Эрик Роджерс - Физика для любознательных. Том 3. Электричество и магнетизм. Атомы и ядра

[Эта последняя глава не столько заканчивает курс, сколько связывает его с будущими самостоятельными исследованиями и чтением литературы. Ее следует читать на досуге, для «души». Она не может полностью снабдить вас всеми современными знаниями в окончательном виде. Вместо этого у вас останутся сомнения и обрывки незаконченного знания — а этим характеризуются границы любой развивающейся науки.]

К началу этого века на протяжении жизни примерно сотни (или около этого) поколений человечество создало огромный каркас физической науки:

∙ Статика блоков и тросов, колонн, мостов… правила равновесия

∙ Динамика движущихся тел, сила и масса, законы движения, энергия и импульс

∙ Гидростатика насосов, давление воздуха, условия плавучести судов и их остойчивости…, законы давления в жидкости, закон Бойля…

∙ Гидродинамика потоков жидкости как при ламинарном, так и при вихревом движении

ОБЪЕДИНЕНЫ ЗАКОНАМИ НЬЮТОНА

∙ Электромагнетизм зарядов, токов, магнитов…, полей…

∙ Оптика световых лучей, движущихся по прямой и отклоняющихся под действием линз с образованием изображения, волновое поведение при дифракции и интерференции, электромагнитная теория света

ОБЪЕДИНЕНЫ ЗАКОНАМИ (УРАВНЕНИЯМИ) МАКСВЕЛЛА

∙ Акустика : физика музыкальных инструментов и звуковые волны

∙ Теплота : термометрия и калориметрия, теплота как форма энергии

∙ Свойства вещества : упругость, трение твердых тел и жидкостей, поверхностное натяжение и т. д

ОБЪЕДИНЕНЫ С МЕХАНИКОЙ

∙ Кинетическая теория газов и рассмотрение теплоты как молекулярного движения (движения молекул)

∙ Поведение атомов и молекул в кристаллических структурах, при поверхностном натяжении, упругость, диффузия

МЕХАНИКА, ПРИМЕНЕННАЯ К СОВОКУПНОСТИ НЕВИДИМЫХ МАЛЫХ ЧАСТИЦ

∙ Термодинамика: соотношение между теплотой, работой и материей

РАССМАТРИВАЛИСЬ КАК ВСЕОБЩИЕ ПРАВИЛА

Рядом с физикой в огромную науку о структуре и свойствах молекул развилась химия:

Неорганическая Химия : химические реакции и их характеристики, интерпретируемые в терминах элементов, соединений, атомов и молекул

Органическая Химия : изучение углеродных соединений, содержащихся в живой материи: почти бесконечное семейство молекул — исследованных, внесенных в каталоги, наглядно изображенных «структурными формулами» и даже синтезированных из элементов, — заключенное в пределах от простой молекулы СО 2до огромных и сложных протеиновых молекул.

Физическая Химия : изучение физического действия химических процессов: теплота реакции, теплота растворения; измерение массы молекулы по давлению паров, по изменению осмотического давления, по изменению точки замерзания растворов; механика и статистика химических реакций и т. п.

Однако между Физикой и Химией оставался большой разрыв. Химики все шире использовали физические инструменты, но, как ни странно, физики зачастую оставались в стороне и теряли хорошие возможности связать химические превращения и достижения в области физических знаний.

Выделились, сохраняя в то же время сильную связь с физикой и химией, другие науки — астрономия, минералогия и т. п. Во всей физической науке возникли в качестве надежных результатов и критериев определенные всеобщие правила, или Принципы: векторное сложение скоростей, сил и т. п.; галилеевская относительность; ньютоновские законы движения; постоянство массы; сохранение импульса, сохранение энергии; закон тяготения; закон Кулона и содержащие его уравнения Максвелла; трактовка света и др. как электромагнитных волн; неделимость атомов, идентичность всех атомов данного элемента.