Класическа физика

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Области на модерната физика

Класическа физика означава научните теории във физиката, предшестващи по-съвременните, по-пълни и по-широко приложими теории, предмет на модерната физика.

Обзор[редактиране | редактиране на кода]

Понятието „класическа теория“ има поне две различни трактовки във физиката. В контекста на квантовата механика класическата теория се отнася до физическите теории, които не използват парадигмата за квантуване, сред които са класическата механика и теорията на относителността.[1] Аналогично, класическите теории на полето като общата теория на относителността и класическият електромагнетизъм са онези, които не използват квантова механика.[2] В контекста на общата и специалната теория на относителността класически теории са онези, които се подчиняват на принципа на относителност на Галилей.[3]

Сред разделите на физиката, включени в класическата физика, са:

Серия статии на тема

Класическа механика

PendulumWithMovableSupport.svg
Импулс · Сила · Енергия · Работа · Мощност · Скорост · Ускорение · Инерционен момент · Момент на сила · Момент на импулса

Сравнение с модерната физика[редактиране | редактиране на кода]

За разлика от класическата физика, модерната физика е малко по-общ термин, който може да се отнася или само до квантовата физика, или по-общо до постиженията на физиката от 20 и 21 век. Модерната физика включва квантовата теория и теорията на относителността, където е приложимо.

Една физическа система може да бъде описана от класическата физика, когато в нея са валидни класическите закони. На практика всички физически обекти с макроскопична големина, т.е. надвишаваща размерите на атомите и молекулите и достигаща до астрономически размери, могат да бъдат описани от класическата физика. С преминаване на границите на атома надолу обаче законите на класическата физика не успяват да опишат правилно явленията. Електромагнитните полета и сили се описват добре от класическата електродинамика при размери и сила на полето, при които квантовите ефекти са пренебрежимо малки. За разлика от квантовата физика, класическата физика се характеризира най-общо с валидност на принципа за научен детерминизъм, макар че съществуват детерминистични интерпретации а на квантовата механика.

Ако разглеждаме класическата физика като нерелативистка физика, то предсказанията на релативистката физика (специалната и общата теория на относителността) значително се отличават от тези на класическите теории, особено що се отнася до течението на времето, геометрията на пространството, движението на телата при свободно падане и разпространението на светлината. Исторически поведението на светлината е съгласувано с класическата механика като се е предполагало съществуването на стационарна преносна среда за нейното разпространение – етер, чието съществуване по-късно е опровергано с опита на Майкелсън-Морли.

В математическо отношение уравненията на класическата физика са тези, в които не фигурира константата на Планк. Според принципа за съответствие и теоремата на Еренфест, изведени в квантовата механика, с увеличаване на размерите или масата на системата започват да важат законите на класическата механика с някои изключения (например свръхфлуидност). Затова обикновено квантовомеханичните явления могат да се пренебрегнат в ежедневните дейности и е достатъчно класическото описание. Въпреки това една от най-бързо развиващи се области на научни изследвания във физиката е т.нар. декохерентност – процес на нарушаване на кохерентността на квантово механична система при взаимодействието ѝ с околната среда.

Компютърно моделиране и изчисления на ръка[редактиране | редактиране на кода]

Един компютърен модел дава възможност да се отчитат само квантовата и релативистката теории

Докато създателите на уравненията на класическата физика са имали на разположение за решаването им само изчисления на ръка, то съвременните компютри са в състояние да извършват милиони аритметични операции за кратко време и да решават сложни задачи и диференциални уравнения, включително и чрез методи на математическо моделиране. Физическата картината на света не би била ясна без отчитане на квантовата и релативистката теории, а за решаване на техните уравнения методът на моделиране с помощта на компютри няма алтернатива. При този метод е възможно да се въведе подходящ критерий за избор коя теория да се използва – класическата или модерната – когато се описва поведението на обекта. Учените могат да приложат класически модел като първо приближение, а за по-точен резултат да го пренебрегнат и да продължат изчисленията с отчитане на съответните ефекти. Например при ниска енергия е приложима квантовата теория, а при висока енергия – теорията на относителността[4][5][6]

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Morin, David. Introduction to Classical Mechanics. New York, Cambridge University Press, 2008. ISBN 9780521876223.
  2. Barut, Asim O.. Introduction to Classical Mechanics. New York, Dover Publications, 1980, [1964]. ISBN 9780486640389.
  3. Einstein, Albert. Relativity. New York, Barnes & Noble, 2004, [1920]. ISBN 9780760759219.
  4. Wojciech H. Zurek, Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical, Reviews of Modern Physics 2003, 75, 715 or http://arxiv.org/abs/quant-ph/0105127/
  5. Wojciech H. Zurek, Decoherence and the transition from quantum to classical, Physics Today, 44, pp 36 – 44 (1991)
  6. Wojciech H. Zurek: Decoherence and the Transition from Quantum to Classical—Revisited Los Alamos Science Number 27 2002
Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното Лиценз за свободна документация на ГНУ Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „Classical physics“ в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година — от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница. Вижте източниците на оригиналната статия, състоянието ѝ при превода, и списъка на съавторите.