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

Вы и Наука

Итак, наше рассмотрение физики в этом курсе прошло полный цикл, вернувшись к исходным вопросам о причинах, объяснениях, об эксперименте и теории. Вы не получите четкого заключения, говорящего, что следует называть «правильной» наукой; по существу, вам преподнесли еще более неоконченное, чем вначале, обсуждение этого вопроса; осталось еще больше знаний, требующих развития. Но сжатое воспоминание об упорядоченных фактах должно теперь выглядеть менее важным, чем чувство, что вы понимаете ученых и их работу, или чем убеждение, что наука имеет смысл как часть мудрости человечества.

Если вам доставляет удовольствие наблюдать за научными поисками, а у вас в душе остались некоторые вопросы для дальнейших размышлений; если вы получаете удовольствие от встреч, споров и работы с учеными; если вам нравится экспериментировать; если вы можете отличить «отважный консерватизм» теоретика от безбрежного энтузиазма «чудака», а прежде всего, если вы будете больше иногда читать о науке для себя как образованного человека, живущего в век науки, — тогда этот курс сделал свое дело.

Будущее науки — и практических знаний, и интеллектуального богатства — сильно зависит от отношения неспециалистов: родителей, учителей, должностных лиц, членов правительству… всех образованных людей; поэтому поддерживать доброе имя науки — дело рук каждого из вас как членов научной цивилизации.

В этом разделе собраны вопросы и задачи по материалам нескольких глав и, быть может, даже всей книги в целом. Задачи, помещенные перед гл. 1 , и большинство задач и вопросов из других глав тоже входят в этот раздел, поэтому безразлично, откуда решать задачи на определенную тему.

Задачи этого раздела играют важную роль в обучении, в особенности на более поздней стадии курса. Здесь содержатся: списки небольших статей для обзоров; некоторые общие задачи (или образцы «экзаменационных вопросов»), в которых требуется дать описания, вычисления, обоснования или выдвинуть смелую гипотезу; некоторые вопросы, требующие значительного времени для обдумывания и отвечать на которые нужно скорее изложением своего мнения, чем односложным «правильным ответом». В разделе помещено также несколько очерков.

Там, где требуется обосновать ответ, сделать это намного важнее, чем дать сам ответ. Большие несложные рисунки сэкономят ваше время, сделают ответ более ясным и покажут, что вы поняли, как используют диаграммы ученые. Те вопросы, которые требуют короткого ответа, снабжены указанием такого типа: «напишите 3 строчки» или «—3 строчки».

1. Для каждого понятия а) дайте короткое определение или описание, четко объясняющее, что это такое (~2 строчки; лучше использовать слова, а не символы); б) укажите их обычные единицы в системе СИ (основанной на метре, килограмме, секунде):

а) скорость; о) ток, поток;

б) ускорение; п) сопротивление;

в) плотность; р) заряд;

г) удельный вес; с) кинетическая энергия;

д) сила; т) Р. П. (разность потенциалов);

е) импульс; у) э.д.с. (электродвижущая сила);

ж) вес; ф) напряженность гравитационного поля;

з) масса; х) напряженность электрического поля;

и) напряжение; ц) краевой угол (включите рисунок);

к) деформаций; ч) длина свободного пробега молекул газа;

л) давление; ш) постоянная Планка;

м) длина волны; э) отношение e / m для атомной частицы;

н) частота.

2. Напишите короткую заметку, определяющую, описывающую или объясняющую каждое из следующих понятий (~3 строчки для каждого):

а) равноденствие, д) квадрант (инструмент).

б) планета, е) параллакс.

в) комета, ж) плоскость эклиптики.

г) полярная звезда.

3. В каждом случае, данном ниже, ясно показать, что две единицы, используемые там, совпадают или по крайней мере эквивалентны:

а) Напряженность электрического поля может быть измерена в в / м или ньютон / кулон .

б) Напряженность гравитационного поля, измеренная в ньютон / кг , дается ускорением в м / сек 2.

в) Изменение момента количества движения в кг ∙ м / сек создает импульс в ньютон ∙ сек .

г) Поверхностное натяжение в ньютон / м (сила натяжения на единицу длины кромки мениска) есть в то же время механическая энергия в дж / м 2, необходимая для того, чтобы создать единицу площади новой поверхности.