теория гравитации до сих пор не построена. Определённые надежды связываются с теорией струн.

Начиная с создания квантовой механики, быстрыми темпами развивается физика твёрдого тела, открытия которой привели к возникновению и развитию электроники, а с ней и информатики, которые внесли коренные изменения в культуру человеческого общества.

Теоретическая и экспериментальная физика

В основе своей физика — экспериментальная наука: все её законы и теории основываются и опираются на опытные данные. Однако зачастую именно новые теории являются причиной проведения экспериментов и, как результат, лежат в основе новых открытий. Поэтому принято различать экспериментальную и теоретическую физику.

Экспериментальная физика исследует явления природы в заранее подготовленных условиях. В её задачи входит обнаружение ранее неизвестных явлений, подтверждение или опровержение физических теорий, уточнение значений физических констант. Многие достижения в физике были сделаны благодаря экспериментальному обнаружению явлений, не описываемых существующими теориями. Например, экспериментальное изучение фотоэффекта послужило одной из посылок к созданию квантовой механики (хотя рождением квантовой механики считается появление гипотезы Планка, выдвинутой им для разрешения ультрафиолетовой катастрофы — парадокса классической теоретической физики излучения).

В задачи теоретической физики входит формулирование общих законов природы и объяснение на основе этих законов различных явлений, а также предсказание до сих пор неизвестных явлений. Верность любой физической теории проверяется экспериментально: если результаты эксперимента совпадают с предсказаниями теории, она считается адекватной (достаточно точно описывающей данное явление).

При изучении любого явления экспериментальные и теоретические аспекты одинаково важны.

Прикладная физика

От своего зарождения физика всегда имела большое прикладное значение и развивалась вместе с машинами и механизмами, которые человечество использовало для своих нужд. Физика широко используется в инженерных науках, немало физиков были одновременно изобретателями и, наоборот. Механика, как часть физики, тесно связана с теоретической механикой и сопротивлением материалов, как инженерными науками. Термодинамика связана с теплотехникой и конструированием тепловых двигателей. Электричество связано с электротехникой и электроникой, для становления и развития которой очень важны исследования в области физики твёрдого тела. Достижения ядерной физики обусловили появление ядерной энергетики, и тому подобное.

Физика также имеет широкие междисциплинарные связи. На границе физики, химии и инженерных наук возникла и быстро развивается такая отрасль науки как материаловедение. Методы и инструменты используются химией, что привело к становлению двух направлений исследований: физической химии и химической физики. Всё мощнее становится биофизика — область исследований на границе между биологией и физикой, в которой биологические процессы изучаются исходя из атомарной структуры органических веществ. Геофизика изучает физическую природу геологических явлений. Медицина использует методы, такие как рентгеновские и ультразвуковые исследования, ядерный магнитный резонанс — для диагностики, лазеры — для лечения болезней глаз, ядерное облучение — в онкологии, и тому подобное.

Основные теории

Хотя физика имеет дело с разнообразными системами, некоторые физические теории применимы в больших областях физики. Такие теории считаются в целом верными при дополнительных ограничениях. Например, классическая механика верна, если размеры исследуемых объектов намного больше размеров атомов, скорости существенно меньше скорости света, и гравитационные силы малы. Эти теории всё ещё активно исследуются; например, такой аспект классической механики, как теория хаоса был открыт только в XX веке. Они составляют основу для всех физических исследований. В рамках этих теорий М. В. Ломоносов объяснил причины агрегатных состояний веществ (твёрдое, жидкое и газообразное состояния) и разработал теорию теплоты.

Разделы физики

Макроскопическая физика

Макроскопическая физика изучает явления и законы привычного мира, где размеры тел сопоставимы с размерами человека.

Микроскопическая физика

Микроскопическая физика исследует «микромир», где размеры тел во много раз меньше размеров человека.

Разделы физики на стыке наук

Справка

Важнейшие журналы

Российские

Зарубежные

Физика — Википедия

Фи́зика (от др.-греч. φύσις — природа) — область естествознания: наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении. Законы физики лежат в основе всего естествознания^[1][2].

Термин «физика» впервые фигурирует в сочинениях одного из величайших мыслителей древности — Аристотеля (IV век до нашей эры). Первоначально термины «физика» и «философия» были синонимами, так как в основе обеих дисциплин лежало стремление объяснить законы функционирования Вселенной. Однако в результате научной революции XVI века физика развилась в самостоятельную научную отрасль.

В современном мире значение физики чрезвычайно велико. Всё то, чем отличается современное общество от общества прошлых веков, появилось в результате применения на практике физических открытий. Так, исследования в области электромагнетизма привели к появлению телефонов и позже мобильных телефонов, открытия в термодинамике позволили создать автомобиль, развитие электроники привело к появлению компьютеров. Развитие фотоники способно дать возможность создать принципиально новые — фотонные — компьютеры и другую фотонную технику, которые сменят существующую электронную технику. Развитие газодинамики привело к появлению самолётов и вертолётов.

Знания физики процессов, происходящих в природе, постоянно расширяются и углубляются. Большинство новых открытий вскоре получают технико-экономическое применение (в частности в промышленности). Однако перед исследователями постоянно встают новые загадки, — обнаруживаются явления, для объяснения и понимания которых требуются новые физические теории. Несмотря на огромный объём накопленных знаний, современная физика ещё очень далека от того, чтобы объяснить все явления природы.

Общенаучные основы физических методов разрабатываются в теории познания и методологии науки.

В русский язык слово «физика» было введено М. В. Ломоносовым, издавшим первый в России учебник физики — свой перевод с немецкого языка учебника «Вольфианская экспериментальная физика» Х. Вольфа (1746)^[3]. Первым оригинальным учебником физики на русском языке стал курс «Краткое начертание физики» (1810), написанный П. И. Страховым.

Предмет физики

Физика — это наука о природе (естествознание) в самом общем смысле (часть природоведения). Предмет её изучения составляет материя (в виде вещества и полей) и наиболее общие формы её движения, а также фундаментальные взаимодействия природы, управляющие движением материи.

Некоторые закономерности являются общими для всех материальных систем (например сохранение энергии), — их называют физическими законами. Физику иногда называют «фундаментальной наукой», поскольку другие естественные науки, — биология, геология, химия и др. — описывают только некоторый класс материальных систем, подчиняющихся законам физики. Например, химия изучает атомы, состоящие из них вещества и превращения одного вещества в другое. Химические же свойства вещества однозначно определяются физическими свойствами атомов и молекул, описываемыми в таких разделах физики, как термодинамика, электромагнетизм и квантовая физика.

Физика тесно связана с математикой: математика предоставляет аппарат, с помощью которого физические законы могут быть точно сформулированы. Физические теории почти всегда формулируются в виде математических уравнений, причём используются более сложные разделы математики, чем обычно в других науках. И наоборот, развитие многих областей математики стимулировалось потребностями физической науки.

Научный метод

Физика — естественная наука. Источником знаний для неё является практическая деятельность: наблюдения, экспериментальное исследование явлений природы, производственная деятельность. Правильность физических знаний проверяется экспериментом, использованием научных знаний в производственной деятельности. Обобщением результатов научных наблюдений и эксперимента являются физические законы, которыми объясняются эти наблюдения и эксперименты^[4]. Физика сосредоточена на изучении фундаментальных и простейших явлений и на ответах на простые вопросы: из чего состоит материя, каким образом частицы материи взаимодействуют между собой, по каким правилам и законам осуществляется движение частиц и т. д.

В основе физических исследований лежит установление фактов путём наблюдения и эксперимента. Анализ данных совокупности экспериментов позволяет выявить и сформулировать закономерность. На первых этапах исследований закономерности носят преимущественно эмпирический, феноменологический характер, — то есть явление описывается количественно с помощью определённых параметров, характерных для исследуемых тел и веществ. Полученные факты подвергаются упрощению, идеализации путём введения идеальных объектов. На основе идеализации создаются модели исследуемых объектов и явлений. Физические объекты, модели и идеальные объекты описываются на языке физических величин. Затем устанавливаются связи между явлениями природы и выражаются в форме физических законов^[5]. Физические законы проверяются с помощью продуманного эксперимента, в котором явление (феномен) проявлялось бы в как можно более чистом виде и не осложнялось бы другими явлениями (феноменами). Анализируя закономерности и параметры, физики строят физические теории, которые позволяют объяснить изучаемые явления на основе представлений о строении тел и веществ и взаимодействие между их составными частями. Физические теории, в свою очередь, создают предпосылки для постановки точных экспериментов, в ходе которых в основном определяются рамки их применимости. Общие физические теории позволяют формулировать физические законы, которые считаются общими истинами, пока накопления новых экспериментальных результатов не потребует их уточнения или пересмотра.

Так, например, Стивен Грей заметил, что электричество можно передавать на довольно значительное расстояние с помощью увлажнённых нитей и начал исследовать это явление. Георг Ом сумел выявить для него количественную закономерность, — ток в проводнике прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению проводника току. Эта закономерность известна как закон Ома. При этом, конечно, эксперименты Ома опирались на новые источники питания и на новые способы измерять действие электрического тока, что позволило количественно охарактеризовать его. Результаты дальнейших исследований позволили абстрагироваться от формы и длины проводников тока и ввести такие феноменологические характеристики, как удельное сопротивление проводника и внутреннее сопротивление источника питания. Закон Ома и поныне основа электротехники, однако исследования также выявили и рамки его применимости, — открыты элементы электрической цепи с нелинейными вольт-амперными характеристиками, а также вещества, в определённых ситуациях не имеющие никакого электрического сопротивления — сверхпроводники. После открытия заряженных микрочастиц — электронов (позже протонов и других), была сформулирована микроскопическая теория электропроводности, объясняющая зависимости сопротивления от температуры посредством рассеяния электронов на колебаниях кристаллической решетки, примесях и т. д.

Вместе с тем было бы неправильным считать, что только эмпирический подход определяет развитие физики. Многие важные открытия были совершены «на кончике пера», или экспериментальной проверкой теоретических гипотез. Например, принцип наименьшего действия Пьер Луи де Мопертюи сформулировал в 1744 году на основе общих соображений, и справедливость его невозможно установить экспериментальным путём в силу всеобщности принципа. В настоящее время классическая и квантовая механика, теория поля основаны на принципе наименьшего действия. В 1899 году Макс Планк ввёл понятия кванта электромагнитного поля, кванта действия, что также не было следствием наблюдений и экспериментов, а чисто теоретической гипотезой. В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал работу по специальной теории относительности, построенную дедуктивным путём из самых общих физических и геометрических соображений. Анри Пуанкаре — математик, прекрасно разбиравшийся в научных методах физики, — писал, что ни феноменологический, ни умозрительный подход по отдельности не описывают и не могут описывать физическую науку^[6].

Количественный характер физики

Физика — количественная наука. Физический эксперимент опирается на измерения, то есть сравнение характеристик исследуемых явлений с определёнными эталонами. С этой целью физика развила совокупность физических единиц и измерительных приборов. Отдельные физические единицы объединяются в системы физических единиц. Так, на современном этапе развития науки стандартом является Международная система единиц (СИ), но большинство теоретиков по-прежнему предпочитает пользоваться Гауссовой системой единиц (СГС).

Полученные экспериментально количественные зависимости позволяют использовать для своей обработки математические методы и строить теоретические, то есть математические модели изучаемых явлений.

С изменением представлений о природе тех или иных явлений меняются также физические единицы, в которых измеряются физические величины. Так, например, для измерения температуры сначала были предложены произвольные температурные шкалы, которые делили промежуток температур между характерными явлениями (например, замерзанием и кипением воды) на определённое количество меньших промежутков, которые получили название градусов температуры. Для измерения количества теплоты была введена единица — калория, которая определяла количество теплоты, необходимой для нагрева грамма воды на один градус. Однако со временем физики установили соответствие между механической и тепловой формой энергии. Таким образом, оказалось, что предложенная ранее единица количества теплоты, калория, является излишней, как и единица измерения температуры. И количество теплоты, и температуру можно измерять в единицах механической энергии. В современную эпоху калория и градус не вышли из практического употребления, но между этими величинами и единицей энергии Джоулем существует точное числовое соотношение. Градус, как единица измерения температуры входит в систему СИ, а коэффициент перехода от температурной к энергетическим величинам — постоянная Больцмана — считается физической постоянной.

История физики

Физика — это наука о материи, её свойствах и движении. Она является одной из наиболее древних научных дисциплин^[7].

Люди пытались понять свойства материи из древнейших времен: почему тела падают на землю, почему разные вещества имеют различные свойства и т. д. Интересовали людей также вопрос о строении мира, о природе Солнца и Луны. Сначала ответы на эти вопросы пытались искать в философии. В основном философские теории, которые пытались дать ответы на такие вопросы, не проверялись на практике. Однако, несмотря на то, что нередко философские теории неправильно описывали наблюдения, ещё в древние времена человечество добилось значительных успехов в астрономии, а великий греческий учёный Архимед даже сумел дать точные количественные формулировки многих законов механики и гидростатики.

Некоторые теории древних мыслителей, как, например, идеи об атомах, которые были сформулированы в древних Греции и Индии, опережали время. Постепенно от общей философии начало отделяться естествознание, важнейшей составной частью которого стала физика. Уже Аристотель использовал название «Физика» в заголовке одного из основных своих трактатов^[8]. Несмотря на ряд неправильных утверждений, физика Аристотеля на протяжении веков оставалась основой знаний о природе.

Период до научной революции

Основной способ работы камеры обскура Ибн ал-Хайсам (около 965 — около 1040), пионер оптики

Свойство человечества сомневаться и пересматривать положения, которые раньше считались единственно истинными, в поисках ответов на новые вопросы в итоге привело к эпохе великих научных открытий, которую сегодня называют научной революцией, начавшейся в середине XVI века. Предпосылки к этим коренным изменениям сложились благодаря достоянию древних мыслителей, наследие которых можно проследить до Индии и Персии. Персидский учёный Насир ад-Дин ат-Туси указал на значительные недостатки птолемеевской системы.

Средневековая Европа на какое-то время потеряла знания античных времен, но под влиянием Арабского халифата сохраненные арабами сочинения Аристотеля вернулись. В XII—XIII веках нашли свой путь в Европу также произведения индийских и персидских учёных. В Средние века начал складываться научный метод, в котором основная роль отводилась экспериментам и математическому описанию. Ибн ал-Хайсам (Альхазен) в своей «Книге о оптике», написанной в 1021 году, описывал эксперименты, подтверждающие его теорию зрения, согласно которой глаз воспринимает свет, излучаемый другими объектами, а не сам глаз излучает свет, как считали раньше Евклид и Птолемей. В экспериментах Ибн ал-Хайсама использовалась камера-обскура. С помощью этого прибора он проверял свои гипотезы относительно свойств света: или свет распространяется по прямой, или смешиваются в воздухе различные лучи света^[9].

Научная революция

Период научной революции характеризуется утверждением научного метода исследований, вычленением физики из массы натурфилософии в отдельную область и развитием отдельных разделов физики: механики, оптики, термодинамики и т. д.^[10]

Большинство историков придерживаются мнения о том, что научная революция началась в 1543 году, когда Николаю Копернику привезли из Нюрнберга впервые напечатанный экземпляр его книги «О вращении небесных сфер».

После этого в течение примерно ста лет человечество обогатилось работами таких исследователей, как Галилео Галилей, Христиан Гюйгенс, Иоганн Кеплер, Блез Паскаль и др.^[11] Галилей первым начал последовательно применять научный метод, проводя эксперименты, чтобы подтвердить свои предположения и теории. Он сформулировал некоторые законы динамики и кинематики, в частности закон инерции, и проверил их опытным путём. В 1687 году Исаак Ньютон опубликовал книгу «Principia», в которой в подробностях описал две основополагающие физические теории: законы движения тел, известные как законы Ньютона, и законы тяготения. Обе теории прекрасно согласовывались с экспериментом. Книга также приводила теории движения жидкостей.^[12] Впоследствии классическая механика была переформулирована и расширена Леонардом Эйлером, Жозефом Луи Лагранжем, Уильямом Роуэном Гамильтоном и другими^[13]. Законы гравитации заложили основу тому, что позже стало астрофизикой, которая использует физические теории для описания и объяснения астрономических наблюдений.

В России первым значительный вклад в развитие физической минералогии, математической физики, биофизики и астрономии в разделе изучения полярных сияний и физики «хвостов» комет внёс Михаил Ломоносов^[13]. Среди его наиболее значимых научных достижений в области физики — атомно-корпускулярная теория строения вещества и материи. Работы Ломоносова и его соратника Г. В. Рихмана внесли важный вклад в понимание электрической природы грозовых разрядов. Ломоносов не только провёл блестящее многолетнее исследование атмосферного электричества и установил ряд эмпирических закономерностей грозовых явлений, но и в работе «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих» (1753) объяснил причину возникновения электричества в грозовых облаках конвекцией теплого воздуха (у поверхности Земли) и холодного воздуха (в верхних слоях атмосферы). Ломоносов разработал теорию света и выдвинул трёхкомпонентную теорию цвета, с помощью которой объяснил физиологические механизмы цветовых явлений. По мысли Ломоносова, цвета вызываются действием трёх родов эфира и трёх видов цветоощущающей материи, составляющей дно глаза. Теория цвета и цветового зрения, с которой Ломоносов выступил в 1756 году, выдержала проверку временем и заняла должное место в истории физической оптики.

После установления законов механики Ньютоном, следующим исследовательским полем стало электричество. Основы создания теории электричества заложили наблюдения и опыты таких учёных XVII и XVIII веков, как Роберт Бойль, Стивен Грей, Бенджамин Франклин^[13]. Сложились основные понятия — электрический заряд и электрический ток. В 1831 году английский физик Майкл Фарадей показал связь электричества и магнетизма, продемонстрировав, что движущийся магнит индуцирует в электрической цепи ток. Опираясь на эту концепцию, Джеймс Клерк Максвелл построил теорию электромагнитного поля. Из системы уравнений Максвелла следовало существование электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света. Экспериментальное подтверждение этому нашел Генрих Герц, открыв радиоволны^[14].

С построением теории электромагнитного поля и электромагнитных волн, победой волновой теории света, основанной Гюйгенсом, над корпускулярной теорией Ньютона, завершилось построение классической оптики. На этом пути оптика обогатилась пониманием дифракции и интерференции света, достигнутым благодаря трудам Огюстена Френеля и Томаса Юнга.

В XVIII и начале XIX века были открыты основные законы поведения газов, а работы Сади Карно по теории тепловых машин открыли новый этап в становлении термодинамики. В XIX веке Юлиус Майер и Джеймс Джоуль установил эквивалентность механической и тепловой энергий, что привело к расширенной формулировке закона сохранения энергии (первый закон термодинамики)^[15]. Благодаря Рудольфу Клаузиусу был сформулирован второй закон термодинамики и введено понятие энтропии. Позже Джозайя Уиллард Гиббс заложил основы статистической физики, а Людвиг Больцман предложил статистическую интерпретацию понятия энтропии^[16].

К концу XIX века физики подошли к значительному открытию — экспериментальному подтверждению существования атома. В это время существенно изменилась и роль физики в обществе. Возникновение новой техники (электричества, радио, автомобиль и т. д.) требовало большого объёма прикладных исследований. Занятия наукой стало профессией. Фирма General Electric первой открыла собственные исследовательские лаборатории; такие же лаборатории стали появляться в других фирмах.

Смена парадигм

Конец девятнадцатого, начало двадцатого века был временем, когда под давлением новых экспериментальных данных физикам пришлось пересмотреть старые теории и заменить их новыми, заглядывая все глубже в строение материи. Эксперимент Майкельсона — Морли выбил основу из-под ног классического электромагнетизма, поставив под сомнение существование эфира. Были открыты новые явления, такие как рентгеновские лучи и радиоактивность. Не успели физики доказать существование атома, как появились доказательства существования электрона, эксперименты с фотоэффектом и изучение спектра теплового излучения давали результаты, которые невозможно было объяснить, исходя из принципов классической физики. В прессе этот период назывался кризисом физики, но одновременно он стал периодом триумфа физики, сумевшей выработать новые революционные теории, которые не только объяснили непонятные явления, но и многие другие, открыв путь к новому пониманию природы.

В 1905 году Альберт Эйнштейн построил специальную теорию относительности, которая продемонстрировала, что понятие эфира не требуется при объяснении электромагнитных явлений. При этом пришлось изменить классическую механику Ньютона, дав ей новую формулировку, справедливую при больших скоростях. Коренным образом изменились также представления о природе пространства и времени^[17]. Эйнштейн развил свою теорию в общую теорию относительности, опубликованную в 1916 году. Новая теория включала в себя описание гравитационных явлений и открыла путь к становлению космологии — науки об эволюции Вселенной^[18].

Рассматривая задачу о тепловом излучении абсолютно чёрного тела, Макс Планк в 1900 году предложил невероятную идею, что электромагнитные волны излучаются порциями, энергия которых пропорциональна частоте. Эти порции получили название квантов, а сама идея начала построение новой физической теории — квантовой механики, которая ещё больше изменила классическую ньютоновскую механику, на этот раз при очень малых размерах физической системы. В том же 1905 году Альберт Эйнштейн применил идею Планка для успешного объяснения экспериментов с фотоэффектом, предположив, что электромагнитные волны не только излучаются, но и поглощаются квантами. Корпускулярная теория света, которая, казалось, потерпела сокрушительное поражение в борьбе с волновой теорией, вновь получила поддержку.

Спор между корпускулярной и волновой теорией нашел своё решение в корпускулярно-волновом дуализме, гипотезе, сформулированной Луи де Бройлем. По этой гипотезе не только квант света, а любая другая частица проявляет одновременно свойства, присущие как корпускулам, так и волнам. Гипотеза Луи де Бройля подтвердилась в экспериментах с дифракцией электронов.

В 1911 году Эрнест Резерфорд предложил планетарную теорию атома, а в 1913 году Нильс Бор построил модель атома, в которой постулировал квантовый характер движения электронов. Благодаря работам Вернера Гайзенберга, Эрвина Шрёдингера, Вольфганга Паули, Поля Дирака и многих других квантовая механика нашла свою точную математическую формулировку, подтверждённую многочисленными экспериментами. В 1927 году была создана копенгагенская интерпретация, которая открывала путь для понимания законов квантового движения на качественном уровне^[19][20].

Физика современности

Зелёный (520 нм), синий (445 нм) и красный (635 нм) лазеры

С открытием радиоактивности Анри Беккерелем началось развитие ядерной физики, которая привела к появлению новых источников энергии: атомной энергии и энергии ядерного синтеза. Открытые при исследованиях ядерных реакций новые частицы: нейтрон, протон, нейтрино, дали начало физике элементарных частиц<ref name=»Ivan»>Иваненко Д. Д. Элементарные частицы // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 422-510;</ref. Эти новые открытия на субатомном уровне оказались очень важными для физики на уровне Вселенной и позволили сформулировать теорию её эволюции — теорию Большого взрыва.

Сложилось окончательное разделение труда между физиками-теоретиками и физиками-экспериментаторами. Энрико Ферми был, пожалуй, последним выдающимся физиком, успешным как в теории, так и в экспериментальной работе.

Передний край физики переместился в область исследования фундаментальных законов, ставя перед собой цель создать теорию, которая объясняла бы Вселенную, объединив теории фундаментальных взаимодействий. На этом пути физика получила частичные успехи в виде теории электрослабого взаимодействия и теории кварков, обобщённой в так называемой стандартной модели. Однако, квантовая теория гравитации до сих пор не построена. Определённые надежды связываются с теорией струн.

Начиная с создания квантовой механики, быстрыми темпами развивается физика твердого тела, открытия которой привели к возникновению и развитию электроники, а с ней и информатики, которые внесли коренные изменения в культуру человеческого общества.

Теоретическая и экспериментальная физика

В основе своей физика — экспериментальная наука: все её законы и теории основываются и опираются на опытные данные. Однако зачастую именно новые теории являются причиной проведения экспериментов и, как результат, лежат в основе новых открытий. Поэтому принято различать экспериментальную и теоретическую физику.

Экспериментальная физика исследует явления природы в заранее подготовленных условиях. В её задачи входит обнаружение ранее неизвестных явлений, подтверждение или опровержение физических теорий. Многие достижения в физике были сделаны благодаря экспериментальному обнаружению явлений, не описываемых существующими теориями. Например, экспериментальное изучение фотоэффекта послужило одной из посылок к созданию квантовой механики (хотя рождением квантовой механики считается появление гипотезы Планка, выдвинутой им для разрешения ультрафиолетовой катастрофы — парадокса классической теоретической физики излучения).

В задачи теоретической физики входит формулирование общих законов природы и объяснение на основе этих законов различных явлений, а также предсказание до сих пор неизвестных явлений. Верность любой физической теории проверяется экспериментально: если результаты эксперимента совпадают с предсказаниями теории, она считается адекватной (достаточно точно описывающей данное явление).

При изучении любого явления экспериментальные и теоретические аспекты одинаково важны.

Прикладная физика

От своего зарождения физика всегда имела большое прикладное значение и развивалась вместе с машинами и механизмами, которые человечество использовало для своих нужд. Физика широко используется в инженерных науках, немало физиков были одновременно изобретателями и, наоборот. Механика, как часть физики, тесно связана с теоретической механикой и сопротивлением материалов, как инженерными науками. Термодинамика связана с теплотехникой и конструированием тепловых двигателей. Электричество связано с электротехникой и электроникой, для становления и развития которой очень важны исследования в области физики твердого тела. Достижения ядерной физики обусловили появление ядерной энергетики, и тому подобное.

Физика также имеет широкие междисциплинарные связи. На границе физики, химии и инженерных наук возникла и быстро развивается такая отрасль науки как материаловедение. Методы и инструменты используются химией, что привело к становлению двух направлений исследований: физической химии и химической физики. Всё мощнее становится биофизика — область исследований на границе между биологией и физикой, в которой биологические процессы изучаются исходя из атомарной структуры органических веществ. Геофизика изучает физическую природу геологических явлений. Медицина использует методы, такие как рентгеновские и ультразвуковые исследования, ядерный магнитный резонанс — для диагностики, лазеры — для лечения болезней глаз, ядерное облучение — в онкологии, и тому подобное.

Основные теории

Хотя физика имеет дело с разнообразными системами, некоторые физические теории применимы в больших областях физики. Такие теории считаются в целом верными при дополнительных ограничениях. Например, классическая механика верна, если размеры исследуемых объектов намного больше размеров атомов, скорости существенно меньше скорости света, и гравитационные силы малы. Эти теории всё ещё активно исследуются; например, такой аспект классической механики, как теория хаоса был открыт только в XX веке. Они составляют основу для всех физических исследований. В рамках этих теорий М. В. Ломоносов объяснил причины агрегатных состояний веществ (твёрдое, жидкое и газообразное состояния) и разработал теорию теплоты.

Разделы физики

Макроскопическая физика

Макроскопическая физика изучает явления и законы привычного мира, где размеры тел сопоставимы с размерами человека.

Микроскопическая физика

Микроскопическая физика исследует «микромир», где размеры тел во много раз меньше размеров человека.

Разделы физики на стыке наук

Справка

Важнейшие журналы

Российские

Зарубежные

• Nature Physics
• Журналы Американского физического общества
  • Physics — короткие обзорные статьи по результатам, опубликованным в других журналах общества.
  • Reviews of Modern Physics (RMP) Публикует обзорные статьи по большим разделам физики
  • Physical Review Letters (PRL) Наиболее престижный (после Nature и Science) журнал: короткие статьи по новейшим исследованиям
  • Physical Review (A,B,C,D,E) Статьи разного формата, более подробные, но менее оперативно публикуемые, чем в Phys. Rev. Lett.
  • Annals of Physics
• Журналы Американского института физики
• Европейские журналы
  • Journal of Physics (A, B, C …)
  • New Journal of Physics
  • Physica (A, B, C …)
  • Physics Letters A
  • Europhysics Letters
  • Zeitschrift für Physik Именно в этом журнале публиковались Эйнштейн, Гейзенберг, Планк…
  • Nuovo cimento (A, B, C …)
  • Foundations of Physics
• Научно-популярные журналы

А также архив препринтов arXiv.org, на котором статьи появляются гораздо раньше их появления в журналах и доступны для свободного скачивания.

Коды в системах классификации знаний

См. также

Примечания

1. ↑ Прохоров А. М. Физика // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — С. 310—320. — 760 с. — ISBN 5-85270-101-7.
2. ↑ Физика // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
3. ↑ Вольфианская экспериментальная физика в Викитеке
4. ↑ Мощанский В. Н. Формирование мировоззрения учащихся при изучении физики. — М.: Просвещение, 1976. — Тираж 80 000 экз. — С.130 — 134
5. ↑ Мощанский В. Н. Формирование мировоззрения учащихся при изучении физики. — М.: Просвещение, 1976. — Тираж 80 000 экз. — С.30
6. ↑ Пуанкаре, 1990.
7. ↑ Зубов В. П. Физические идеи древности // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 11-80;
8. ↑ Аристотель  Физика // Аристотель. Сочинения в четырех томах. Т. 3. — М.: Мысль, 1981. — 550 с. — С. 59—262.
9. ↑ Зубов В. П. Физические идеи средневековья // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 81-128;
10. ↑ Зубов В. П. Физические идеи Ренессанса // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 129-155;
11. ↑ Кузнецов Б. Г. Генезис механического объяснения физических явлений и идеи картезианской физики // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 156-185;
12. ↑ Кузнецов Б. Г. Основные принципы физики Ньютона // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 186-197;
13. ↑ ^{1 2 3} Кудрявцев П. С. Основные линии развития физических идей в XVIII веке // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 198-217;
14. ↑ Кудрявцев П. С. Развитие теории электромагнитного поля // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 236-262;
15. ↑ Кудрявцев П. С. Закон сохранения энергии // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 218-228;
16. ↑ Кудрявцев П. С. Развитие идей термодинамики и атомистики // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 229-235;
17. ↑ Кузнецов Б. Г. Основные идеи специальной теории относительности // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 263-287;
18. ↑ Кузнецов Б. Г. Основные идеи общей теории относительности // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 288-322;
19. ↑ Полак Л. С. Возникновение квантовой физики // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 323-389;
20. ↑ Кузнецов Б. Г. Основные идеи квантовой механики // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 390-421;

Литература

Ссылки

Физика — Википедия

Фи́зика (от др.-греч. φύσις — природа) — область естествознания: наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении. Законы физики лежат в основе всего естествознания^[1][2].

Термин «физика» впервые фигурирует в сочинениях одного из величайших мыслителей древности — Аристотеля (IV век до нашей эры). Первоначально термины «физика» и «философия» были синонимами, так как в основе обеих дисциплин лежало стремление объяснить законы функционирования Вселенной. Однако в результате научной революции XVI века физика развилась в самостоятельную научную отрасль.

В современном мире значение физики чрезвычайно велико. Всё то, чем отличается современное общество от общества прошлых веков, появилось в результате применения на практике физических открытий. Так, исследования в области электромагнетизма привели к появлению телефонов и позже мобильных телефонов, открытия в термодинамике позволили создать автомобиль, развитие электроники привело к появлению компьютеров. Развитие фотоники способно дать возможность создать принципиально новые — фотонные — компьютеры и другую фотонную технику, которые сменят существующую электронную технику. Развитие газодинамики привело к появлению самолётов и вертолётов.

Знания физики процессов, происходящих в природе, постоянно расширяются и углубляются. Большинство новых открытий вскоре получают технико-экономическое применение (в частности в промышленности). Однако перед исследователями постоянно встают новые загадки, — обнаруживаются явления, для объяснения и понимания которых требуются новые физические теории. Несмотря на огромный объём накопленных знаний, современная физика ещё очень далека от того, чтобы объяснить все явления природы.

Общенаучные основы физических методов разрабатываются в теории познания и методологии науки.

В русский язык слово «физика» было введено М. В. Ломоносовым, издавшим первый в России учебник физики — свой перевод с немецкого языка учебника «Вольфианская экспериментальная физика» Х. Вольфа (1746)^[3]. Первым оригинальным учебником физики на русском языке стал курс «Краткое начертание физики» (1810), написанный П. И. Страховым.

Предмет физики

Физика — это наука о природе (естествознание) в самом общем смысле (часть природоведения). Предмет её изучения составляет материя (в виде вещества и полей) и наиболее общие формы её движения, а также фундаментальные взаимодействия природы, управляющие движением материи.

Некоторые закономерности являются общими для всех материальных систем (например сохранение энергии), — их называют физическими законами. Физику иногда называют «фундаментальной наукой», поскольку другие естественные науки, — биология, геология, химия и др. — описывают только некоторый класс материальных систем, подчиняющихся законам физики. Например, химия изучает атомы, состоящие из них вещества и превращения одного вещества в другое. Химические же свойства вещества однозначно определяются физическими свойствами атомов и молекул, описываемыми в таких разделах физики, как термодинамика, электромагнетизм и квантовая физика.

Физика тесно связана с математикой: математика предоставляет аппарат, с помощью которого физические законы могут быть точно сформулированы. Физические теории почти всегда формулируются в виде математических уравнений, причём используются более сложные разделы математики, чем обычно в других науках. И наоборот, развитие многих областей математики стимулировалось потребностями физической науки.

Научный метод

Физика — естественная наука. Источником знаний для неё является практическая деятельность: наблюдения, экспериментальное исследование явлений природы, производственная деятельность. Правильность физических знаний проверяется экспериментом, использованием научных знаний в производственной деятельности. Обобщением результатов научных наблюдений и эксперимента являются физические законы, которыми объясняются эти наблюдения и эксперименты^[4]. Физика сосредоточена на изучении фундаментальных и простейших явлений и на ответах на простые вопросы: из чего состоит материя, каким образом частицы материи взаимодействуют между собой, по каким правилам и законам осуществляется движение частиц и т. д.

В основе физических исследований лежит установление фактов путём наблюдения и эксперимента. Анализ данных совокупности экспериментов позволяет выявить и сформулировать закономерность. На первых этапах исследований закономерности носят преимущественно эмпирический, феноменологический характер, — то есть явление описывается количественно с помощью определённых параметров, характерных для исследуемых тел и веществ. Полученные факты подвергаются упрощению, идеализации путём введения идеальных объектов. На основе идеализации создаются модели исследуемых объектов и явлений. Физические объекты, модели и идеальные объекты описываются на языке физических величин. Затем устанавливаются связи между явлениями природы и выражаются в форме физических законов^[5]. Физические законы проверяются с помощью продуманного эксперимента, в котором явление (феномен) проявлялось бы в как можно более чистом виде и не осложнялось бы другими явлениями (феноменами). Анализируя закономерности и параметры, физики строят физические теории, которые позволяют объяснить изучаемые явления на основе представлений о строении тел и веществ и взаимодействие между их составными частями. Физические теории, в свою очередь, создают предпосылки для постановки точных экспериментов, в ходе которых в основном определяются рамки их применимости. Общие физические теории позволяют формулировать физические законы, которые считаются общими истинами, пока накопления новых экспериментальных результатов не потребует их уточнения или пересмотра.

Так, например, Стивен Грей заметил, что электричество можно передавать на довольно значительное расстояние с помощью увлажнённых нитей и начал исследовать это явление. Георг Ом сумел выявить для него количественную закономерность, — ток в проводнике прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению проводника току. Эта закономерность известна как закон Ома. При этом, конечно, эксперименты Ома опирались на новые источники питания и на новые способы измерять действие электрического тока, что позволило количественно охарактеризовать его. Результаты дальнейших исследований позволили абстрагироваться от формы и длины проводников тока и ввести такие феноменологические характеристики, как удельное сопротивление проводника и внутреннее сопротивление источника питания. Закон Ома и поныне основа электротехники, однако исследования также выявили и рамки его применимости, — открыты элементы электрической цепи с нелинейными вольт-амперными характеристиками, а также вещества, в определённых ситуациях не имеющие никакого электрического сопротивления — сверхпроводники. После открытия заряженных микрочастиц — электронов (позже протонов и других), была сформулирована микроскопическая теория электропроводности, объясняющая зависимости сопротивления от температуры посредством рассеяния электронов на колебаниях кристаллической решетки, примесях и т. д.

Вместе с тем было бы неправильным считать, что только эмпирический подход определяет развитие физики. Многие важные открытия были совершены «на кончике пера», или экспериментальной проверкой теоретических гипотез. Например, принцип наименьшего действия Пьер Луи де Мопертюи сформулировал в 1744 году на основе общих соображений, и справедливость его невозможно установить экспериментальным путём в силу всеобщности принципа. В настоящее время классическая и квантовая механика, теория поля основаны на принципе наименьшего действия. В 1899 году Макс Планк ввёл понятия кванта электромагнитного поля, кванта действия, что также не было следствием наблюдений и экспериментов, а чисто теоретической гипотезой. В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал работу по специальной теории относительности, построенную дедуктивным путём из самых общих физических и геометрических соображений. Анри Пуанкаре — математик, прекрасно разбиравшийся в научных методах физики, — писал, что ни феноменологический, ни умозрительный подход по отдельности не описывают и не могут описывать физическую науку^[6].

Количественный характер физики

Физика — количественная наука. Физический эксперимент опирается на измерения, то есть сравнение характеристик исследуемых явлений с определёнными эталонами. С этой целью физика развила совокупность физических единиц и измерительных приборов. Отдельные физические единицы объединяются в системы физических единиц. Так, на современном этапе развития науки стандартом является Международная система единиц (СИ), но большинство теоретиков по-прежнему предпочитает пользоваться Гауссовой системой единиц (СГС).

Полученные экспериментально количественные зависимости позволяют использовать для своей обработки математические методы и строить теоретические, то есть математические модели изучаемых явлений.

С изменением представлений о природе тех или иных явлений меняются также физические единицы, в которых измеряются физические величины. Так, например, для измерения температуры сначала были предложены произвольные температурные шкалы, которые делили промежуток температур между характерными явлениями (например, замерзанием и кипением воды) на определённое количество меньших промежутков, которые получили название градусов температуры. Для измерения количества теплоты была введена единица — калория, которая определяла количество теплоты, необходимой для нагрева грамма воды на один градус. Однако со временем физики установили соответствие между механической и тепловой формой энергии. Таким образом, оказалось, что предложенная ранее единица количества теплоты, калория, является излишней, как и единица измерения температуры. И количество теплоты, и температуру можно измерять в единицах механической энергии. В современную эпоху калория и градус не вышли из практического употребления, но между этими величинами и единицей энергии Джоулем существует точное числовое соотношение. Градус, как единица измерения температуры входит в систему СИ, а коэффициент перехода от температурной к энергетическим величинам — постоянная Больцмана — считается физической постоянной.

История физики

Физика — это наука о материи, её свойствах и движении. Она является одной из наиболее древних научных дисциплин^[7].

Люди пытались понять свойства материи из древнейших времен: почему тела падают на землю, почему разные вещества имеют различные свойства и т. д. Интересовали людей также вопрос о строении мира, о природе Солнца и Луны. Сначала ответы на эти вопросы пытались искать в философии. В основном философские теории, которые пытались дать ответы на такие вопросы, не проверялись на практике. Однако, несмотря на то, что нередко философские теории неправильно описывали наблюдения, ещё в древние времена человечество добилось значительных успехов в астрономии, а великий греческий учёный Архимед даже сумел дать точные количественные формулировки многих законов механики и гидростатики.

Некоторые теории древних мыслителей, как, например, идеи об атомах, которые были сформулированы в древних Греции и Индии, опережали время. Постепенно от общей философии начало отделяться естествознание, важнейшей составной частью которого стала физика. Уже Аристотель использовал название «Физика» в заголовке одного из основных своих трактатов^[8]. Несмотря на ряд неправильных утверждений, физика Аристотеля на протяжении веков оставалась основой знаний о природе.

Период до научной революции

Основной способ работы камеры обскура Ибн ал-Хайсам (около 965 — около 1040), пионер оптики

Свойство человечества сомневаться и пересматривать положения, которые раньше считались единственно истинными, в поисках ответов на новые вопросы в итоге привело к эпохе великих научных открытий, которую сегодня называют научной революцией, начавшейся в середине XVI века. Предпосылки к этим коренным изменениям сложились благодаря достоянию древних мыслителей, наследие которых можно проследить до Индии и Персии. Персидский учёный Насир ад-Дин ат-Туси указал на значительные недостатки птолемеевской системы.

Средневековая Европа на какое-то время потеряла знания античных времен, но под влиянием Арабского халифата сохраненные арабами сочинения Аристотеля вернулись. В XII—XIII веках нашли свой путь в Европу также произведения индийских и персидских учёных. В Средние века начал складываться научный метод, в котором основная роль отводилась экспериментам и математическому описанию. Ибн ал-Хайсам (Альхазен) в своей «Книге о оптике», написанной в 1021 году, описывал эксперименты, подтверждающие его теорию зрения, согласно которой глаз воспринимает свет, излучаемый другими объектами, а не сам глаз излучает свет, как считали раньше Евклид и Птолемей. В экспериментах Ибн ал-Хайсама использовалась камера-обскура. С помощью этого прибора он проверял свои гипотезы относительно свойств света: или свет распространяется по прямой, или смешиваются в воздухе различные лучи света^[9].

Научная революция

Период научной революции характеризуется утверждением научного метода исследований, вычленением физики из массы натурфилософии в отдельную область и развитием отдельных разделов физики: механики, оптики, термодинамики и т. д.^[10]

Большинство историков придерживаются мнения о том, что научная революция началась в 1543 году, когда Николаю Копернику привезли из Нюрнберга впервые напечатанный экземпляр его книги «О вращении небесных сфер».

После этого в течение примерно ста лет человечество обогатилось работами таких исследователей, как Галилео Галилей, Христиан Гюйгенс, Иоганн Кеплер, Блез Паскаль и др.^[11] Галилей первым начал последовательно применять научный метод, проводя эксперименты, чтобы подтвердить свои предположения и теории. Он сформулировал некоторые законы динамики и кинематики, в частности закон инерции, и проверил их опытным путём. В 1687 году Исаак Ньютон опубликовал книгу «Principia», в которой в подробностях описал две основополагающие физические теории: законы движения тел, известные как законы Ньютона, и законы тяготения. Обе теории прекрасно согласовывались с экспериментом. Книга также приводила теории движения жидкостей.^[12] Впоследствии классическая механика была переформулирована и расширена Леонардом Эйлером, Жозефом Луи Лагранжем, Уильямом Роуэном Гамильтоном и другими^[13]. Законы гравитации заложили основу тому, что позже стало астрофизикой, которая использует физические теории для описания и объяснения астрономических наблюдений.

В России первым значительный вклад в развитие физической минералогии, математической физики, биофизики и астрономии в разделе изучения полярных сияний и физики «хвостов» комет внёс Михаил Ломоносов^[13]. Среди его наиболее значимых научных достижений в области физики — атомно-корпускулярная теория строения вещества и материи. Работы Ломоносова и его соратника Г. В. Рихмана внесли важный вклад в понимание электрической природы грозовых разрядов. Ломоносов не только провёл блестящее многолетнее исследование атмосферного электричества и установил ряд эмпирических закономерностей грозовых явлений, но и в работе «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих» (1753) объяснил причину возникновения электричества в грозовых облаках конвекцией теплого воздуха (у поверхности Земли) и холодного воздуха (в верхних слоях атмосферы). Ломоносов разработал теорию света и выдвинул трёхкомпонентную теорию цвета, с помощью которой объяснил физиологические механизмы цветовых явлений. По мысли Ломоносова, цвета вызываются действием трёх родов эфира и трёх видов цветоощущающей материи, составляющей дно глаза. Теория цвета и цветового зрения, с которой Ломоносов выступил в 1756 году, выдержала проверку временем и заняла должное место в истории физической оптики.

После установления законов механики Ньютоном, следующим исследовательским полем стало электричество. Основы создания теории электричества заложили наблюдения и опыты таких учёных XVII и XVIII веков, как Роберт Бойль, Стивен Грей, Бенджамин Франклин^[13]. Сложились основные понятия — электрический заряд и электрический ток. В 1831 году английский физик Майкл Фарадей показал связь электричества и магнетизма, продемонстрировав, что движущийся магнит индуцирует в электрической цепи ток. Опираясь на эту концепцию, Джеймс Клерк Максвелл построил теорию электромагнитного поля. Из системы уравнений Максвелла следовало существование электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света. Экспериментальное подтверждение этому нашел Генрих Герц, открыв радиоволны^[14].

С построением теории электромагнитного поля и электромагнитных волн, победой волновой теории света, основанной Гюйгенсом, над корпускулярной теорией Ньютона, завершилось построение классической оптики. На этом пути оптика обогатилась пониманием дифракции и интерференции света, достигнутым благодаря трудам Огюстена Френеля и Томаса Юнга.

В XVIII и начале XIX века были открыты основные законы поведения газов, а работы Сади Карно по теории тепловых машин открыли новый этап в становлении термодинамики. В XIX веке Юлиус Майер и Джеймс Джоуль установил эквивалентность механической и тепловой энергий, что привело к расширенной формулировке закона сохранения энергии (первый закон термодинамики)^[15]. Благодаря Рудольфу Клаузиусу был сформулирован второй закон термодинамики и введено понятие энтропии. Позже Джозайя Уиллард Гиббс заложил основы статистической физики, а Людвиг Больцман предложил статистическую интерпретацию понятия энтропии^[16].

К концу XIX века физики подошли к значительному открытию — экспериментальному подтверждению существования атома. В это время существенно изменилась и роль физики в обществе. Возникновение новой техники (электричества, радио, автомобиль и т. д.) требовало большого объёма прикладных исследований. Занятия наукой стало профессией. Фирма General Electric первой открыла собственные исследовательские лаборатории; такие же лаборатории стали появляться в других фирмах.

Смена парадигм

Конец девятнадцатого, начало двадцатого века был временем, когда под давлением новых экспериментальных данных физикам пришлось пересмотреть старые теории и заменить их новыми, заглядывая все глубже в строение материи. Эксперимент Майкельсона — Морли выбил основу из-под ног классического электромагнетизма, поставив под сомнение существование эфира. Были открыты новые явления, такие как рентгеновские лучи и радиоактивность. Не успели физики доказать существование атома, как появились доказательства существования электрона, эксперименты с фотоэффектом и изучение спектра теплового излучения давали результаты, которые невозможно было объяснить, исходя из принципов классической физики. В прессе этот период назывался кризисом физики, но одновременно он стал периодом триумфа физики, сумевшей выработать новые революционные теории, которые не только объяснили непонятные явления, но и многие другие, открыв путь к новому пониманию природы.

В 1905 году Альберт Эйнштейн построил специальную теорию относительности, которая продемонстрировала, что понятие эфира не требуется при объяснении электромагнитных явлений. При этом пришлось изменить классическую механику Ньютона, дав ей новую формулировку, справедливую при больших скоростях. Коренным образом изменились также представления о природе пространства и времени^[17]. Эйнштейн развил свою теорию в общую теорию относительности, опубликованную в 1916 году. Новая теория включала в себя описание гравитационных явлений и открыла путь к становлению космологии — науки об эволюции Вселенной^[18].

Рассматривая задачу о тепловом излучении абсолютно чёрного тела, Макс Планк в 1900 году предложил невероятную идею, что электромагнитные волны излучаются порциями, энергия которых пропорциональна частоте. Эти порции получили название квантов, а сама идея начала построение новой физической теории — квантовой механики, которая ещё больше изменила классическую ньютоновскую механику, на этот раз при очень малых размерах физической системы. В том же 1905 году Альберт Эйнштейн применил идею Планка для успешного объяснения экспериментов с фотоэффектом, предположив, что электромагнитные волны не только излучаются, но и поглощаются квантами. Корпускулярная теория света, которая, казалось, потерпела сокрушительное поражение в борьбе с волновой теорией, вновь получила поддержку.

Спор между корпускулярной и волновой теорией нашел своё решение в корпускулярно-волновом дуализме, гипотезе, сформулированной Луи де Бройлем. По этой гипотезе не только квант света, а любая другая частица проявляет одновременно свойства, присущие как корпускулам, так и волнам. Гипотеза Луи де Бройля подтвердилась в экспериментах с дифракцией электронов.

В 1911 году Эрнест Резерфорд предложил планетарную теорию атома, а в 1913 году Нильс Бор построил модель атома, в которой постулировал квантовый характер движения электронов. Благодаря работам Вернера Гайзенберга, Эрвина Шрёдингера, Вольфганга Паули, Поля Дирака и многих других квантовая механика нашла свою точную математическую формулировку, подтверждённую многочисленными экспериментами. В 1927 году была создана копенгагенская интерпретация, которая открывала путь для понимания законов квантового движения на качественном уровне^[19][20].

Физика современности

Зелёный (520 нм), синий (445 нм) и красный (635 нм) лазеры

С открытием радиоактивности Анри Беккерелем началось развитие ядерной физики, которая привела к появлению новых источников энергии: атомной энергии и энергии ядерного синтеза. Открытые при исследованиях ядерных реакций новые частицы: нейтрон, протон, нейтрино, дали начало физике элементарных частиц<ref name=»Ivan»>Иваненко Д. Д. Элементарные частицы // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 422-510;</ref. Эти новые открытия на субатомном уровне оказались очень важными для физики на уровне Вселенной и позволили сформулировать теорию её эволюции — теорию Большого взрыва.

Сложилось окончательное разделение труда между физиками-теоретиками и физиками-экспериментаторами. Энрико Ферми был, пожалуй, последним выдающимся физиком, успешным как в теории, так и в экспериментальной работе.

Передний край физики переместился в область исследования фундаментальных законов, ставя перед собой цель создать теорию, которая объясняла бы Вселенную, объединив теории фундаментальных взаимодействий. На этом пути физика получила частичные успехи в виде теории электрослабого взаимодействия и теории кварков, обобщённой в так называемой стандартной модели. Однако, квантовая теория гравитации до сих пор не построена. Определённые надежды связываются с теорией струн.

Начиная с создания квантовой механики, быстрыми темпами развивается физика твердого тела, открытия которой привели к возникновению и развитию электроники, а с ней и информатики, которые внесли коренные изменения в культуру человеческого общества.

Теоретическая и экспериментальная физика

В основе своей физика — экспериментальная наука: все её законы и теории основываются и опираются на опытные данные. Однако зачастую именно новые теории являются причиной проведения экспериментов и, как результат, лежат в основе новых открытий. Поэтому принято различать экспериментальную и теоретическую физику.

Экспериментальная физика исследует явления природы в заранее подготовленных условиях. В её задачи входит обнаружение ранее неизвестных явлений, подтверждение или опровержение физических теорий. Многие достижения в физике были сделаны благодаря экспериментальному обнаружению явлений, не описываемых существующими теориями. Например, экспериментальное изучение фотоэффекта послужило одной из посылок к созданию квантовой механики (хотя рождением квантовой механики считается появление гипотезы Планка, выдвинутой им для разрешения ультрафиолетовой катастрофы — парадокса классической теоретической физики излучения).

В задачи теоретической физики входит формулирование общих законов природы и объяснение на основе этих законов различных явлений, а также предсказание до сих пор неизвестных явлений. Верность любой физической теории проверяется экспериментально: если результаты эксперимента совпадают с предсказаниями теории, она считается адекватной (достаточно точно описывающей данное явление).

При изучении любого явления экспериментальные и теоретические аспекты одинаково важны.

Прикладная физика

От своего зарождения физика всегда имела большое прикладное значение и развивалась вместе с машинами и механизмами, которые человечество использовало для своих нужд. Физика широко используется в инженерных науках, немало физиков были одновременно изобретателями и, наоборот. Механика, как часть физики, тесно связана с теоретической механикой и сопротивлением материалов, как инженерными науками. Термодинамика связана с теплотехникой и конструированием тепловых двигателей. Электричество связано с электротехникой и электроникой, для становления и развития которой очень важны исследования в области физики твердого тела. Достижения ядерной физики обусловили появление ядерной энергетики, и тому подобное.

Физика также имеет широкие междисциплинарные связи. На границе физики, химии и инженерных наук возникла и быстро развивается такая отрасль науки как материаловедение. Методы и инструменты используются химией, что привело к становлению двух направлений исследований: физической химии и химической физики. Всё мощнее становится биофизика — область исследований на границе между биологией и физикой, в которой биологические процессы изучаются исходя из атомарной структуры органических веществ. Геофизика изучает физическую природу геологических явлений. Медицина использует методы, такие как рентгеновские и ультразвуковые исследования, ядерный магнитный резонанс — для диагностики, лазеры — для лечения болезней глаз, ядерное облучение — в онкологии, и тому подобное.

Основные теории

Хотя физика имеет дело с разнообразными системами, некоторые физические теории применимы в больших областях физики. Такие теории считаются в целом верными при дополнительных ограничениях. Например, классическая механика верна, если размеры исследуемых объектов намного больше размеров атомов, скорости существенно меньше скорости света, и гравитационные силы малы. Эти теории всё ещё активно исследуются; например, такой аспект классической механики, как теория хаоса был открыт только в XX веке. Они составляют основу для всех физических исследований. В рамках этих теорий М. В. Ломоносов объяснил причины агрегатных состояний веществ (твёрдое, жидкое и газообразное состояния) и разработал теорию теплоты.

Разделы физики

Макроскопическая физика

Макроскопическая физика изучает явления и законы привычного мира, где размеры тел сопоставимы с размерами человека.

Микроскопическая физика

Микроскопическая физика исследует «микромир», где размеры тел во много раз меньше размеров человека.

Разделы физики на стыке наук

Справка

Важнейшие журналы

Российские

Зарубежные

• Nature Physics
• Журналы Американского физического общества
  • Physics — короткие обзорные статьи по результатам, опубликованным в других журналах общества.
  • Reviews of Modern Physics (RMP) Публикует обзорные статьи по большим разделам физики
  • Physical Review Letters (PRL) Наиболее престижный (после Nature и Science) журнал: короткие статьи по новейшим исследованиям
  • Physical Review (A,B,C,D,E) Статьи разного формата, более подробные, но менее оперативно публикуемые, чем в Phys. Rev. Lett.
  • Annals of Physics
• Журналы Американского института физики
• Европейские журналы
  • Journal of Physics (A, B, C …)
  • New Journal of Physics
  • Physica (A, B, C …)
  • Physics Letters A
  • Europhysics Letters
  • Zeitschrift für Physik Именно в этом журнале публиковались Эйнштейн, Гейзенберг, Планк…
  • Nuovo cimento (A, B, C …)
  • Foundations of Physics
• Научно-популярные журналы

А также архив препринтов arXiv.org, на котором статьи появляются гораздо раньше их появления в журналах и доступны для свободного скачивания.

Коды в системах классификации знаний

См. также

Примечания

1. ↑ Прохоров А. М. Физика // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — С. 310—320. — 760 с. — ISBN 5-85270-101-7.
2. ↑ Физика // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
3. ↑ Вольфианская экспериментальная физика в Викитеке
4. ↑ Мощанский В. Н. Формирование мировоззрения учащихся при изучении физики. — М.: Просвещение, 1976. — Тираж 80 000 экз. — С.130 — 134
5. ↑ Мощанский В. Н. Формирование мировоззрения учащихся при изучении физики. — М.: Просвещение, 1976. — Тираж 80 000 экз. — С.30
6. ↑ Пуанкаре, 1990.
7. ↑ Зубов В. П. Физические идеи древности // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 11-80;
8. ↑ Аристотель  Физика // Аристотель. Сочинения в четырех томах. Т. 3. — М.: Мысль, 1981. — 550 с. — С. 59—262.
9. ↑ Зубов В. П. Физические идеи средневековья // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 81-128;
10. ↑ Зубов В. П. Физические идеи Ренессанса // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 129-155;
11. ↑ Кузнецов Б. Г. Генезис механического объяснения физических явлений и идеи картезианской физики // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 156-185;
12. ↑ Кузнецов Б. Г. Основные принципы физики Ньютона // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 186-197;
13. ↑ ^{1 2 3} Кудрявцев П. С. Основные линии развития физических идей в XVIII веке // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 198-217;
14. ↑ Кудрявцев П. С. Развитие теории электромагнитного поля // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 236-262;
15. ↑ Кудрявцев П. С. Закон сохранения энергии // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 218-228;
16. ↑ Кудрявцев П. С. Развитие идей термодинамики и атомистики // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 229-235;
17. ↑ Кузнецов Б. Г. Основные идеи специальной теории относительности // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 263-287;
18. ↑ Кузнецов Б. Г. Основные идеи общей теории относительности // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 288-322;
19. ↑ Полак Л. С. Возникновение квантовой физики // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 323-389;
20. ↑ Кузнецов Б. Г. Основные идеи квантовой механики // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 390-421;

Литература

Ссылки

Список терминов и понятий по физике (Словарь)

Страница 1 из 8

Словарь содержит список самых основных терминов и понятий по физике. Будет полезен школьникам и студентам при подготовке к зачетам и экзаменам, ОГЭ, ЕГЭ.

Словарь основных терминов по физике

А

Аберрация оптической системы – это искажение рисунка, создаваемого оптической системой.

Аберрация света – фиксируемое наблюдателем изменение направления луча света, вызванное движением наблюдателя относительно источника света.

Абляция – это унос вещества с поверхности твердого тела потоком горячих газов, обтекающих эту поверхность.

Абсорбция – это термин в физике означающий обьёмное поглощение вещества из раствора или газа твёрдым телом или жидкостью.

Автоволны – автоколебательные процессы в средах с распределёнными параметрами, появляющиеся в результате потери устойчивости однородного состояния сред.

Автогенератор – это генератор колебаний с самовозбуждением.

Автоионизация – процесс ионизации атомов в сильных электрических полях.

Автоколебания – в нелинейной диссипативной системе — это незатухающие колебания, которые поддерживаются внешним источником энергии, вид и свойства которых определяются самой системой.

Автоколлиматор – это оптико-механический прибор для точной настройки оптических систем, основанный на автоколлимации.

Автоколлимация – ход световых лучей, при котором они, выйдя из некоторой части оптической системы параллельным пучком, отражаются от плоского зеркала и проходят систему в обратном направлении.

Автомодуляция – это пассивное управление добротностью оптического резонатора с помощью введения в него элементов, прозрачность которых меняется под действием световых лучей.

Авторадиография – это метод изучения распределения радиоактивных компонентов в исследуемом объекте наложением на него чувствительной к радиоактивным излучениям фотоэмульсии.

Автофазировка – автоматическое сохранение синхронности между движением пучка заряженных частиц и изменением ускоряющего их поля, которое обеспечивает устойчивость пучка на орбите при ускорении частиц до высоких энергий в циклических ускорителях заряженных частиц.

Адгезия – это слипание различных неоднородных твердых и жидких тел, соприкасающихся своими поверхностями, обусловленное межмолекулярным взаимодействием.

Адиабата – линия, которая изображает на термодинамической диаграмме равновесный адиабатический процесс. (ударная адиабата — зависимость давления от объёма газа в ударной волне).

Адроны – это общее наименование элементарных частиц, участвующих в сильных взаимодействиях.

Адсорбция – поглощение вещества из газообразной среды или раствора поверхностным слоем жидкости или твёрдого тела.

Аккумулятор – это устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования. (электрический аккумулятор — это прибор, накапливающий под действием электрического тока химическую энергию и отдающий её по мере надобности в виде электрической энергии во внешнюю электрическую цепь).

Акселерометр – это устройство для измерения ускорения.

Аксоид – поверхность, описываемая в пространстве мгновенной осью вращения тела, которое вращается вокруг неподвижной точки.

Акустика – это область физики, которая исследует генерацию, распространение и взаимодействие с веществом звуковых волн. (Архитектурная акустика — раздел акустики, изучающий распространение звуковых волн в помещениях, отражение и поглощение их поверхностями, влияние отражённых волн на слышимость речи и музыки. Молекулярная акустика — раздел акустики, изучающий молекулярные процессы акустическими методами.).

Акустооптика – это раздел физики, изучающий взаимодействие электромагнитных волн со звуковыми волнами в твёрдых телах и жидкостях.

Акустоэлектроника – это область физики и техники, связанная с разработкой ультразвуковых устройств для преобразования и обработки радиосигналов.

Акцептор – дефект кристаллической решётки полупроводника, захватывающий электроны, обусловленный примесью или дислокацией.

Альбедо – физическая величина, которая характеризует отражательную или рассеивающую способность поверхности тела по отношению к падающим на неё излучению или частицам.

Альфа-лучи – вид излучения радиоактивных ядер хим элементов, представляющий из себя поток α-частиц.

Альфа-распад (α-распад) – это самопроизвольное испускание α- частиц радиоактивными ядрами элементов.

Альфа-спектометр – это устройство для измерения энергии α- частиц, который испускают радиоактивные ядра.

Альфа-частица (α-частица) – ядро атома гелия, испускаемое некоторыми радиоактивными веществами.

Ампер – это единица измерения силы электр. тока в системе СИ.

Ампер-весы – прибор для воспроизведения ампера.

Ампер-виток – это единица магнитодвижущей силы, определяемая произведением числа витков обмотки, по которой протекает электр. ток, на значение силы тока в амперах.

Амперметр – это устройство для измерения силы электрического тока.

Анастигмат – это объектив, практически свободный от всех аберраций оптических систем.

Ангармонизм – отличие колебаний от гармонических колебаний, вызванное нелинейностью колебательной системы.

Ангстрем – это внесистемная единица длины, которая используется в атомной физике, и равная 10^-10м.

Анемометр – прибор-устройство для измерения скорости газовых потоков.

Анизотропия – это термин физики определяющий зависимость физических свойств тела или поля от направления. (бывает магнитная, оптическая, упругая анизотропия).

Аннигиляция – процесс превращения частицы и соответствующей ей античастицы в другие частицы, которые происходят при их столкновении.

Анод – положительный полюс источника электр. тока. 2. Электрод прибора, соединяемый с положительным полюсом источника электрического тока.

Антинейтрино – это нейтральная элементарная частица, являющаяся античастицей по отношению к нейтрино.

Антиподы оптические – оптически активные кристаллы, существующие в двух формах с одинаковой по величине, но противоположной по знаку вращательной способностью в одних и тех же условиях.

Антисегнетоэлектрик – это диэлектрический кристалл, который, не являясь сегнетоэлектриком, обладает фазовым переходом с заметной аномалией температурной зависимости диэлектрической проницаемости и гистерезисом в сильных электрических полях.

Антиферромагнетизм – магнетизм, при котором магнитные моменты атомов ли ионов в веществе антипаллельны, причём намагниченность в отсутствие магнитного поля равна нулю.

Антиферромагнетик – это вещество, которое обнаруживает антиферромагнетизм.

Античастица – это элементарная частица, отличающаяся от соответствующей ей частицы знаком электрического заряда, магнитного момента или другой характеристики.

Апертура – диаметр отверстия, которое определяет ширину светового пучка в оптической системе. (Угловая апертура — угол между крайними лучами конического светового пучка, входящего в оптическую систему).

Аподизация – искусственное перераспределение интенсивности в дифракционном изображении точечного источника света.

Апостильб – это термин несистемной единицы яркости.

Апохромат – объектив, у которого после коррекции аберраций оптических систем остаточная хроматическая аберрация меньше, чем у ахромата.

Ареометр – это устройство-прибор для определения плотности жидкостей, действие которого основано на законе Архимеда.

Ассоциация молекул – образование в растворах относительно неустойчивых групп молекул, в которых молекулы связаны ван-дер-ваальсовыми и другими сравнительно слабыми силами.

Астеризм – размытие рефлексов на лауэграмме при деформации кристаллов.

Астигматизм – это аберрация оптической системы, при которой изображение точечного источника света представляет собой два взаимно перпендикулярных отрезка прямой линии, не лежащих в одной плоскости.

Атмосфера – газовая оболочка, окружающая Землю и некоторые другие планеты. (Нормальная атмосфера — внесистемная единица давления, равная 101325Па или 760мм. рт. ст. Стандартная атмосфера — международная условная атмосфера (1.), в которой распределение давления по высоте над поверхностью Земли рассчитано по барометрической формуле. Техническая атмосфера — единица давления в системе единицМКГСС.).

Атмосферики – электрические импульсы, создаваемые радиоволнами, которые излучаются при разрядах молний.

Атом – это наименьшая часть хим. элемента, которая является носителем его свойств. (Водородоподобный атом — атом, имеющий один электрон во внешней электронной оболочке. Возбуждённый атом — состояние атома, в котором он имеет большую энергию, чем в основном состоянии. Атом отдачи — атом, получивший при радиоактивном превращении его ядра кинетическую энергию, заметно превышающую энергию теплового движения частиц среды, в которой он находится.).

Атомизм – это учение о дискретном строении материи.

Ахромат – объектив, у которого хроматическая аберрация полностью устранена для двух длин волн света, а для остальных значительно уменьшена.

Аэродинамика – это раздел аэромеханики, изучающий законы движения газообразной среды и её взаимодействия с движущимися в ней твёрдыми телами.

Аэрозоль – дисперсная система, состоящая из мелких частиц, взвешенных в воздухе или в другом газе.

Аэромеханика – это раздел механики, изучающий равновесие и движение газообразных сред, и механическое воздействие этих сред на находящиеся в них твердые тела.

Аэростатика – это раздел аэромеханики, изучающий условия равновесия газов и действия неподвижных газов на покоящиеся в них твёрдые тела.

Б

База – это электрод полупроводникового прибора, обеспечивающий электрическую связь с областью между эмиттерным и коллекторным p-n-переходом.

Бар – внесистемная единица давления.

Барион – это элементарная частица с полуцелым спином и массой не меньше массы протона.

Барн – единица площади, применяемая для выражения эффективных сечений ядерных процессов.

Барограф – это самопишущий прибор для непрерывной записи атмосферного давления.

Бародиффузия – это диффузия, происходящая под действием давления или поля силы тяжести.

Барометр – это устройство для измерения атмосферного давления.

Батарея – собрание нескольких однотипных приборов или устройств, составляющих единую систему для совместного действия. (Аккумуляторная батарея — электрическая батарея, состоящая из электрических аккумуляторов. Конденсаторная батарея — батарея, составленная из электрических конденсаторов, соединённых последовательно или параллельно. Электрическая батарея — батарея, состоящая из источников электрического тока, соединённых последовательно или параллельно.).

Беккерель – это единица активности радиоактивного нуклида в СИ.

Бел – единица десятичного логарифма отношения значений двух одноимённых физических величин в СИ.

Бета-излучение – это поток β- частиц, испускаемых атомными ядрами при β- распаде.

Бета-распад (β- распад) – это радиоактивные превращения атомных ядер, а также свободного нейтрона в протон, в процессе которых ядра испускают электроны и антинейтрино либо позитроны и нейтрино.

Бета-спектрометр – прибор для регистрации распределения β- частиц по энергиям.

Бета-спектроскопия – исследование распределения β- частиц по энергиям.

Бетатрон – это циклический индукционный ускоритель, в котором электроны ускоряются вихревым электрическим полем, создаваемым переменным магнитным полем.

Бета-частица (β- частица) – электрон или позитрон, испускаемые атомными ядрами при их β- распаде.

Бизеркало – это устройство для получения когерентных пучков света, в котором свет от точечного источника отражается от двух зеркал, расположенных под углом, немного меньшим 180°С.

Билинза – это устройство для получения когерентных пучков света, в котором свет от точечного источника разделяется на два пучка с помощью двух слегка разведённых полулинз, полученных разрезанием одной собирательной линзы.

Бинокль – состоящий из двух зрительных труб оптический прибор для наблюдения удалённых предметов двумя глазами.

Био – это основная единица силы электрического тока в системе единиц СГСБ, размер которой устанавливается на основании закона Ампера при условии, что магнитная проницаемость является безразмерной величиной, равной 1 в случае вакуума.

Бипризма – прибор для получения когерентных пучков света, в котором свет от точечного источника разделяется на два пучка с помощью двух призм с малым преломляющим углом, соединённых своими основаниями.

Бозе-газ – это совокупность свободных бозонов.

Бозе-жидкость – квантовая жидкость, в которой квазичастицы являются бозонами.

Бозон – частица или квазичастица с нулевым или целочисленным спином.

Болометр – прибор для измерения энергии электромагнитного излучения, действие которого основано на зависимости электрического сопротивления от температуры.

Брахистохрона – кривая, соединяющая две данные точки потенциального силового поля, двигаясь вдоль которой, материальная точка придёт из первой точки во вторую за кратчайшее время.

Бэр – биологический ЭКВИВАЛЕНТ рентгена.

Список обозначений в физике — Википедия с видео // WIKI 2

Символ	Значение и происхождение
A {\displaystyle A}	Площадь (лат. area), векторный потенциал[1], работа (нем. Arbeit), амплитуда (лат. amplitudo), параметр вырождения, Работа выхода (нем. Austrittsarbeit), коэффициент Эйнштейна для спонтанного излучения, массовое число
a {\displaystyle a}	Ускорение (лат. acceleratio), амплитуда (лат. amplitudo), активность (лат. activitas), коэффициент температуропроводности, вращательная способность, радиус Бора, натуральный показатель поглощения света
B {\displaystyle B}	Вектор магнитной индукции[1], барионный заряд (англ. baryon number), удельная газовая постоянная, вириальний коэффициент, функция Бриллюэна (англ. Brillion function), ширина интерференционной полосы (нем. Breite), яркость, постоянная Керра, коэффициент Эйнштейна для вынужденного излучения, коэффициент Эйнштейна для поглощения, вращательная постоянная молекулы
b {\displaystyle b}	Вектор магнитной индукции[1], красивый кварк (англ. beauty/bottom quark), постоянная Вина, ширина распада (нем. Breite)
C {\displaystyle C}	Электрическая ёмкость (англ. capacitance), теплоёмкость (англ. heatcapacity), постоянная интегрирования (лат. constans), очарование (чарм, шарм; англ. charm), коэффициенты Клебша — Гордана (англ. Clebsch-Gordan coefficients), постоянная Коттона — Мутона (англ. Cotton-Mouton constant), кривизна (лат. curvatura)
c {\displaystyle c}	Скорость света (лат. celeritas), скорость звука (лат. celeritas), Теплоёмкость (англ. heat capacity), очарованный кварк (англ. charm quark), концентрация (англ. concentration), первая радиационная постоянная, вторая радиационная постоянная, удельная теплоёмкость
D {\displaystyle D}	Вектор электрической индукции[1] (англ. electric displacement field), Коэффициент диффузии (англ. diffusion coefficient), Оптическая сила (англ. dioptric power), коэффициент прохождения, тензор квадрупольного электрического момента, угловая дисперсия спектрального прибора, линейная дисперсия спектрального прибора, коэффициент прозрачности потенциального барьера, D-мезон (англ. D meson), Диаметр (лат. diametros, др.-греч. διάμετρος)
d {\displaystyle d}	Расстояние (лат. distantia), Диаметр (лат. diametros, др.-греч. διάμετρος), дифференциал (лат. differentia), нижний кварк (англ. down quark), дипольный момент (англ. dipole moment), период дифракционной решётки, толщина (нем. Dicke)
E {\displaystyle E}	Энергия (лат. energīa), напряжённость электрического поля[1] (англ. electric field), Электродвижущая сила (англ. electromotive force), магнитодвижущая сила, освещенность (фр. éclairement lumineux), излучательная способность тела, модуль Юнга
e {\displaystyle e}	Основание натуральных логарифмов (2,71828…), электрон (англ. electron), элементарный электрический заряд (англ. elementaty electric charge), константа электромагнитного взаимодействия
F {\displaystyle F}	Сила (лат. fortis), постоянная Фарадея (англ. Faraday constant), свободная энергия Гельмгольца (нем. freie Energie), атомный фактор рассеяния, тензор электромагнитного поля, магнитодвижущая сила, модуль сдвига, фокусное расстояние (англ. focal length)
f {\displaystyle f}	Частота (лат. frequentia), функция (лат. functia), летучесть (нем. Flüchtigkeit), сила (лат. fortis), фокусное расстояние (англ. focal length), сила осциллятора, коэффициент трения
G {\displaystyle G}	Гравитационная постоянная (англ. gravitational constant), тензор Эйнштейна, свободная энергия Гиббса (англ. Gibbs free energy), метрика пространства-времени, вириал, парциальная мольная величина, поверхностная активность адсорбата, модуль сдвига, полный импульс поля, Глюон (англ. gluon), константа Ферми, квант проводимости, электрическая проводимость, Вес (нем. Gewichtskraft)
g {\displaystyle g}	Ускорение свободного падения (англ. gravitational acceleration), Глюон (англ. gluon), фактор Ланде, фактор вырождения, весовая концентрация, Гравитон (англ. graviton), метрический тензор
H {\displaystyle H}	Напряжённость магнитного поля[1], эквивалентная доза, энтальпия (англ. heat contents или от греческой буквы «эта», H — ενθαλπος[2]), гамильтониан (англ. Hamiltonian), функция Ганкеля (англ. Hankel function), функция Хевисайда (англ. Heaviside step function), бозон Хиггса (англ. Higgs boson), экспозиция, полиномы Эрмита (англ. Hermite polynomials)
h {\displaystyle h}	Высота (нем. Höhe), постоянная Планка (нем. Hilfsgröße[3]), спиральность (англ. helicity)
I {\displaystyle I}	сила тока (фр. intensité de courant), интенсивность звука (лат. intēnsiō), интенсивность света (лат. intēnsiō), сила излучения, сила света, момент инерции, вектор намагниченности
i {\displaystyle i}	Мнимая единица (лат. imaginarius), единичный вектор (координатный орт)
J {\displaystyle J}	Плотность тока (также 4-вектор плотности тока), момент импульса, функция Бесселя, момент инерции, полярный момент инерции сечения, вращательное квантовое число, сила света, J/ψ-мезон
j {\displaystyle j}	Мнимая единица (в электротехнике и радиоэлектронике), плотность тока (также 4-вектор плотности тока), единичный вектор (координатный орт)
K {\displaystyle K}	Каона (англ. kaons), термодинамическая константа равновесия, коэффициент электронной теплопроводности металлов, модуль всестороннего сжатия, механический импульс, постоянная Джозефсона, кинетическая энергия
k {\displaystyle k}	Коэффициент (нем. Koeffizient), постоянная Больцмана, теплопроводность, волновое число, единичный вектор (координатный орт)
L {\displaystyle L}	Момент импульса, дальность полёта, удельная теплота парообразования и конденсации, индуктивность, функция Лагранжа (англ. Lagrangian), классическая функция Ланжевена (англ. Langevin function), число Лоренца (англ. Lorenz number), уровень звукового давления, полиномы Лагерра (англ. Laguerre polynomials), орбитальное квантовое число, энергетическая яркость, яркость (англ. luminance)
l {\displaystyle l}	Длина (англ. length), длина свободного пробега (англ. length), орбитальное квантовое число, радиационная длина
M {\displaystyle M}	Момент силы, масса (лат. massa, от др.-греч. μᾶζα, кусок теста), вектор намагниченности (англ. magnetization), крутящий момент, число Маха, взаимная индуктивность, магнитное квантовое число, молярная масса
m {\displaystyle m}	Масса, магнитное квантовое число (англ. magnetic quantum number), магнитный момент (англ. magnetic moment), эффективная масса, дефект массы, масса Планка
N {\displaystyle N}	Количество (лат. numerus), постоянная Авогадро, число Дебая, полная мощность излучения, увеличение оптического прибора, концентрация, мощность, сила нормальной реакции
n {\displaystyle n}	Показатель преломления, количество вещества, нормальный вектор, единичный вектор, нейтрон (англ. neutron), количество (англ. number), основное квантовое число, частота вращения, концентрация, показатель политропы, постоянная Лошмидта
O {\displaystyle O}	Начало координат (лат. origo)
P {\displaystyle P}	Мощность (лат. potestas), давление (лат. pressūra), полиномы Лежандра, вес (фр. poids), сила тяжести, вероятность (лат. probabilitas), поляризуемость, вероятность перехода, импульс (также 4-импульс, обобщённый импульс; лат. petere)
p {\displaystyle p}	Импульс (также 4-импульс, обобщённый импульс; лат. petere), протон (англ. proton), дипольный момент, волновой параметр, давление, число полюсов, плотность.
Q {\displaystyle Q}	Электрический заряд (англ. quantity of electricity), количество теплоты (англ. quantity of heat), объёмный расход, обобщённая сила, хладопроизводительность, энергия излучения, световая энергия, добротность (англ. quality factor), нулевой инвариант Аббе, квадрупольный электрический момент (англ. quadrupole moment), энергия ядерной реакции
q {\displaystyle q}	Электрический заряд, обобщённая координата, количество теплоты (англ. quantity of heat), эффективный заряд, добротность
R {\displaystyle R}	Электрическое сопротивление (англ. resistance), универсальная газовая постоянная, постоянная Ридберга (англ. R ydberg constant), постоянная фон Клитцинга, коэффициент отражения, сопротивление излучения (англ. resistance), разрешение (англ. resolution), светимость, пробег частицы, расстояние
r {\displaystyle r}	Радиус (лат. radius), радиус-вектор, радиальная полярная координата, удельная теплота фазового перехода, удельная рефракция (лат. rēfractiō), расстояние
S {\displaystyle S}	Площадь поверхности (англ. surface area), энтропия[4], действие, спин (англ. spin), спиновое квантовое число (англ. spin quantum number), странность (англ. strangeness), главная функция Гамильтона, матрица рассеяния (англ. scattering matrix), оператор эволюции, вектор Пойнтинга
s {\displaystyle s}	Перемещение (итал. spostamento), странный кварк (англ. strange quark), путь, пространственно-временной интервал (англ. spacetime interval), оптическая длина пути
T {\displaystyle T}	Температура (лат. temperātūra), период (лат. tempus), кинетическая энергия, критическая температура, терм, период полураспада, критическая энергия, изоспин
t {\displaystyle t}	Время (лат. tempus), истинный кварк (англ. true quark), правдивость (англ. truth), планковское время
U {\displaystyle U}	Внутренняя энергия, потенциальная энергия, вектор Умова, потенциал Леннард-Джонса, потенциал Морзе, 4-скорость, электрическое напряжение
u {\displaystyle u}	Верхний кварк (англ. up quark), скорость, подвижность, удельная внутренняя энергия, групповая скорость
V {\displaystyle V}	Объём (фр. volume), электрическое напряжение (англ. voltage), потенциальная энергия, видность полосы интерференции, постоянная Верде (англ. Verdet constant)
v {\displaystyle v}	Скорость (лат. vēlōcitās), фазовая скорость, удельный объём
W {\displaystyle W}	Механическая работа (англ. work), работа выхода, W-бозон, энергия, энергия связи атомного ядра, мощность
w {\displaystyle w}	Скорость, плотность энергии, коэффициент внутренней конверсии, ускорение
X {\displaystyle X}	Реактивное сопротивление, продольное увеличение, X-бозон
x {\displaystyle x}	Переменная, перемещение, абсцисса (декартова координата), молярная концентрация, постоянная ангармоничности, расстояние
Y {\displaystyle Y}	Гиперзаряд, силовая функция, линейное увеличение, сферические функции, Y-бозон
y {\displaystyle y}	ордината (декартова координата)
Z {\displaystyle Z}	Импеданс, Z-бозон, атомный номер или зарядовое число ядра (нем. Ordnungszahl), статистическая сумма (нем. Zustandssumme), вектор Герца, валентность, полное электрическое сопротивление (импеданс), угловое увеличение, волновое сопротивление вакуума
z {\displaystyle z}	аппликата (декартова координата)

Список важных публикаций по физике — Повторная публикация в Википедии // WIKI 2

Статья списка Википедии

Титульный лист первого издания 1704 года Newton Opticks .

Это список из важных публикаций по физике, сгруппированных по отраслям.

Некоторые причины, по которым конкретная публикация может считаться важной:

• Создатель темы — Публикация, создавшая новую тему
• Прорыв — Публикация, существенно изменившая научные знания
• Влияние — Публикация, которая значительно повлияла на мир или оказала огромное влияние на преподавание физики.

Энциклопедия YouTube

• 1/5

  Просмотры:

  477 894

  303 181

  8 281

  27136

  8 700 302

• ✪ Важные книги для подготовки к NEET — NEET AIR 1 2016

• ✪ | Часть-01 | | Пересмотренный | ВСЕ ФИЗИКИ MCQ, запрошенные в SSC CGL с 1999 по 2016 год

• ✪ 2-й пакет наука физика химия математика биология информатика карнатака

• ✪ Мой выбор лучших книг по A Level Physics

• ✪ Мичио Каку: Вселенная в двух словах (полное представление)

Содержание

Прикладная физика

Физика ускорителя

Шведский физик Густав Изинг первым опубликовал основную концепцию линейного ускорителя (в данном случае как части электронно-лучевой трубки).

Норвежский физик Рольф Видероэ взял идею Изинга и расширил ее. Позже он построил первый действующий линейный ускоритель.

Эти две статьи описывают концепцию бетатрона и первые экспериментальные данные работающего бетатрона, построенного Дональдом Уильямом Керстом.

Эти публикации были первыми, в которых была представлена ​​идея сильной фокусировки пучков частиц, что позволило перейти от концепций компактных круговых ускорителей к магнитным устройствам с раздельными функциями, таким как синхротроны, накопительные кольца и коллайдеры частиц.

Биофизика

• Шредингер, Э. В. (1944). Что такое жизнь? Физический аспект живой клетки. Издательство Кембриджского университета . ISBN 0-521-42708-8.
• Тьюринг, А. М. (1952). «Химические основы морфогенеза». Философские труды Лондонского королевского общества B. 237 (641): 37–72. DOI: 10,1098 / rstb.1952.0012.
• Perutz, M. F. (1978). «Электростатические эффекты в белках». Наука . 201 (4362): 1187–1191. Bibcode: 1978Sci … 201.1187P. DOI: 10.1126 / science.694508. PMID 694508.
• Cantor, C. R .; Шиммель П. Р. (1980). Биофизическая химия . Тт. 1-3. W. H. Freeman. ISBN 0-7167-1188-5 (Том 1), ISBN 0-7167-1190-7 (Том 2), ISBN 0-7167-1192-3 (Том 3)
• Трибуч, Х. (1982). Как жизнь научилась жить: адаптация в природе . MIT Press. ISBN 978-0-262-20045-5 .
• Глейзер, Р.(2001). Биофизика (5-е пересмотренное издание). Springer. ISBN 978-3-540-67088-9 .
• Коттерилл Р. М. Дж. (2002). Биофизика: введение . Wiley. ISBN 978-0-471-48538-4 .
• Нельсон П.С. (2007). Биологическая физика (Обновл. Ред.). W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-9897-2 .

Ячейка

Математическая

Медицинский

Влиятельный учебник по магнитно-резонансной томографии для выпускников, созданный некоторыми ведущими специалистами в этой области.

Молекулярный

Нейрофизика

Завод

Геофизика

Раннее описание магнетизма от елизаветинского ученого, состоящее из шести книг. Ошибочно считает, что магнетизм вызывает движение тел в Солнечной системе. ^[1]

Классический справочник по магнитному полю Земли и смежным темам в метеорологии, солнечной и лунной физике, полярному сиянию, методам анализа сферических гармоник и обработке периодичностей в геофизических данных. ^[2] Его исчерпывающие резюме сделали его стандартным справочником по геомагнетизму и ионосфере на протяжении как минимум двух десятилетий. ^[3]

Актуальный учет обработки сейсмических данных в нефтяной геофизике. ^{[ требуется ссылка ]}

Физика вычислений

Разрабатывает теорию цифрового компьютера как эффективного универсального вычислительного устройства. ^{[ требуется ссылка ]}

Физика плазмы

Эти два тома ученого, лауреата Нобелевской премии Ирвинга Ленгмюра, включают его ранние опубликованные статьи, полученные в результате его экспериментов с ионизированными газами (т.е. плазма). В книгах обобщены многие основные свойства плазмы. Ленгмюр придумал слово плазма примерно в 1928 году.

Ханнес Альвен получил Нобелевскую премию за разработку магнитогидродинамики (МГД) — науки, моделирующей плазму как жидкость. В этой книге излагаются основы работы, но также показано, что МГД может быть неадекватным для плазмы с низкой плотностью, такой как космическая плазма.

Астрономия и астрофизика

Предпочитает гелиоцентрическую модель (впервые предложенную Аристархом) птолемеевской модели солнечной системы; иногда приписывают начало научной революции в западном мире.

Приведены веские аргументы в пользу гелиоцентризма и ценное понимание движения планет, включая первое упоминание об их эллиптическом пути и изменение их движения на движение свободно плавающих тел в отличие от объектов на вращающихся сферах (два закона Кеплера). ). Одно из важнейших произведений научной революции. ^[4]

• — (1997). Гармония мира .Переведено на английский язык с введением и примечаниями Э. Дж. Эйтона, А. М. Дункана и Дж. В. Филда. Филадельфия: Американское философское общество. ISBN 978-0-87169-209-2 .

Разработал третий закон Кеплера. ^{[ требуется ссылка ]}

Астрофизика

Астрофизика использует физические принципы «для выяснения природы небесных тел, а не их положения или движения в пространстве». ^[5]

Знаковая статья по звездной физике, анализирующая несколько ключевых процессов, которые могут быть ответственны за синтез химических элементов в природе и их относительное содержание; ему приписывают создание того, что сейчас называется теорией звездного нуклеосинтеза.

Введение закона Фабера – Джексона, связывающего светимость галактик и дисперсию скоростей. ^{[ требуется ссылка ]}

Введение соотношения Талли – Фишера между светимостью галактик и амплитудой кривой вращения. ^{[ требуется ссылка ]}

Введение M-сигма связи между массой черной дыры и дисперсией скоростей галактик. ^{[ требуется ссылка ]}

Космология

Введены условия, необходимые для бариогенеза, с использованием последних результатов (открытие CP-нарушения и т. Д.).Переиздано в А.Д. Сахарова (1991). «Нарушение СР-инвариантности, С асимметрии и барионной асимметрии Вселенной». Успехи физ. Наук (на русском и английском языках). 34 (5): 392–393. Bibcode: 1991SvPhU..34..392S. DOI: 10.1070 / PU1991v034n05ABEH002497. .

Справочное пособие по космологии, в котором обсуждаются как наблюдательные, так и теоретические вопросы.

• J. C. Mather; Э. С. Ченг; R.E. Эпли младший; Р. Б. Исаакман; С.С. Мейер; Р. А. Шафер; Р. Вайс; Э. Л. Райт; К. Л. Беннетт; Н. В. Боггесс; Э. Двек; С. Гулькис; М. Г. Хаузер; М. Янссен; Т. Келсалл; Любин П.М.; С. Х. Мозли, мл .; Т. Л. Мердок; Р. Ф. Сильверберг; Г. Ф. Смут; Д. Т. Уилкинсон (1990). «Предварительные измерения спектра космического микроволнового фона спутником Cosmic Background Explorer (COBE)». Астрофизический журнал . 354 : L37–40. Bibcode: 1990ApJ … 354L..37M. DOI: 10.1086 / 185717.
• Mather, J.С .; Fixsen, D. J .; Shafer, R.A .; Mosier, C .; Уилкинсон, Д. Т. (20 февраля 1999 г.). «Конструкция калибратора для абсолютного спектрофотометра дальнего инфракрасного диапазона (FIRAS)». Астрофизический журнал . 512 (2): 511–520. Arxiv: астро-фот / 9810373. Bibcode: 1999ApJ … 512..511M. DOI: 10.1086 / 306805.

Сообщенные результаты со спутника COBE, который был разработан NASA

.

Физические символы — Список физических величин

• • Классы
    • Класс 1-3
    • Класс 4-5
    • Класс 6-10
    • Класс 11-12
  • КОНКУРСНЫЙ ЭКЗАМЕН
    • BNAT 000 NC
      • 000 NC Книги
        • Книги NCERT для класса 5
        • Книги NCERT для класса 6
        • Книги NCERT для класса 7
        • Книги NCERT для класса 8
        • Книги NCERT для класса 9
        • Книги NCERT для класса 10
        • Книги NCERT для класса 11
        • Книги NCERT для класса 12
      • NCERT Exemplar
        • NCERT Exemplar Class 8
        • NCERT Exemplar Class 9
        • NCERT Exemplar Class 10
        • NCERT Exemplar Class 11
        • NCERT 9000 9000
        • NCERT Exemplar Class
          • Решения RS Aggarwal, класс 12
          • Решения RS Aggarwal, класс 11
          • Решения RS Aggarwal, класс 10
          90 003 Решения RS Aggarwal класса 9
          • Решения RS Aggarwal класса 8
          • Решения RS Aggarwal класса 7
          • Решения RS Aggarwal класса 6
        • Решения RD Sharma
          • RD Sharma Class 6 Решения
          • Решения RD Sharma
          Решения RD Sharma Class 8
          • Решения RD Sharma Class 9
          • Решения RD Sharma Class 10
          • Решения RD Sharma Class 11
          • Решения RD Sharma Class 12
        • PHYSICS
          • Механика
          • Оптика
          • Термодинамика Электромагнетизм
        • ХИМИЯ
          • Органическая химия
          • Неорганическая химия
          • Периодическая таблица
        • MATHS
          • Теорема Пифагора
          0004
          • 000300030004
          • Простые числа
          • Взаимосвязи и функции
          • Последовательности и серии
          • Таблицы умножения
          • Детерминанты и матрицы
          • Прибыль и убыток
          • Полиномиальные уравнения
          • Деление фракций
        • 000
        • 000
        • 000
        • 000
        • 000
        • 000 Microology
        • 000
        • 000 Microology
        • 000 BIOG3000
          FORMULAS
          • Математические формулы
          • Алгебраические формулы
          • Тригонометрические формулы
          • Геометрические формулы
          • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
            • Математические калькуляторы
            • 0003000 PBS4000
            • 000300030002 Примеры калькуляторов химии
            Класс 6
            • Образцы бумаги CBSE для класса 7
            • Образцы бумаги CBSE для класса 8
            • Образцы бумаги CBSE для класса 9
            • Образцы бумаги CBSE для класса 10
            • Образцы бумаги CBSE для класса 11
            • Образцы бумаги CBSE чел для класса 12
          • CBSE Контрольный документ за предыдущий год
            • CBSE Контрольный документ за предыдущий год Класс 10
            • Контрольный документ за предыдущий год CBSE, класс 12
          • HC Verma Solutions
            • HC Verma Solutions Class 11 Physics
            • Решения HC Verma, класс 12, физика
          • Решения Лакмира Сингха
            • Решения Лакмира Сингха, класс 9
            • Решения Лакмира Сингха, класс 10
            • Решения Лакмира Сингха, класс 8
          • Заметки CBSE
          • , класс
            CBSE Notes
            Примечания CBSE класса 7
            • Примечания CBSE класса 8
            • Примечания CBSE класса 9
            • Примечания CBSE класса 10
            • Примечания CBSE класса 11
            • Примечания CBSE класса 12
            • Примечания к редакции CBSE
              • Примечания к редакции
              • CBSE
              • Примечания к редакции класса 10 CBSE
              • Примечания к редакции класса 11 CBSE 9000 4
              • Примечания к редакции класса 12 CBSE
            • Дополнительные вопросы CBSE
              • Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
              • Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
              • Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
              • Дополнительные вопросы по науке класса 9 CBSE
              Дополнительные вопросы по математике для класса 10
              • Дополнительные вопросы по науке, класс 10 по CBSE
            • CBSE, класс
              • , класс 3
              • , класс 4
              • , класс 5
              • , класс 6
              • , класс 7
              • , класс 8
              • , класс 9 Класс 10
              • Класс 11
              • Класс 12
            • Учебные решения
          • Решения NCERT
            • Решения NCERT для класса 11
              • Решения NCERT для класса 11 по физике
              • Решения NCERT для класса 11 Химия
              Решения для биологии класса 11
              • Решения NCERT для математики класса 11
              9 0003 NCERT Solutions Class 11 Accountancy
              • NCERT Solutions Class 11 Business Studies
              • NCERT Solutions Class 11 Economics
              • NCERT Solutions Class 11 Statistics
              • NCERT Solutions Class 11 Commerce
            • NCERT Solutions For Class 12
              • NCERT Solutions For Класс 12 по физике
              • Решения NCERT для химии класса 12
              • Решения NCERT для класса 12 по биологии
              • Решения NCERT для класса 12 по математике
              • Решения NCERT Класс 12 Бухгалтерия
              • Решения NCERT, класс 12, бизнес-исследования
              • Решения NCERT, класс 12 Экономика
              • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
              • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
              • NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
              • NCERT Solutions Class 12 Commerce
              • NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
            • NCERT Solutions For Класс 4
              • Решения NCERT для математики класса 4
              • Решения NCERT для класса 4 EVS
            • Решения NCERT для класса 5
              • Решения NCERT для математики класса 5
              • Решения NCERT для класса 5 EVS
            • Решения NCERT для класса 6
              • Решения NCERT для математики класса 6
              • Решения NCERT для науки класса 6
              • Решения NCERT для социальных наук класса 6
              • Решения NCERT для класса 6 Английский
            • Решения NCERT для класса 7
              • Решения NCERT для класса 7 Математика
              • Решения NCERT для класса 7 Наука
              • Решения NCERT для класса 7 по социальным наукам
              • Решения NCERT для класса 7 Английский
            • Решения NCERT для класса 8
              • Решения NCERT для класса 8 Математика
              • Решения NCERT для класса 8 Science
              • Решения NCERT для социальных наук 8 класса
              • Решение NCERT ns для класса 8 Английский
            • Решения NCERT для класса 9
              • Решения NCERT для социальных наук класса 9
            • Решения NCERT для математики класса 9
              • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
              • Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 2
              • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 3
              • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 4
              Решения NCERT
              • для математики класса 9 Глава 5
              • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 6
              • Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 7
              • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 8
              Решения NCERT
              • для математики класса 9 Глава 9
              Решения NCERT
              • для математики класса 9 Глава 10
              • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 11
              • Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 12
              • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 13
              Решения
              • NCERT для математики класса 9 Глава 14
              • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
            • Решения NCERT для науки класса 9
              • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
              • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
              • Решения NCERT для класса 9 Наука Глава 3
              • Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 4
              • Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 5
              • Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 6
              • Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 7
              • Решения NCERT для Класса 9 Наука Глава 8
              • Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 9
              • Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 10
              • Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 12
              • Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 11
              • Решения NCERT для Класса 9 Наука Глава 13
              • Решения NCERT для класса 9 Наука Глава 14
              • Решения NCERT для класса 9 по науке Глава 15
            • Решения NCERT для класса 10
              • Решения NCERT для класса 10 по социальным наукам
            • Решения NCERT для математики класса 10
              • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 1
              • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 2
              • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 3
              • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 4
              • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 5
              • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 6
              • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 7
              • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 8
              • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 9
              Решения NCERT
              • для математики класса 10 Глава 10
              Решения
              • NCERT для математики класса 10 Глава 11
              • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 12
              • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 13
              • NCERT Sol Решения NCERT для математики класса 10 Глава 14
              • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 15
            • Решения NCERT для науки класса 10
              • Решения NCERT для науки класса 10 Глава 1
              • Решения NCERT для науки класса 10 Глава 2
              • Решения NCERT для науки класса 10, глава 3
              • Решения NCERT для науки класса 10, глава 4
              • Решения NCERT для науки класса 10, глава 5
              • Решения NCERT для науки класса 10, глава 6
              • Решения NCERT для науки класса 10, глава 7
              • Решения NCERT для науки 10 класса, глава 8
              • Решения NCERT для науки класса 10 Глава 9
              • Решения NCERT для науки класса 10 Глава 10
              • Решения NCERT для науки класса 10 Глава 11
              • Решения NCERT для науки класса 10 Глава 12
              • Решения NCERT для науки 10 класса Глава 13
              • Решения NCERT для науки 10 класса Глава 14
              • Решения NCERT для науки 10 класса Глава 15
              • Решения NCERT для науки 10 класса Глава 16
            • Учебный план NCERT
            • NCERT
          • Commerce
            • Class 11 Commerce Syllabus
              ancy Account
              • Программа бизнес-исследований 11 класса
              • Учебная программа по экономике 11 класса
            • Учебная программа по коммерции 12 класса
              • Учебная программа по бухгалтерии 12 класса
              • Учебная программа по бизнесу 12 класса
              • Учебная программа по экономике
              • 9000 9000
                • Образцы документов по коммерции класса 11
                • Образцы документов по коммерции класса 12
                • TS Grewal Solutions
                  • TS Grewal Solutions Class 12 Accountancy
                  • TS Grewal Solutions Class 11 Accountancy
                • Отчет о движении денежных средств
                • Что такое Entry eurship
                • Защита прав потребителей
                • Что такое основной актив
                • Что такое баланс
                • Формат баланса
                • Что такое акции
                • Разница между продажами и маркетингом
              • ICSE
                • Документы
                • ICSE
                • Вопросы ICSE
                • ML Aggarwal Solutions
                  • ML Aggarwal Solutions Class 10 Maths
                  • ML Aggarwal Solutions Class 9 Maths
                  • ML Aggarwal Solutions Class 8 Maths
                  • ML Aggarwal Solutions Class 7 Maths
                  • ML 6 Maths
                  • ML 6 Maths
                • Selina Solutions
                  • Selina Solutions для класса 8
                  • Selina Solutions для Class 10
                  • Selina Solutions для Class 9
                • Frank Solutions
                  • Frank Solutions для математики класса 10
                  • Frank Solutions для математики класса 9
                • Класс ICSE 9000 2
                • ICSE Class 6
                • ICSE Class 7
                • ICSE Class 8
                • ICSE Class 9
                • ICSE Class 10
                • ISC Class 11
                • ISC Class 12
            • IAS
              Exam
              • IAS
              • Civil
              • Сервисный экзамен
              • Программа UPSC
              • Бесплатная подготовка к IAS
              • Текущие события
              • Список статей IAS
              • Пробный тест IAS 2019
                • Пробный тест IAS 2019 1
                • Пробный тест IAS 2019 2
            • Экзамен KPSC KAS
            • Экзамен UPPSC PCS
            • Экзамен MPSC
            • Экзамен RPSC RAS ​​
            • TNPSC Group 1
            • APPSC Group 1
            • Экзамен BPSC
            • WBPS3000 Экзамен 9000 MPC 9000 9000 MPC4000 Jam
            • Вопросник UPSC 2019
              • Ключ ответов UPSC 2019
            • Коучинг IAS
              • IA S Coaching Бангалор
              • IAS Coaching Дели
              • IAS Coaching Ченнаи
              • IAS Coaching Хайдарабад
              • IAS Coaching Mumbai
          • JEE
            • BYJU’SEE
            • 9000 JEE 9000 Основной документ JEE 9000 JEE 9000
            • Вопросник JEE
            • Биномиальная теорема
            • Статьи JEE
            • Квадратичное уравнение
          • NEET
            • Программа BYJU NEET
            • NEET 2020
            • NEET Приемлемость 9000 Критерии 9000 NEET4 9000 NEET 9000 Пример 9000 9000 NEET
            • Поддержка
              • Разрешение жалоб
              • Служба поддержки
              • Центр поддержки
          • Государственные советы
            • GSEB
              • GSEB Syllabus
              • GSEB4
              • GSEB3 Образец статьи
              GSEB3 004
              • MSBSHSE
                • MSBSHSE Syllabus
                • MSBSHSE Учебники
                • Образцы статей MSBSHSE
                • Вопросники MSBSHSE
              • AP Board
                • APSCERT
                • Syll
                • AP 9000SC4
                • Syll
                • AP
                • Syll 9000SC4
                • Syll
                • Syll
              • MP Board
                • MP Board Syllabus
                • MP Board Образцы документов
                • Учебники MP Board
              • Assam Board
                • Assam Board Syllabus
                • Assam Board Учебники 9000 9000 Board4 BSEB
                  • Bihar Board Syllabus
                  • Bihar Board Учебники
                  • Bihar Board Question Papers
                  • Bihar Board Model Papers
                • BSE Odisha
                  • Odisha Board Syllabus
                  • Odisha Board Syllabus
                  • Odisha Board Syllabus
                  • Программа PSEB
                  • Учебники PSEB
                  • Вопросы PSEB
                • RBSE
                  • Rajasthan Board Syllabus
                  • RBSE Учебники
                  • RBSE Question Papers
                • HPBOSE
                • HPBOSE
                000 Syllab HPBOSE
                • JKBOSE
                  • Программа обучения JKBOSE
                  • Образцы документов JKBOSE
                  • Шаблон экзамена JKBOSE
                • TN Board
                  • TN Board Syllabus
                  • TN Board 9000 Papers 9000 TN Board 9000 Papers 9000 9000 Paper Papers 9000 TN Board 9000 4 JAC
                    • Программа JAC
                    • Учебники JAC
                    • Вопросники JAC
                  • Telangana Board
                    • Telangana Board Syllabus
                    • Telangana Board Учебники
                    • Papers Telangana Board Учебники
                    • Учебный план KSEEB
                    • Типовой вопросник KSEEB
                  • KBPE
                    • Учебный план KBPE
                    • Учебники KBPE
                    • Документы по KBPE
                  • 9000 Доска UPMSP 9000 Доска UPMSP 9000 Доска UPMSP 9000
                • Совет по Западной Бенгалии
                  • Учебный план Совета по Западной Бенгалии
                  • Учебники для Совета по Западной Бенгалии
                  • Вопросы для Совета по Западной Бенгалии
                • UBSE
                • TBSE
                • Гоа Совет
                • 000
                • NBSE0003 Board
                • Manipur Board
                • Haryana Board
              • Государственные экзамены
                • Банковские экзамены
                  • Экзамены SBI
                  • Экзамены IBPS
                  • Экзамены RBI
                  • IBPS

                    03

                    Экзамены SSC

                    9SC2

                  • SSC GD
                  • SSC CPO 900 04
                  • SSC CHSL
                  • SSC CGL
                • Экзамены RRB
                  • RRB JE
                  • RRB NTPC
                  • RRB ALP
                • O Экзамены на страхование
                • LIC4
                • LIC4
                • UPSC CAPF
                • Список статей государственных экзаменов
              • Обучение детей
                • Класс 1
                • Класс 2
                • Класс 3
              • Академические вопросы
                • Вопросы по физике
                • Вопросы по химии
                • Вопросы по химии
                • Вопросы
                • Вопросы по науке
                • Вопросы GK
              • Онлайн-обучение
          ,

          Список физики защиты Описание

          Описание списка физики защиты

          Последнее изменение:

          ---

          Списки по модульной физике

          Физика бозонов

          Лептон с физикой

          Физика адронов

          Физика мезонов

          Физика нуклонов

          Гиперон с физикой

          Антибарионная физика

          Ионная физика

          ---

          Модульный список физики и конструкторы физики

          Список физики экранирования содержит наиболее вероятный выбор электромагнитных и процессы адронной физики, необходимые для запуска экранирования, высокой энергии или моделирование подземного детектора.Процессы и модели организованы с использованием список модульной физики и набор конструкторов физики (построителей), которые позволяют связанные физические процессы, модели и частицы должны быть сгруппированы вместе.

          Физика бозонов

          Конструктор бозонной физики определяет гамму и две фиктивные частицы, Геантино и Заряженный Геантино.

          Гамме отнесены четыре процесса:

          • преобразование в пары e + e-
          • Комптоновское рассеяние
          • фотоэлектрический эффект
          • G4 Фотоядерный процесс
            • адронных моделей:
              • G4 Гамма Ядерная Реакция: 0 — 3.5 ГэВ
              • Кварк-глюонная струна с предкомпаундом (QGSP): 3,0 ГэВ — 100 ТэВ

          Geantino — это беззарядная, безмассовая, полностью невзаимодействующая частица. который можно использовать для диагностики геометрии и трекинга. Заряженный Джантино также безмассовый и невзаимодействующий, но имеет заряд, так что он может быть правильно отслеживается в магнитном поле. Помимо транспорта процесса, ни одной из этих частиц нельзя отнести процесс взаимодействия.

          Для описания взаимодействия фотонов с ядрами требуются две адронные модели. и нуклоны. Адронные модели обсуждаются далее в Адронная физика.

          Лептон Физика

          Конструктор лептонной физики определяет электроны, мюоны и тау вместе с им соответствующие нейтрино. Следующие процессы назначены каждому частиц:

          • электрон:
            • многократное рассеяние
            • электронная ионизация
            • тормозное излучение электронов
            • G4 Электронный ядерный процесс
              • лепто-ядерная модель:
                • G4ElectroNuclearReaction: все энергии
          • позитрон:
            • многократное рассеяние
            • электронная ионизация
            • тормозное излучение электронов
            • аннигиляция позитронов
            • G4Positron NuclearProcess
              • лепто-ядерная модель:
                • G4ElectroNuclearReaction: все энергии
          • мю-:
            • многократное рассеяние
            • мюонная ионизация
            • мюонное тормозное излучение
            • рождение e + e- пар мюоном
            • G4Muon NuclearProcess
              • лепто-ядерная модель:
                • G4MuonVD Ядерная Модель: все энергии
            • G4MuonMinusCaptureAtRest
          • mu +:
            • многократное рассеяние
            • мюонная ионизация
            • мюонное тормозное излучение
            • рождение e + e- пар мюоном
            • G4Muon NuclearProcess
              • лепто-ядерная модель:
                • G4MuonVD Ядерная Модель: все энергии
          • тау-:
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
          • тау +:
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов

          Отметим, что процессы ионизации и тормозного излучения для e + / e- отличается от таковых для mu + / mu-.Они специально настроены для разница масс и другие эффекты. Процесс ионизации адронов используется для тау из-за его большой массы.

          Одна адронная модель необходима для описания электронно- и позитронно-индуцированных ядерные реакции. Модель электроядерной реакции основана на метод эквивалентных фотонов для расчета спектра виртуальных фотонов, который в свою очередь взаимодействует с ядром и нуклонами с помощью фотоядерных модель аналогична той, что используется в физике бозонов.

          Для нейтрино в настоящее время не существует никаких процессов, кроме транспортировки.

          Физика адронов

          Конструктор адронной физики определяет все стабильные и долгоживущие барионы, и все долгоживущие мезоны. Это частицы, которые Geant4 может отслеживать и поэтому требуют назначения процессов. Короткоживущие частицы не отслеживаются, но они появляются в некоторых адронных моделях, поэтому большой список резонансов, кварков и дикварков.

          И электромагнитные, и адронные процессы относятся к долгоживущим. адроны. Для адронных процессов необходимо уделить внимание дополнительному уровню детализации.Поперечные сечения и физические модели должны быть отнесены к различным процессам. до того, как процессы будут отнесены к частицам.

          Для упругого рассеяния адронов тот же процесс, G4WHadronElasticProcess, есть приписывается почти всем долгоживущим адронам.

          Физика мезонов

          • пи +
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: 0 — 1 ГэВ
                • G4 ElasticHadrNucleusHE: 1 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронное сечение:
                • G4BGGPionElasticXS: 0 — 100 ТэВ
            • G4PionPlusInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Каскад Бертини: 0 — 5.0 ГэВ
                • Fritiof с предварительным соединением (FTFP): 4,0 ГэВ — 100 ТэВ
              • сечения:
                • G4PiNuclearCrossSection (Барашенков): 0 — 91 ГэВ
                • G4 Глаубер-Грибов Сечение: 91 ГэВ — 100 ТэВ
          • пи
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: 0 — 1 ГэВ
                • G4 ElasticHadrNucleusHE: 1 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронное сечение:
                • G4BGGPionElasticXS: 0 — 100 ТэВ
            • G4PionMinusInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Каскад Бертини: 0 — 5.0 ГэВ
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): 4,0 ГэВ — 100 ТэВ
              • сечения:
                • G4PiNuclearCrossSection (Барашенков): 0 — 91 ГэВ
                • G4 Глаубер-Грибов Сечение: 91 ГэВ — 100 ТэВ
            • G4QCaptureAtRest процесс
          • тыс. +
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
            • G4KaonPlusInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Каскад Бертини: 0-5 ГэВ
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): 4 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
          • К-
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
            • G4KaonMinusInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Каскад Бертини: 0-5 ГэВ
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): 4 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
            • G4QCaptureAtRest процесс
          • K0L
            • G4HadronElasticProcess
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
            • G4KaonZeroLInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Каскад Бертини: 0-5 ГэВ
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): 4 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
          • K0S
            • G4HadronElasticProcess
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
            • G4KaonZeroSInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Каскад Бертини: 0-5 ГэВ
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): 4 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии

          Физика нуклонов

          • протон
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4CHIPS Эластичный: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4CHIPSElasticXS: все энергии
            • G4ProtonInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Каскад Бертини: 0 — 5.0 ГэВ
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): 4 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронное сечение:
                • G4BGG NucleonInelasticXS: все энергии
          • нейтрон
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронных моделей:
                • G4 Нейтрон HP Эластичный: 0-20 МэВ
                • G4CHIPSЭластичный: 19.5 МэВ — 100 ТэВ
              • адронные сечения:
                • G4 Нейтрон HPElastic Данные: 0-20 МэВ
                • G4CHIPSElasticXS: 20 МэВ — 100 ТэВ
            • G4 NeutronInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • G4 НейтронHP Неэластичный: 0-20 МэВ
                • Каскад Бертини: 19.9 МэВ — 5,0 ГэВ
                • FTF с предварительным соединением (FTFP): 4 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронные сечения:
                • G4NeutronHPInelastic Данные: 0-20 МэВ
                • G4NeutronHPJENDLHEInelastic Данные: 20 МэВ — 3 ГэВ
                • G4НейтронHPBGGNucleonInelasticXS: 3 ГэВ — 100 ТэВ
            • G4 Процесс деления адрона
              • адронных моделей:
                • G4 НейтронHP Деление: 0-20 МэВ
                • G4L Деление: 19.9 МэВ — 100 ТэВ
              • адронные сечения:
                • G4 НейтронHPFissionData: 0-20 МэВ
                • G4Набор данных о делении адрона: 20 МэВ — 100 ТэВ
            • G4HadronCaptureProcess
              • адронных моделей:
                • G4 НейтронHP Захват: 0-20 МэВ
                • G4LCapture: 19.9 МэВ — 20 ТэВ
              • адронные сечения:
                • G4 НейтронHPCaptureData: 0-20 МэВ
                • G4HadronCaptureDataSet: 20 МэВ — 100 ТэВ

          Гиперон с физикой

          • лямбда
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4LambdaInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Каскад Бертини: 0-6 ГэВ
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): 4 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
          • сигма-
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4SigmaMinusInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Каскад Бертини: 0-6 ГэВ
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): 4 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
            • G4QCaptureAtRest процесс
          • сигма +
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4SigmaPlusInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Каскад Бертини: 0-6 ГэВ
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): 4 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
          • xi-
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4XiMinusInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Каскад Бертини: 0-6 ГэВ
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): 4 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
            • G4QCaptureAtRest процесс
          • xi0
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4XiZeroInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Каскад Бертини: 0-6 ГэВ
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): 4 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
          • омега-
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4OmegaMinusInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • G4LEOmegaMinus Неэластичный: 0-6 ГэВ
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): 4 ГэВ — 100 ТэВ
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
            • G4QCaptureAtRest процесс

          Антибарионная физика

          • антипротон
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронных моделей:
                • G4 Адрон Упругий: 0 — 100 МэВ
                • G4AntiNuclElastic: 100 МэВ — 100 ТэВ
              • адронные сечения:
                • G4AntiNuclElastic: все энергии
            • G4 AntiProtonInelasticProcess
              • адронная модель:
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): все энергии
              • адронное сечение:
                • G4ComponentAntiNuclNuclearXS: все энергии
            • G4QCaptureAtRest процесс
          • антинейтронный
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4AntiNeutronInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): все энергии
              • адронное сечение:
                • G4ComponentAntiNuclNuclearXS: все энергии
          • анти-лямбда
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4AntiLambdaInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): все энергии
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
          • анти-сигма-
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4AntiSigmaMinusInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): все энергии
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
          • анти-сигма +
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4AntiSigmaPlusInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): все энергии
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
            • G4QCaptureAtRest процесс
          • анти-xi-
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4AntiXiMinusInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): все энергии
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
          • анти-xi0
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4AntiXiZeroInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): все энергии
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии
          • анти-омега-
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4AntiOmegaMinusInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • Фритиоф с предварительным соединением (FTFP): все энергии
              • адронное сечение:
                • G4QHadronInelasticDataSet: все энергии

          Ионная физика

          • дейтрон:
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4 DeuteronInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • G4 Двоичный каскад: 0 — 110 МэВ
                • G4QMDR Реакция: 100 МэВ — 10 ГэВ
                • G4LEDEuteronInelastic: 9.99 ГэВ — 1 ТэВ
              • адронные сечения:
                • G4IonsShenCrossSection: 10 МэВ — 10 ГэВ
                • G4Tripathi Поперечное сечение:
                • G4TripathiLightПересечение:
          • тритон:
            • многократное рассеяние
            • ионизация адронов
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронная модель:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронное сечение:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4TritonInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • G4 Двоичный каскад: 0 — 110 МэВ
                • G4QMDR Реакция: 100 МэВ — 10 ГэВ
                • G4LEDEuteronInelastic: 9.99 ГэВ — 1 ТэВ
              • адронные сечения:
                • G4IonsShenCrossSection: 10 МэВ — 10 ГэВ
                • G4Tripathi Поперечное сечение:
                • G4TripathiLightПересечение:
          • 3Не:
            • многократное рассеяние
            • ионная ионизация
            • G4HadronInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • G4 Двоичный каскад: 0 — 110 МэВ
                • G4QMDR Реакция: 100 МэВ — 10 ГэВ
              • адронные сечения:
                • G4IonsShenCrossSection:
                • G4Tripathi Поперечное сечение:
                • G4TripathiLightПересечение:
          • альфа:
            • многократное рассеяние
            • ионная ионизация
            • G4W Адрон Эластический Процесс
              • адронных моделей:
                • G4HadronElastic: все энергии
              • адронные сечения:
                • G4HadronElasticDataSet: все энергии
            • G4AlphaInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • G4 Двоичный каскад: 0 — 110 МэВ
                • G4QMDR Реакция: 100 МэВ — 10 ГэВ
                • G4LEDEuteronInelastic: 9.99 ГэВ — 1 ТэВ
              • адронные сечения:
                • G4IonsShenCrossSection: 10 МэВ — 10 ГэВ
                • G4Tripathi Поперечное сечение:
                • G4TripathiLightПересечение:
          • общий ион:
            • многократное рассеяние
            • ионная ионизация
            • G4HadronInelasticProcess
              • адронных моделей:
                • G4 Двоичный каскад: 0 — 110 МэВ
                • G4QMDR Реакция: 100 МэВ — 10 ГэВ
              • адронное сечение:
                • G4IonsShenCrossSection: 10 МэВ — 10 ГэВ
                • G4Tripathi Поперечное сечение:
                • G4TripathiLightПересечение:
            • G4 Радиоактивный процесс распада

          ---

          Деннис Райт
          ,

          границ в физике | Социальная физика

          Человеческий род примечателен во многих отношениях. Мы жертвуем личными благами ради общего блага, мы работаем вместе, чтобы достичь того, чего не можем достичь в одиночку, мы сострадательны и общительны. Тем не менее, XXI век ставит перед нами проблемы, потенциально способные изменить мир. Глобализация в планетарном масштабе, глобальное потепление, чрезмерная эксплуатация природных ресурсов и ужасающий разрыв между богатыми и бедными — вот лишь некоторые из проблем, с которыми мы сталкиваемся сегодня.Поскольку эти проблемы не могут быть полностью поняты, не говоря уже о решении, только с определенной академической точки зрения, будущее наших обществ будет определяться междисциплинарным пониманием, возникающим в результате сотрудничества различных научных дисциплин. Физика, особенно методы статистической физики, в сочетании с сетевыми науками и цифровыми данными становятся ключевой частью этой головоломки.
          Социальная физика позволяет нам теоретически описывать и понимать коллективные социальные явления, возникающие в результате взаимодействия между отдельными людьми, группами и правительствами.От смягчения последствий социального кризиса и неравенства до сохранения природных ресурсов для следующих поколений мы стремимся разработать более совершенные социальные системы и более эффективную политику для устойчивого будущего путем синергизма физики с социальными науками.

          Новый специализированный раздел Frontiers in Physics публикует оригинальные исследования и обзоры на стыке физики и социальных наук. Мы приветствуем рукописи по следующим темам: исследование влияния климата, поведение толпы, культурная динамика, преступность и конфликты, эконофизика, распространение эпидемий, формирование иерархии, человеческое сотрудничество и мобильность, информационные каскады, языковая динамика, формирование мнений, динамика пешеходов, самоорганизация. , умные города, социальные сети, переломные моменты, дорожное движение и транспорт, вакцинация / иммунизация и поведение при голосовании.

          ,