. СЛОВНИК ФІЗИЧНИХ ТЕРМІНІВ
Загальні зауваження.
Не буде перебільшенням сказати, що знати фізику, що найменше на 50% означає, знати та розуміти фізичну суть тих термінів (явищ, об’єктів, понять, величин, законів, приладів, тощо) які утворюють термінологічно-теоретичну основу цієї науки. Адже, якщо ви не знаєте суті того, що називається Природою, матерією, речовиною, полем, силою, масою, густиною, температурою, термоелектронною емісією, законом Гука, принципом відносності, ідеальним газом, матеріальною точкою, напруженістю електричного поля, гравітаційною сталою, силою Ампера, амперметром, ампером та ще великою кількістю сотень інших фізичних термінів – то ви не знаєте і не можете знати того, що називається фізикою.
Нажаль в системі вітчизняної загальноосвітньої та вищої школи нема жодного офіційно виданого підручника (у всякому разі про наявність такого мені не відомо) в якому б фізика поставала як цілісна система знань. Підручника, в якому б визначення кожного терміну, формулювання кожного закону, пояснення кожного явища, було підпорядковано певній, уніфікованій та логічно обґрунтованій схемі.
Ілюструючи різноманіття тих формулювань якими визначають один і той же фізичний термін та відсутність бодай якоїсь системності в цих формулюваннях, візьмемо для прикладу термін “сила”. В сучасних навчальних підручниках написано:
1. Сила – це векторна фізична величина, що характеризує дію, яка спричиняє зміну стану руху тіла (”Фізика”, Є.В.Коршак).
2. Величину, що чисельно дорівнює добутку маси даного тіла m і його прискорення а, називають силою яка діє на дане тіло: F = ma
(“Фізика”, С.У.Гончаренко).
3. Сила – векторна величина, що э мірою дії одного тіла на інше.
(“Фізика”, А.Е. Генденштейн).
4. Зміну стану руху матеріальних тіл, тобто прискорення, викликається силами (“Курс загальної фізики”, Г.А.Зісман).
5. Сила F – це векторна фізична величина що є мірою механічного діяння на тіло з боку інших тіл або полів. (“ Фізика”, В.Ф.Дмітрієва).
6. Сила – це фізична величина яка кількісно характеризує взаємодію.
(“Фізика” Т.М.Засекіна).
7. Функція координати і швидкості матеріальної точки, яка визначається як похідна від її імпульсу за часом , називається силою: F =dp/dt.
(“Загальний курс фізики”, Д.В. Сивухін).
8. Сила, величина яка є мірою механічної дії на дане матеріальне тіло з боку інших тіл. Ця дія викликає зміну швидкості точок тіла або його деформацію і може передаватись як через безпосередній контакт так і через створені тілами поля. (“Велика радянська енциклопедія”).
9. Вважаючи тіло матеріальною точкою, логічно за кількісну міру взаємодії матеріальної точки з навколишніми тілами прийняти зміну її імпульсу за одиницю часу, точніше похідну від вектора імпульсу за часом. Цю похідну називають силою, яка діє на дану матеріальну точку (“Загальна фізика”, І.М.Кучерук).
10. Сила – це величина яка характеризує зовнішню дію на тіло. (”Курс фізики”, П.А.Римкевич).
11. Будь-яку дію одного тіла на інше, що є причиною прискореного руху тіл, називають силою. (“Курс фізики”, Л.С. Жданов).
12. В фізиці для кількісної оцінки дії одного тіла на інше вводять поняття “сила” (“Фізика” О.Ф. Кабардін).
13. Сила (у фізиці) є мірою взаємодії тіл, частинок, або поля. Сила ( в механіці) є причина прискорення тіл або частинок тіла. (“Фізика”, Ю.А. Соколович).
І даний перелік безсистемних, зазвичай не повних і часто таких, що суперечать одне одному визначень, можна продовжити. Ясно, що подібне різноманіття формулювань безумовно ускладнює як процес викладання фізики так і процес її вивчення. Крім цього факт відсутності будь-якої уніфікованості та системності цих формулювань, спонукає учнів не до усвідомлення суті відповідного визначення, а до його банального зазубрювання.
Потрібно зауважити, що говорячи про системність та уніфікованість визначень, маю на увазі не те, що в різних підручниках один і той же термін повинен визначатись абсолютно однаковими словами. Мова йде лише про те, що визначення будь-якого фізичного терміну має підпорядковуватись певній, загально прийнятій та логічно обґрунтованій схемі.
Як на мене, система уніфікованих визначень фізичних термінів має ґрунтуватися на виконанні двох базових вимог:
І. Визначаючи той чи інший термін потрібно чітко вказати до якої термінологічної групи він належить. Найчисельнішими з цих груп є:
– фізичні явища (процеси, події, рухи, ефекти, тощо);
– фізичні величини;
– одиниці вимірювання фізичних величин;
– фізичні закони;
– фізичні прилади.
Ясно, що різноманіття фізичних термінів не можливо втиснути в рамки вище згаданих термінологічних груп. Скажімо, механіка – це розділ фізики; ідеальний газ – це спрощена (ідеалізована) модель реального газу; гравітаційна стала – це фізична стала; електрон – це елементарна частина; пружність – це властивість тіла і т.д.
Крім цього, в фізиці деякі терміни мають декілька значень. Наприклад, терміном “робота” позначають як певну фізичну величину так і певну подію. Терміном “час” позначають як певну фізичну величину так і певне фундаментальне поняття. Термін “електричний заряд” позначають як певну фізичну сутність так і ту фізичну величину яка цю сутність характеризує Зустрічаються і такі терміни класифікаційну приналежність яких важко визначити. Скажімо “інерцію” можна назвати як певне поняття так і певну властивість фізичного об’єкту.
Та якби там не було, а визначаючи той чи інший термін, перш за все потрібно вказати до якої класифікаційної групи він належить. Ця приналежність не лише певним чином класифікує даний термін, а й визначає подальший обсяг інформації про нього. Власне про це і стверджується в другому пункті тієї схеми яка має певним чином систематизувати все різноманіття фізичних термінів та уніфікувати їх визначення.
?. Визначаючи той чи інший термін, потрібно дотримуватись певного плану відповіді, який визначається приналежністю даного терміну до тієї чи іншої термінологічної групи. Наприклад:
– Про фізичну величину потрібно сказати:
1) що характеризує ця величина;
2) якою буквою вона позначається;
3) яке визначальне рівняння величини;
4) в яких одиницях вона вимірюється.
– Про одиницю вимірювання фізичної величини потрібно сказати:
1) одиницю вимірювання якої величини вона є;
2) чому дорівнює ця одиниця вимірювання.
– Про явище потрібно сказати:
1) пояснити фізичну суть явища;
2) вказати прояви та застосування даного явища.
– Про прилад потрібно сказати:
1) призначення приладу;
2) будова приладу;
3) принцип дії приладу.
– Про фізичний закон потрібно сказати:
1) сформулювати закон словами;
2) записати відповідну формулу.
Даний словник фізичних термінів не є тим класичним словником, який дає тлумачення певного набору термінів розташованих в алфавітному порядку. Цей словник є радше певним міні конспектом лекцій з фізики, в якому: 1) порядок розташування термінів відповідає порядку їх вивчення; 2) визначення термінів підпорядковано певній, логічно обгрунтованій схемі.
Крім цього, потрібно мати на увазі, що словник фізичних термінів не є тим навчальним посібником, який дає вичерпну інформацію про той чи інший фізичний термін. А особливо в тих випадках, коли мова йде про ті терміни якими позначають складні явища, прилади, технології, тощо.
Тема 0. Фізика – наука про Природу.
Фізика – це наука про Природу, яка представляє собою об’єктивне та точне відображення Природи в свідомості людини, викладене у вигляді системи достовірних знань, які описують, пояснюють і прогнозують природні явища. Фізика вивчає загальні властивості неживої Природи та закони, які визначають ці властивості. Предметом її досліджень є фізичні об’єкти і фізичні явища.
Природа – це безкінечний у своєму різноманітті та проявах Всесвіт, який представляє собою діалектичне поєднання матерії, руху, часу та простору, матеріального і духовного, минулого, теперішнього та майбутнього.
Задача фізики полягає в тому, щоб кількісно описати та пояснити властивості всього різноманіття існуючих фізичних об’єктів, описати та пояснити все різноманіття фізичних явищ, розкрити існуючі між ними взаємозв’язки, і на основі цих знань побудувати узагальнюючу картину Природи.
Фізичний об’єкт – це реально існуючий об’єкт, який є предметом наукових спостережень, досліджень та експериментів.
Фізичне явище – це та подія, що відбувається з фізичним об’єктом, будь-то механічне переміщення тіла, зміна його кольору, форми, температури, твердості, пружності, електропровідності, чи чогось іншого.
Фізична величина – це кількісна характеристика певного параметру фізичного об’єкту або явища, яка має числове вираження отримане шляхом вимірювання.
Визначальне рівняння фізичної величини – це формула, яка відображає фізичну суть відповідної величини та її визначальний зв’язок з іншими величинами.
Вимірювання – це такий процес, результатом якого є числове значення тієї фізичної величини яку вимірюють.
Пряме вимірювання – це таке вимірювання, безпосереднім результатом якого є числове значення тієї величини яку вимірюють.
Опосередковане (непряме) вимірювання – це таке вимірювання, при якому фактично вимірюється не та величина яку потрібно визначити, а інша, з нею пов’язана величина, і при якому значення потрібної фізичної величини визначається шляхом певних розрахунків.
Одиниця вимірювання – це таке значення відповідної фізичної величини, яке за домовленістю прийнято за одиницю її вимірювання.
Основними одиницями вимірювання називають такі одиниці вимірювання, фактична величина яких обирається за домовленістю і які за домовленістю прийнято вважати основними.
Похідними одиницями вимірювання називають такі одиниці вимірювання, величина яких визначається за визначальним рівнянням відповідної фізичної величини і відповідним чином виражається через основні одиниці.
Фізичний закон (закон) – це стисле відображення того реального, кількісного, загального, суттєвого, причинно-наслідкового зв’язку, який об’єктивно існує між певними проявами Природи.
Фізична теорія (теорія) – це система достовірних знань, яка на основі певних базових тверджень, кількісно описує, пояснює і прогнозує певну, групу явищ.