ФІЗИКА

Висновки

 

1. Сучасний курс фізики у вищій школі охоплює всі найважливіші розділи класичної й сучасної фізики. З усіх природничих і технічних дисциплін у вищому навчальному закладі немає таких, які могли б зрівнятися з курсом фізики за багатством і різноманітністю ідей, методів дослідження і фундаментальності досягнень науки й техніки, які вивчаються в ньому. Багато галузей сучасної техніки, таких як електронна техніка (у тому числі напівпровідникова), квантова електроніка, ядерна техніка (враховуючи реакторобудування) тощо, настільки переплітаються з фізикою, що стають невіддільними від неї. Водночас застосування нових фізичних методів дослідження у «класичних» галузях техніки часто приводить до принципово нових інженерних розв’язків багатьох проблем.

2. Відомо, що розвиток науки і техніки визначається економічними потребами суспільства. Технічний рівень виробництва значною мірою залежить від стану науки. Історія розвитку фізики і техніки показує, яке велике значення мали відкриття у фізиці для створення і розвитку нових галузей техніки. Фізика стала науковим фундаментом, на якому виросли такі нові галузі техніки, як електро- і радіотехніка, електронна і обчислювальна техніка, космічна техніка і приладобудування, ядерна енергетика і лазерна техніка. На основі досягнень фізичної науки розробляються нові й більш досконалі методи виробництва, прилади і установки.

У свою чергу, техніка має великий вплив на прогрес фізики. Відомо, що саме технічні потреби суспільства привели до розвитку механіки, необхідної для спорудження різних будівель. Створення більш економних теплових двигунів сприяло швидкому розвитку термодинаміки. Ці приклади можна продовжити. Розвиток техніки впливає також на вдосконалення експериментальних методів фізичних досліджень. Упроваджено у виробництво такі сучасні прилади й установки, як прискорювачі заряджених частинок, штучні супутники Землі й космічні станції, радіотелескопи, мас-спектрометри, лазери, електронні обчислювальні машини.

3. Для нашого часу характерне різке скорочення термінів між науковими відкриттями, досягненнями сучасної науки і їх упровадженням в повсякденну інженерну практику. Поява і розвиток суміжних наукових дисциплін, які знаходяться на межі кількох наук і ґрунтуються на фізиці, істотно розширили можливості подальшого взаємного проникнення одна в одну різних сфер знання і підвищили практичний рівень, на якому розв’язується нині багато технічних задач.

Усе це не могло не привести до істотного підвищення вимог, які ставляться до сучасного курсу фізики у вищому навчальному закладі. Ці вимоги втілюються у підвищення науково-теоретичного рівня курсу.

4. Неважко помітити, що для побудови курсу фізики характерне неперервне поглиблення відомостей про явища природи і закономірності, які керують процесами в навколишньому світі. Адже механіка вивчалась на макроскопічному рівні, коли об’єктом дослідження були макроскопічні тіла, що рухаються зі швидкостями, набагато меншими від швидкості світла у вакуумі, і з масами, значно більшими від маси атомів і молекул. У спеціальній теорії відносності (СТВ) розглянуто вчення про зв’язок простору-часу з рухомими тілами і частинками. На основі постулатів СТВ вивчалися кінематика і динаміка рухів зі швидкостями, близькими до швидкості світла у вакуумі.

Наступний, молекулярний рівень вивчення явищ дав змогу з’ясувати особливості поведінки великих сукупностей атомів і молекул. Молекулярна фізика з її статистичним методом була першим кроком у мікросвіт — сферу, в якій фізика розвивалася особливо швидко і досягнуті нею результати мали глибокий, революційний вплив на науку й техніку і повсякденне життя людського суспільства. На молекулярному і внутрішньомолекулярному рівнях вивчення курсу фізики довелося відмовитися для ряду випадків від методів, що застосовуються в макрофізиці. З’явилася потреба у використанні нових, квантових уявлень і нових закономірностей. Перехід до нових кількісних масштабів приводить, як наголошує діалектичний матеріалізм, до істотних якісних змін. Тому не дивно, що в мікросвіті діють інші закони, ніж у макросвіті.

5. Вивчення будови і властивостей атомів, атомного ядра і твердих тіл — досягнення фізики XX ст. Воно стало можливим завдяки, по-перше, швидкому розширенню технічних можливостей експерименту — фактора, який відіграв визначальну роль у розвитку сучасної фізики, і, по-друге, теорії відносності й квантовій механіці, які сприяли революції у фізиці. Вони виникли в першій чверті XX ст. і привели фізику до усвідомлення тих законів, якими керується мікросвіт. Нині квантова механіка і теорія відносності — це не лише теорії, що дають змогу проникати в таємниці будови атомного ядра і елементарних частинок. Теорія відносності вже давно є основою для одержання розрахункових інженерних формул прискорювальної техніки і дослідження термоядерних реакцій. Основи квантової механіки ввійшли в інженерну практику при її застосуванні до теорії твердих тіл, розрахунків ядерних реакторів електронних приладів, квантових генераторів і підсилювачів тощо.

Багато основних ідей квантової механіки, а також теорії відносності здаються спочатку незвичними, які суперечать тому складу мислення, до якого звикає людина завдяки тривалому періоду навчання в школі й повсякденній практиці.

Значна частина труднощів вивчення сучасної фізики зумовлена тим, що недостатньо усвідомлюються логічні зв’язки між класичною і сучасною фізикою, між різними аспектами розгляду фізичних явищ. На це потрібні час і терпіння — два фактори, без яких немислиме засвоєння нових ідей.

6. Глибокі внутрішні зв’язки між класичною і сучасною фізикою знаходять своє відображення в принципі відповідності, згідно з яким між подальшим розвитком фізики і її попереднім змістом установлюються певні зв’язки: в певних граничних випадках нове фізичне вчення переходить у старе. Встановлені на певному етапі розвитку фізики закономірності, які правильно пояснюють експериментальні дані, не відкидаються з розвитком нового етапу вчення, а включаються в нього як граничний випадок, справедливий за певних умов. Уся споруда класичної і сучасної фізики, незважаючи на її складну «архітектуру», міцно стоїть на фундаменті законів збереження. Всі закони збереження, які були встановлені в класичній фізиці, застосовуються і в фізиці мікросвіту — їм підлягають елементарні процеси, які відбуваються з окремими частинками речовини. Факт спільності законів збереження у фізиці макро- і мікросвіту є свідченням глибокого зв’язку між класичною і сучасною фізикою. Щоправда, у фізиці елементарних частинок з’являються нові закони збереження, які не діють у сфері макросвіту. Проте в цьому знаходить своє підтвердження матеріалістичне вчення про абсолютну і відносну істину і про неперервний перехід у процесі пізнання від сутностей менш глибоких до більш глибоких.

7. Фізика тісно пов’язана з філософією. Великі відкриття в галузі фізики (наприклад, закон збереження і перетворення енергії, другий принцип термодинаміки, корпускулярно-хвильовий дуалізм і взаємоперетворення двох видів матерії — речовини і поля, статистичний характер описання закономірностей у мікросвіті) завжди пов’язувалися з боротьбою матеріалізму та ідеалізму. Вся історія фізики є блискучим підтвердженням основних положень діалектичного матеріалізму. Тому вивчення фізики і філософське осмислення її відкриттів і законів відіграють важливу роль у формуванні наукового світогляду студентів.

Одне з важливих завдань курсу фізики полягає також у формуванні у студентів уявлень про фізичну картину світу, про її сучасний стан, коли вона пройшла еволюцію від механічної до електродинамічної, а потім від електродинамічної до сучасної квантово-польової картини світу.

8. Сучасна фізика належить до числа наук, які найбільш швидко розвиваються. Її динамічний характер особливо проявляється в розвитку таких розділів, як фізика атомного ядра і елементарних частинок, фізика твердого тіла тощо, а також багатьох суміжних з фізикою наук: біофізики, астрофізики, радіофізики, геофізики та ін. Розвиток новітньої фізики приводить до появи багатьох нових дисциплін. Кілька десятиріч тому не можна було і думати, що виникнуть магнітна гідродинаміка, механіка плазми, квантова радіотехніка та інші найважливіші розділи сучасної фізики.

Із сказаного видно, яке значення має для нинішнього фахівця вивчення фізики. Якраз тому час і зусилля, витрачені на засвоєння сучасної фізики, сторицею окупляться в подальшому навчанні й роботі фахівця.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити