Современная экспериментальная физика

Еще в начале XX века такие открытия как открытие Резерфордом атомного ядра можно было делать с помощью сравнительно простой аппаратуры. Но в дальнейшем эксперимент стал быстро усложняться и экспериментальные установки стали приобретать промышленный характер. неизмеримо возросла роль измерительной и вычислительной техники. Современные экспериментальные исследования в области ядра и элементарных частиц, твердого тела требуют небывалых масштабов и затрат средств, которые зачастую доступны крупным государствам или даже группам государств с развитой экономикой.

Подлинная революция в экспериментальном исследовании взаимодействий элементарных частиц связана с применением ЭВМ для обработки информации, получаемой от регистрирующих устройств.

ЭВМ стали неотъемлемой частью физических исследований и применяются как для обработки экспериментальных данных, так и в теоретических расчетах, особенно тех, которые ранее были неосуществимыми из-за огромной трудоемкости.

Курс физики составляет основу теоретической подготовки инженеров и играет роль фундаментальной базы, без которой невозможно успешная деятельность инженера, его ориентация в различных областях физической науки, стремительном потоке научной и технической информации.

Цели, которые ставятся при изучении физики в ВУЗах, многообразны. Важнейшая из них состоит в ознакомлении с основными физическими явлениями, их механизмом, закономерностями и практическими приложениями. Этим закладывается физическая основа для изучения последующих общетехнических и специальных дисциплин.

Правильное представление о природе физических явлений особенно важно при постановке новых вопросов, которые всегда возникают в процессе практической деятельности инженеров.

Изучение физики помогает выработке правильного диалектитико-материалистического мировоззрения.

Физика тесно связана с техникой. Крупные физические открытия рано или поздно приводят к техническим переворотам, созданию новых отраслей техники и развитию соответствующих технических наук, тесно связанных с физикой и основывающихся на ее законах. Трудно найти такую область техники, которая не выросла из физики. Современные теории электромагнетизма, созданная трудами Фарадея, Ампера, Эрстеда, Ленца, Максвелла, Герца, Попова и других крупнейших физиков являлось основой развития всей промышленной электротехники и радиотехники. Если вчера полупроводники служили только объектами лабораторных исследований, то сегодня с их помощью удается создать сверхминиатюрные радиоприборы, удобные нагреватели и холодильники, надежно и быстродействующие счетные машины и многое другое. На просторы практического применения выходит ядерная энергетика, родившаяся из самого, казалось бы, далекого от жизни раздела физики физике атомного ядра.

В свою очередь развитие техники дает физикам в руки новые, более совершенные, более точные приборы и более мощные методы исследования, позволяющие проникнуть вглубь вещества.

Результаты физических исследований и тончайшие современные физические методы широко внедряются в технику.

То обстоятельство, что изучение физики начинается с изучения механического движения тел, не случайно и обусловлено не только исторической последовательностью развития физики.

Движение представляет собой форму существования материи. Движение в философском смысле – это всякое изменение материи, всякий происходящий в природе процесс: физический, химический, биологический и общественный. Механика изучает простейшую форму движения – перемещение материальных тел, т.е. изменение их взаимного положения с течением времени.

Простое механическое перемещение всегда сопровождает все более сложные и высшие формы движения.

Теоретическая и прикладная механика, механика упругих и текучих тел давно уже выделились из физики в самостоятельные отрасли науки. В соответствии с этим в курсе общей физики рассматриваются лишь самые общие принципы и положения механики в том объеме, в котором они нужны для прохождения последующих разделов физики.

В нашем курсе мы изучим следующие разделы физики:

1. Физические основы механики.

2. Молекулярная физика и термодинамика.

3. Электромагнетизм.

4. Оптика.

5. Квантовая физика.

6. Физика ядра и элементарных частиц.

7. Физика атомов и молекул.

8. Физика твердого тела.

Основными задачами курса физики являются:

1. Должно сформироваться достаточно широкая теоретическая подготовка в области физики, которая позволит будущим инженерам ориентироваться в потоке научной и технической информации, и обеспечить им возможность использования новых физических принципов в тех областях техники, в которых они специализируются.

2. Формирование правильного понимания границ применимости различных физических понятий, законов, теорий, и умения оценивать степень достоверности результатов, полученных с помощью экспериментальных или математических методов исследования.

3. Необходимо усвоение физических явлений и законов классической и современной физики, и методов физического исследования.

4. Должна выработаться приемы и новые решения конкретных задач из разных областей физики, помогающих в дальнейшем решать инженерные задачи.

5. Необходимо научится работать с современной научной аппаратурой для проведения экспериментальных исследований различных физических явлений и оценки погрешностей измерений.