Obiectul fizicii, fenomene fizice, mărimi fizice

INTRODUCERE

Obiectul fizicii, fenomene fizice, mărimi fizice

Cuvântul fizică provine din grecescul „physis” care înseamnă natură.

Fizica = ştiinţă fundamentală a naturii care studiază formele de existenţă ale materiei şi mişcările ei.

Prin materie se înţelege realitatea obiectivă care există în mod independent de conştiinţa umană şi este reflectată adecvat de aceasta.

Atributul fundamental al materiei, modul său de existenţă, este mişcarea.

Prin mişcare se înţelege orice schimbare sau proces: deplasare mecanică în spaţiu, reacţie chimică, radiaţie electromagnetică, proces biologic, gândire.

Scopul fizicii este de a descrie, explica şi prevedea fenomenele naturii, pentru a le putea stăpâni şi folosi. Descoperirile şi realizările fizicii stau la baza dezvoltării tehnicii. Fizica stabileşte legi pe baza observaţiilor şi a experimentelor ştiinţifice.

Legea – exprimă legătura necesară şi esenţială între fenomene, legătura între cauză şi efect, care condiţionează o dezvoltare determinată a fenomenelor.

Observaţia este studiul fenomenului în condiţiile sale naturale de desfăşurare, în timp ce experimentul ştiinţific este reproducerea fenomenului în diverse condiţii create artificial, cu scopul de a descoperi legităţile fenomenului.

În proprietăţile materiei se evidenţiază ideea dezvoltării şi interconexiunii, precum şi principiul cauzalităţii – bază a prevederii desfăşurării fenomenelor.

Conform acestui principiu orice fenomen fizic are o determinare cauzală bine definită.

Dezvoltarea fizicii duce la elaborarea conceptului general de materie (ca substanţă sau câmp), ca realitate obiectivă şi obiect al cunoaşterii fizice.

Materia este infinită şi inepuizabilă în proprietăţile sale, în formele sale de organizare şi manifestare. Obiectele şi fenomenele din natură se găsesc în nesfârşite interconexiuni şi interdependenţe. De aceea, în studiul fenomenelor naturii suntem totdeauna nevoiţi să simplificăm, să „schematizăm” procesele studiate, să creăm „modele” teoretice ale obiectelor şi fenomenelor. Fără schematizarea fenomenelor studiate, fizica n-ar putea folosi aportul matematic, n-ar avea o teorie, n-ar putea conferi experienţei un scop determinat.

Un model corect trebuie să ia în considerare particularităţile principale ale fenomenului (obiectului, procesului) studiat în problema pusă, lăsând la o parte trăsăturile secundare, neesenţiale, necaracteristice. Numai astfel se pot stabili legile şi relaţiile cantitative. Arta fizicianului este de a şti ce să păstreze şi ce să neglijeze în problema propusă.

Mărimi fizice

Mărimile fizice sunt categorii fizice care servesc la studiul cantitativ al fenomenelor fizice. Ele reflectă acele proprietăţi ale realităţii obiective ce pot fi cercetate cu ajutorul metodelor fizice.

A măsura o mărime fizică (x), înseamnă a compara mărimea respectivă cu o altă mărime de aceeaşi natură, luată convenţional ca unitate de măsură [x].

Rezultatul măsurătorii reprezintă valoarea mărimii măsurate (a) astfel încât:

(1)

Dacă pentru aceeaşi mărime folosim mai multe unităţi de măsură şi diferite, atunci este valabilă următoarea relaţie:

(2)

De unde rezultă:

(3)

Relaţiile (3) ne arată că raportul valorilor unei mărimi fizice, obţinute în urma folosirii a două unităţi de măsură, este egal cu inversul raportului celor două unităţi.

Orice măsurare fizică este întotdeauna un proces de interacţiune între obiectul măsurat şi dispozitivul (aparatul) de măsură, proces care modifică şi starea obiectului măsurat (pentru microparticule această perturbare este principial inevitabilă).

Mărimile fizice se pot clasifica după diferite criterii:

A. După natura mărimilor fizice:

- mărimi scalare, caracterizate numai prin valoare numerică;

- mărimi vectoriale, caracterizate prin direcţie, sens, modul şi punct de aplicaţie;

- mărimi tensoriale, caracterizate printr-o serie de legi de transformare, la trecerea de la un sistem de coordonate la altul.

Fiecare dintre aceste mărimi au asociate un anumit procedeu de calcul, un aparat matematic corespunzător, respectiv: calcul numeric, calcul vectorial, calcul tensorial.