Введение в основные законы физики

За прошедшие годы ученые обнаружили, что природа, как правило, более сложна, чем мы можем себе представить. Законы физики считаются фундаментальными, хотя многие из них относятся к идеализированным или теоретическим системам, которые трудно воспроизвести в реальном мире.

Как и в других областях науки, новые законы физики основываются или изменяют существующие законы и теоретические исследования. Альберт Эйнштейн теория относительностикоторый он разработал в начале 1900-х годов, основан на теориях, впервые разработанных сэром Исааком Ньютоном более 200 лет назад.

Сэр Исаак Ньютон Инновационная работа по физике была впервые опубликована в 1687 году в его книгеМатематические основы естественной философии, "широко известный как" Принципы ". В нем он изложил теории о гравитации и движения. Его физическое закон гравитации утверждает, что объект притягивает другой объект прямо пропорционально их общей массе и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.

Ньютона три закона движениятакже найдено в «Принципах», определяющих, как изменяется движение физических объектов. Они определяют фундаментальные отношения между ускорение объекта и тому сил действуя на это.

• Первое правило: Объект будет оставаться в состоянии покоя или в однородном состоянии движения, если это состояние не будет изменено внешней силой.
• Второе правило: Сила равна изменению импульса (масса-скорость) с течением времени. Другими словами, скорость изменения прямо пропорциональна величине приложенной силы.
• Третье правилоНа каждое действие в природе существует равная и противоположная реакция.

Вместе эти три принципа, изложенные Ньютоном, составляют основу классической механики, которая описывает, как тела ведут себя физически под воздействием внешних сил.

Альберт Эйнштейн представил свое знаменитое уравнение E = mc² в журнале 1905 года под названием «Об электродинамике движущихся тел». В работе представлена ​​его теория специальной теории относительности, основанная на двух постулатах:

• Принцип относительности: Законы физики одинаковы для всех инерциальных систем отсчета.
• Принцип постоянства скорости светаСвет всегда распространяется через вакуум с определенной скоростью, которая не зависит от состояния движения излучающего тела.

Первый принцип просто говорит о том, что законы физики одинаково применимы ко всем во всех ситуациях. Второй принцип является более важным. Он предусматривает, что скорость света в вакууме постоянная. В отличие от всех других форм движения, он не измеряется по-разному для наблюдателей в разных инерциальных системах отсчета.

законы термодинамики на самом деле являются конкретными проявлениями закона сохранения массы-энергии применительно к термодинамическим процессам. Месторождение было впервые исследовано в 1650-х годах Отто фон Герике в Германии, Робертом Бойлем и Робертом Гуком в Великобритании. Все трое ученых использовали вакуумные насосы, впервые примененные фон Герике, для изучения принципов давления, температуры и объема.

• Нулевой закон термодинамики делает понятие температура возможно.
• Первый закон термодинамики демонстрирует взаимосвязь между внутренней энергией, добавленным теплом и работой внутри системы.
• Второй Законтермодинамики относится к естественному потоку тепла в замкнутой системе.
• Третий Законтермодинамики утверждает, что невозможно создать термодинамический процесс это совершенно эффективно.

Два закона физики регулируют отношения между электрически заряженными частицами и их способностью создавать электростатическая сила и электростатические поля.

• Кулоновский закон назван в честь Карла-Августина Кулона, французского исследователя, работающего в 1700-х годах. Сила между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна величине каждого заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между их центрами. Если объекты имеют одинаковый заряд, положительный или отрицательный, они будут отталкивать друг друга. Если у них есть противоположные обвинения, они будут привлекать друг друга.
• Закон Гаусса назван в честь Карла Фридриха Гаусса, немецкого математика, который работал в начале 19-го века. Этот закон гласит, что суммарный поток электрического поля через закрытую поверхность пропорционален приложенному электрическому заряду. Гаусс предложил аналогичные законы, касающиеся магнетизма и электромагнетизма в целом.

В области относительности и квантовая механикаУченые обнаружили, что эти законы все еще применяются, хотя их интерпретация требует некоторого уточнения, что приводит к таким областям, как квантовая электроника и квантовая гравитация.