Проект POSDRU1561
Набуття фізики означає формування системи думок, що дозволяє зрозуміти явища природи. Розуміння явищ чи міркувань неможливо отримати відразу. Так само, як їх відкриття було зроблено поступово, і їх розуміння буде досягатися поступово. Ясність ідей у будь-якій галузі фізики з’являється після детального вивчення, після власного роздуму та вирішення якомога більшої кількості проблем, пов’язаних зі змістом відповідної галузі.
Враховуючи, що фізика дуже корисна для багатьох технічних спеціальностей (наприклад, електроніки, енергетики, матеріалознавства тощо) і має прямі наслідки або через прикордонні галузі з багатьма дисциплінами, такими як біологія, хімія, медицина, підвищення рівня підготовки в фізика є постійним питанням.
Книга намагається допомогти студентам з першого року навчання, синтезуючи програму фізики, яку викладають у середній школі, але використовуючи деякі елементи вищої математики.
Потреба в такій книзі неодноразово згадувалась як викладачами, так і студентами, що було встановлено з кількох причин, серед яких ми згадуємо:
- Протягом чотирьох років середньої школи всі знання фізики не утворюють згуртованої системи, деякі розділи фрагментовані за різні роки навчання. Відсутність цієї системи породжується також тим фактом, що між підручниками середньої школи не існує взаємозв'язку, оскільки групи авторів різні;
- в 11-12 класах учні зустрічаються з елементами вищої математики (диференціальним та інтегральним численням), які не використовуються при точному розгляді деяких фізичних задач та при визначенні деяких фізичних величин.
Щоб стаття не представляла простого переформулювання або реорганізації предмета, який викладається в середній школі, автори включили деякі нові елементи, кінцевою метою яких є:
- надати тим, хто потребує фізики як допоміжного інструменту в інших галузях, ширші знання та лікування на вищому рівні, ніж у середній школі;
- підготувати фізичне мислення, необхідне для здобуття знань вищого рівня, тим, хто буде вивчати фізику далі.
Структура книги класична, вона складається з восьми частин: одиниці виміру; елементи класичної механіки (нерелятивістські); тепло, термодинаміка; рідини, ідеальні гази та реальні гази; електростатика, електрокінетика; магнетизм; оптика; коливання та хвилі, спектроскопія.
Відповідно до послідовності восьми частин книги, після подання фізичних величин та одиниць виміру ми продовжуємо з елементами механіки, щоб вивчити основні принципи, що лежать в основі руху тіл або систем. Оскільки природні явища є результатом взаємодій, що відбуваються через поля, подаються поняття, що стосуються електромагнітних взаємодій та хвильових явищ.
У першій частині "Одиниці виміру" представлені фізичні величини та одиниці виміру. Окрім одиниць вимірювання в міжнародній системі, існують також деякі допущені одиниці, що все ще використовуються на практиці, такі як кінські сили, калорії, гаус, електрон-вольт. Відстань між атомами та іншими частинками або їх лінійні розміри оцінюються в Å; калорія все ще часто використовується як одиниця виміру кількості тепла, а ом • см для електричного опору.
У частині класичної механіки (нерелятивістської) ми згадуємо про обробку предметів: простір і час, система відліку, характеристики руху матеріальної точки, закони класичної механіки, механічна робота, енергія, потужність, елементи статики.
Відповідно до послідовності, матеріал, представлений у наступних двох частинах, включає основні поняття з кінетично-молекулярної теорії, поняття, принципи та застосування з феноменологічної термодинаміки.
У частині Електростатики, електрокінетики та магнетизму представлені основні електричні та магнітні явища в статичному, стаціонарному та змінному режимі, а також рух носіїв електричного заряду в магнітному полі.
У частині, присвяченій оптиці, після вступу, в якій з експериментального та теоретичного аспектів зроблена коротка історія етапів розвитку оптики, викладається закономірність геометричної оптики. Оптичними явищами є: відбиття і заломлення світла, розсіювання світла, перешкоди світлових хвиль, дифракція і поляризація світла.
Остання частина, Коливання та хвилі, спектроскопія містить загальну теорію цих явищ.
З метою закріплення та поглиблення знань книга також містить конкретні проблеми, запропоновані для вирішення.
Автори статті намагалися допомогти студентам з першого року навчання, зробивши такий синтез програми фізики, яку викладають у середній школі. Слід зазначити, що ця книга не є обов’язковим підручником, а керівництвом для студентів, спробою підвищити інтерес до фізики, фундаментальної науки, що має широкі наслідки у багатьох сферах діяльності.