Физика. Сделай сам
•
1 like•1,600 views
Полная версия презентации по курсу Сергея Переслегина «Приключения физики» или «Физика. Сделай сам», прочитанного в феврале-июне 2013 г. Приблизительные темы прошедших пяти занятий: 1. 20 февраля. Мера. Измерения. Чувство меры. 2. 13 марта. Дух, Великий Механик. 3. 29 апреля. Сначала не хватало электричества. Потом избыток оного вредил. Еще взаимодействия… 4. 22 мая. «Тепло» это не ресторан, это одна из первейших потребностей человека. Работа – это тоже важно. 5. 5 июня. Квантовый мир для чайников.
Recommended
More Related Content
What's hot
What's hot (20)
Similar to Физика. Сделай сам
Similar to Физика. Сделай сам (20)
More from lukoshka
More from lukoshka (20)
Физика. Сделай сам
- 2. Физика работает с условными линиями, «нитями мышления». Соединяя различные нити между собой, она сплетает мыслеткань, расцвечивая ее знаниевыми узорами Физика – это «игра в бисер» Физическое Знание не развивается Оно накапливается
- 3. «Когда-то темный и косматый зверь, Сойдя с ума, очнулся человеком – Опаснейшим и злейшим из зверей – Безумным логикой И одержимым верой. Разум Есть творчество навыворот, и он Вспять исследил все звенья мирозданья, Разъял вселенную на вес и на число, Пророс сознанием до недр природы, Вник в вещество, впился как паразит В хребет земли неугасимой болью, К запретным тайнам подобрал ключи, Освободил заклепанных титанов, Построил им железные тела, Запряг в неимоверную работу: Преобразил весь мир, но не себя, Он заблудился в собственных пещерах И стал рабом своих же гнусных слуг». Максимилиан Волошин
- 4. Основные «нити мышления в физике» А. Понимание Объективация: превращение чего-то в объект Технологизация: превращение чего-то в инструмент
- 5. B. Упорядочивание (обнаружение или создание некоторого порядка, последовательности, системы связей) Связывание Физическое (натурфилософское) В том числе, декартово (через систему отсчета и ее преобразования) В том числе галилеевское Онтологическое (как правило, через пространство и время)
- 6. С. Счет (сопоставление действительности с числом) D. Именование (сопоставление действительности со словом) E. Топоника (придание объекту места и времени) F. Классическая теория G. Неклассическая теория
- 7. «Машина научила человека Пристойно мыслить, здраво рассуждать. Она ему наглядно доказала, Что духа нет, а есть лишь вещество, Что человек – такая же машина, Что звездный космос – только механизм Для производства времени, что мысль – Простой продукт пищеваренья мозга, Что бытие определяет дух, Что гений – вырожденье, что культура – Увеличение числа потребностей, Что идеал – Благополучие и сытость, Что есть единый мировой желудок, И нет иных богов, кроме него» Максимилиан Волошин
- 8. Базовые принципы 1) Существует Пространство существует бесконечность
- 9. 2) Существует число существует длина и угол Число: натуральное, целое, рациональное, действительное, комплексное… можно строить теорию чисел можно строить теорию последовательностей можно строить теорию функций можно строить теорию функционалов можно строить теорию операторов
- 10. «Когда человек приблизил к губам Свою флейту, Все химеры Космоса Бросились к престолу Творца И прижались к Его ногам, Ища защиты. Ибо музыкой человека Были числа». Аркадий Тюрин
- 11. Существуют бесконечно большие Существуют бесконечно малые можно строить теорию пределов можно строить дифференциальное исчисление можно строить интегральное исчисление можно строить теорию дифференциальных уравнений можно создавать математический анализ можно строить теорию обобщенных функций
- 12. «Кто создал счет, Тот создал человека, Тот создал ад Считать и измерять. Количество влечет к себе Как Мекка Стремлением собрать, Сравнить и удержать. А быть в любви – Не мерить И не знать, А только верить И терять, И повторять» Владимир Никитин
- 13. 3) Существует Наблюдатель можно выделить субъект, объект, контекст (место) и инструмент, и построить обобщенную фразу можно построить баланс: субъект – объект – метод можно сформулировать математическую физическую методологию и опытную физическую методологию
- 14. Субъект Метод Объект Сепулькатор в сепулькарии сепулькирует сепульку Контекст (место) Объект Субъект Математический метод Опытный (физический) метод Инструмент (метод)
- 15. 4) Существует процедура сравнения длины можно сравнивать: они могут быть равны или не равны, в последнем случае – одна длина может быть больше или меньше, чем другая. можно строить геометрию есть аксиоматика расстояния: D(A,B) больше или равно 0 D(A,B) = 0, только если А=В D(A,B) = D(B,A) D(A,B) меньше или равно D(A,C) + D(C,B) можно строить теорию метрических пространств и алгебру можно ввести процедуру измерения, как численного сравнения
- 16. «Пространство было гладким, как шелк. Пришел человек. Появились морщины В пространстве. Музыка человека Разорвала материю». Аркадий Тюрин
- 17. 5) Существует мир существует эталон длины существует процедура измерения длины через сравнение с эталоном можно строить теорию ошибок измерения и математическую статистику Следовательно, существуют события существуют опыты можно строить физику
- 18. «Реальность – это пирамида Хеопса. Это гора на пути Агасфера. Это осень в глазах любимой… Реальность всегда мала!» Карен Джангиров
- 19. Развилка: А. Мир материален можно строить теорию материи А1: модель сущностей А2: модель атомов Или Б. мир нематериален можно строить теорию проекции: платонизм, неоплатонизм…
- 20. «Из вихрей и противуборств возник Мир осязаемых И стойких равновесий. И равновесье стало веществом. Но этот мир, разумный и жестокий,Был обречен природой на распад. Чтобы не дать материи изникнуть, В нее впился сплавляющий огонь. Он тлеет в «Я», и вещество не может Его объять собой и задушить». Огонь есть жизнь. И в каждой точке мира Дыхание, биенье и горенье. Не жизнь и смерть, но смерть и воскресенье – Творящий ритм мятежного огня» Максимилиан Волошин
- 21. 6) Существует время существует движение, как перемещение чего-то во времени можно ввести понятие «перемещение» можно ввести понятие «пути» можно создавать механику, как теорию движения Механика: причины движения, формы движения, законы движения существует развитие, как изменение чего-то во времени можно создавать теорию эволюции, как теорию развития Теория эволюции: причины развития, формы развития, законы развития Опыт показывает, что движение относительно (Зенон) существуют системы отсчета (Декарт)
- 22. 7) Время измеримо существует эталон времени можно строить системы единиц измерения существует процедура измерения времени, как сравнения с эталоном можно ввести понятие скорости, как отношения перемещения ко времени можно ввести понятие средней и мгновенной скорости можно ввести понятие ускорения
- 23. «Другая жизнь – Это всего лишь другая Мера времени» Карен Джангиров «Время – скачок пространства. Непрерывность времен определяет мгновенность вечности» Карен Джангиров
- 24. 8) Законы механики (всей физики) должны быть инвариантны относительно некоторых преобразований систем отсчета Преобразования систем отсчета: Сдвиг Поворот перемещение – вектор скорость – вектор равномерное движение по прямой и по окружности физически различны и описываются разными законами
- 25. Равномерное движение по прямой (принцип Галилея, принцип Эйнштейна) Развилка: Существует бесконечно быстрый сигнал существует абсолютное время и абсолютная синхронизация Можно строить физику Ньютона Не существует бесконечно быстрого сигнала должна быть задана процедура синхронизации существует приборный принцип Можно строить релятивистскую физику
- 26. Равноускоренное движение (принцип эквивалентности) Калибровочное преобразование (принцип калибровочной инвариантности) Если физические законы инвариантны относительно преобразований систем отсчета, то физические величины могут быть инвариантны или ковариантны относительно преобразований систем отсчета: скаляры, векторы, тензоры, спиноры
- 27. 9) В калибровочно-инвариантных теориях возможно спонтанное нарушение симметрии 10) Существует множества объектов Можно создавать теорию множеств Можно создавать теорию систем Можно создавать физику сред Теория связанных маятников Теория волн
- 28. Развилка: Наблюдатель не вносит изменения в объект – классическая механика Наблюдатель вносит изменения в объект – квантовая механика
- 29. Развилка: Существует естественное состояние Физика Аристотеля Физика Буридана Или: существует взаимодействие тел Существует сила Существует масса Физика Ньютона Законы Ньютона Работа, энергия, импульс Законы сохранения
- 30. «Как глаз на расползающийся мир Свободно налагает перспективу Воздушных далей, облачных кулис, И к горизонту сводит параллели, Внося в картину логику и строй,Так разум среди хаоса явлений Распределяет их по ступеням Причинной связи, времени, пространства И укрепляет сводами числа. Мы, возводя соборы космогоний, Не внешний в них отображаем мир, А только грани нашего незнанья. Системы мира – слепки древних душ, Зеркальный бред взаимоотражений Двух протипоставленных глубин». Максимилиан Волошин
- 31. Физические законы 1. Номенализационные законы Законы «по определению»: Полная энергия сохраняется… На самом деле, мы называем «полной энергией» величину, которая связана с работой и сохраняется… Законы по вычислению: S=at2/2 На самом деле, здесь просто написано, что ускорение есть вторая производная от перемещения, а это – определение ускорения.
- 32. 2. Законы понимания Суть: две величины, которые мы считали различными, на самом деле, представляют собой одну величину. Их различие сформировалось исторически Е=кТ Е=мс2
- 33. 3. Когнитивные законы (законы знания) Принцип относительности Принцип измеримости Законы Ньютона Физические теоремы (теорема Нетер)
- 34. 4. Апроксимационные законы Суть: мы не знаем, какому закону подчиняется явление. Но мы предполагаем, что описывающая этот закон функция допускает разложение в ряд Тейлора. Следовательно, в каких-то пределах будет справедливо линейное приближение: F=-kx (закон Гука) U=IR (закон Ома для участка цепи)
- 35. 5. Инструментальные законы Суть: мы называем «законом» то, что прямо и непосредственно связано с процедурой измерения и используемыми нами приборами. L=l0√(1-v2c2) 6. Опытные законы Суть: мы знаем, что «это – так», потому что имеем накопленный опыт Второе начало термодинамики
- 36. 7. Законы природы Ускорение свободного падения пропорционально массе планеты и обратно пропорционально квадрату расстояния Закон Кулона Закон Био-Савара-Лапласа Задача мышления 3.0. убрать из физики законы природы !
- 37. Критерии в физике • • • • • Опыт, практика, применимость Логика, семантика, связность Простота (Оккам) Красота Парадоксальность
- 38. «Проходя сквозь века и страны в обличье всех рас земных, Я сжился с Богами Торжищ и чтил по своему их. Я видел их Мощь и их Немощь, я дань им платил сполна, Но Боги Азбучных Истин – вот Боги на все времена! Еще на деревьях отчих от Них усвоил народ: Вода непременно мочит, Огонь – непременно жжет. Но сочли мы подход бескрылым: где Дух, Идеал, Порыв? И оставили их Гориллам, на Стезю Прогресса вступив. С Ветром Времени мы летели. Они не спешили ничуть. Не мчались, как Боги Торжищ, куда бы ни стало дуть. Но Слово к нам нисходило, чуть только мы воспарим, И племя ждала могила, и рушился гордый Рим. Они были глухи к Надеждам, которыми жив Человек: Молочные реки – где ж там! Нет и Медом текущих рек! И ложь, что Мечты – это Крылья, и ложь, что Хотеть значит Мочь, А Боги Торжищ твердили, что все так и есть, точь-в-точь». Редъярд Киплинг
- 39. Четыре подхода к физике Схоластический (классическая не-наука, Аристотель) Натурфилософский (классическая наука, Ньютон, Лейбниц) Квантовый (неклассическая наука, Гейзенберг, Пригожин) Когнитивный (неклассическая не-наука, ???) Особые случаи: Подход Галилея Подход Клаузиуса Подход Геделя
- 40. «В печатне Ада я видел, как знания переходят от поколения к поколению. В первой комнате Человек-Дракон выметал мусор с порога, куда его выносили другие Драконы. Во второй – вдоль стен выгибался Змей, и его украшали серебром, золотом и каменьями. В третьей – Орел с воздушными крыльями утверждал бесконечность Ада, а вокруг него ЛюдиОрлы высекали дворцы в беспредельных скалах. В четвертой – Львы огненным жаром дыхания превращали металлы в текучие жидкости. Из пятой Безымянные существа проливали эти металлы в шестую. В шестой их вбирали Люди, расставленные по полкам, как книги». В.Блейк
- 41. Физическая модель • Опыт, наблюдения – – – Вычление явления Объективизация Опыт, наблюдения явления • Описание явления, введение системы определений, переход к измеримым понятиям • Создание физической абстракции • Эксперимент, измерения • Создание феноменологической модели, феноменологические законы • Создание теоретической модели, физические законы
- 42. Области физики Механика – теория поля Электричество – электромагнетизм – оптика Термодинамика – МКТ – неравновесная термодинамика - синергетика
- 43. 8 7 Теория поля Термодинамика 5 6 Синергетика Механика Оптика 4 Электро- 3 магнетизм 2 Физические принципы 1 Философские и математические принципы A B C D E F G H
- 44. Инженерия Навигация Оптические приборы Лазеры Баллистика Голография Принцип наим.действия Колебания и волны Понятие энергии Понятие силы Законы сохранения Механика Ядерное оружие Оптика Ядерная физика, физика элементарных частиц, Физика высоких энергий Принцип относительности Ядерная энергетика Тепловые двигатели Холодильные машины Теплофизика Уравнения Максвелла Молекулярная гипотеза Электричество Электроника Радиотехника Электротехника
- 45. «Мы веками учили механику – Трение, удар, давление. А теперь только поля И искусство самосвечения. Сети – как костяки полей, Экраны – как места для Явления. И любовь уже не война, А только уловки зрения» Владимир Никитин
- 46. Универсальная шпаргалка по механике Принцип Галилея – I закон Ньютона – философия механики Система отсчета. С чем связана? Система координат. Какая? Кинематика: s=vt, s=at22 Динамика: Сила – мера взаимодействия. С чем? Какие силы? Почему? Сила тяжести: mg, γmM/r2, реакция опоры N, трения: покоя – вынуждающая сила, скольжения μN, качения μNr, жидкое –кv, упругости -кх
- 47. Схематизация сил. Разложение в ряд, линейность а=ΣFm. Чертеж сил. Проекции на оси. Интегрируем Импульс p=mv, замкнутые системы, сохранение импульса – теорема Нетер, связь с однородностью пространства, уравнение Мещерского, формула Циолковского Работа: ʃFds Энергия, кинетическая mv22, потенциальная mgh, γmM/r, консервативные системы, сохранение энергии, однородность времени
- 48. Центростремительное ускорение v2r, v=wr Момент инерции: ʃr2dm, момент импульса L= [r,p], сохранение момента импульса. dLdt=M, M=[r,F], изотропность пространства Статика: ΣF=0, ΣM=0 Колебания: x``+w2x=0 – уравнение гармонических колебаний, w2=lg w2=k/m. Резонанс Волны: длина волны, амплитуда волны, фаза волны, уравнение волны: х=Аsinw(t-rv), интерференция и дифракция волн Функция Лагранжа: L=T-U, действие s= ʃLdt, наименьшее действие
- 49. Универсальная шпаргалка по термодинамике Газ (идеальный) законы: PV=const, P=P0(1+at), V=V0(1+bt) Абсолютная температура T PVT=const Законы Дальтона и Авогадро PV=mμ RT – уравнение Менделеева-Клайперона Реальные газы: (P+aV2)(V-b)=RT Критические параметры: вырожденность корня уравнения 3 степени. Приведенные параметры: (π+3φ2)(φ-13)=83Ʈ. Критическое состояние
- 50. Начала термодинамики: невозможен вечный двигатель 1 и 2 рода, абсолютный ноль недостижим Энтропия dS=dQT Принцип Ландауэра: Q=kTln2 Работа идеального газа, теплоемкость, цикл Карно. Тепловые машины A=ʃPdV, dA=dU+dQ, c=dQ/dt Молекулярная гипотеза Термодинамическая температура E=KT
- 51. Неклассическая наука (квантовая физика) Подход Гейзенберга - Пригожина Классическая Классическая наука не-наука (схоластика) (физика) Подход АристотеляБуридана Подход НьютонаЭйнштейна Неклассическая не-наука
- 52. Средовой уровень Системный уровень Объектный уровень
- 54. «Когда разрыли поверхность, то под землей нашли Дворец, как умеют строить только одни Короли. Он был безобразно сделан, не стоил план ничего, Туда и сюда бесцельно, разбегался фундамент его. Кладка была неумелой, но на каждом я камне читал: «Вслед за мной идет Строитель. Скажите ему – я знал». Ловкий, в моих проходах, в подземных траншеях моих Я валил косяки и камни и заново ставил их Я пускал его мрамор в дело, известью крыл Дворец, Принимая и отвергая, то, что оставил мертвец. Не презирал я, не славил, но разобрав до конца, Прочел в низвергнутом Зданье сердце его творца. (…) Шепнули: «Кончать не должно! Ты выполнил меру работ, Как и тот, твой дворец – добыча того, к то потом придет»». К.Киплинг