Формирование физики как науки (нач. 17-кон. 18 вв.). Развитие Ф. как науки в совр. смысле этого слова начато трудами Г. Галилея (G. Galilei; 1-я пол. 17 в.). Галилей понял, что для открытия законов движения нужно научиться описывать движение математически. Нельзя ограничиваться простым наблюдением за движущимися телами; нужно ставить опыты, чтобы выяснить, как меняются со временем величины, характеризующие движущиеся тела. Галилей показал, что воздействие на данное тело окружающих тел определяет не скорость, как считалось в механике Аристотеля, а ускорение тела. Это утверждение представляло собой первую формулировку закона инерции. Галилей открыл принцип относительности в механике (принцип относительности Галилея), доказал независимость ускорения свободного падения тел от их плотности и массы, с помощью механики обосновал теорию Коперника. Значит. результаты были получены Галилеем и в др. областях Ф. Он изобрёл зрительную трубу и сделал с её помощью ряд астр. открытий (горы на Луне, спутники Юпитера и др.). Количеств. изучение тепловых явлений началось после изобретения Галилеем первого термометра.
В 1-й пол. 17 в. началось успешное изучение газов. Ученик Галилея Э. Торричелли (Е. Torricelli) открыл атм. давление и создал первый барометр. Р. Бойль (R. Boyle) и Э. Мариотт (Е. Mariotte) исследовали упругость газов и сформулировали первый газовый закон, носящий их имя. В это же время В. Снелль (W. Snell) и Р. Декарт (R. Descartes) независимо открыли закон преломления света. К этому же времени относится создание микроскопа. Значит. шаг вперёд в изучении эл.-магн. явлений был сделан в самом нач. 17 в. У. Гильбертом (W. Gilbert): он доказал, что Земля является большим магнитом, и первым строго разграничил электрич. и магн. явления.
Осн. достижением Ф. 17 в. было создание классич. механики. Развивая идеи Галилея, X. Гюйгенса (С. Huygens) и др. предшественников, И. Ньютон (Г. Newton) сформулировал все осн. законы классич. механики (опубл. в труде "Матем. начала натуральной философии", 1687). При построении её впервые был воплощён идеал науч. теории, существующий и поныне: задача науки состоит в поисках наиб. общих, количественно формулируемых законов природы.
Наиб. успехов механика Ньютона достигла при объяснении движения небесных тел. Исходя из законов движения планет, установленных И. Кеплером (J. Kepler) на основе наблюдений Т. Браге (Т. Brahe) и др., Ньютон открыл закон всемирного тяготения. С помощью этого закона удалось с замечат. точностью рассчитать движение Луны, планет и комет. Солнечной системы, объяснить приливы и отливы в океане.
Ньютон придерживался концепции дальнодействия, согласно к-рой взаимодействие тел (частиц) происходит мгновенно непосредственно через пустоту; силы взаимодействия должны определяться экспериментально.
В это же время Гюйгенс и Г. Лейбниц (G. Leibniz) сформулировали закон сохранения кол-ва движения; Гюйгенс создал теорию физ. маятника, построил часы с маятником; Р. Гук (R. Hooke) открыл осн. закон упругости ( Тука закон). Были заложены основы физ. акустики. М. Мерсенн (М. Mersenne) измерил число колебаний звучащей струны и впервые измерил скорость звука в воздухе. Ньютон дал теоретич. вывод ф-лы для скорости звука.
Во 2-й пол. 17 в. быстро развивалась геом. оптика применительно к конструированию телескопов и др. оптич. приборов и закладывались основы физ. оптики. Ф. Гримальди (F. Grimaldi) открыл дифракцию света, а Ньютон провёл фундам. исследования дисперсии света. Эти работы Ньютона можно считать началом оптич. спектроскопии. В 1672 О. К. Рёмер (О. К. Roemer) впервые измерил скорость света. Почти одновременно возникли и начали развиваться две разл. теории о физ. природе света - корпускулярная и волновая. Согласно корпускулярной теории Ньютона, свет - это поток частиц, движущихся от источника по всем направлениям. Гюйгенс заложил основы волновой теории света, согласно к-рой свет - это поток волн, распространяющихся в особой гипотетич. среде - эфире, заполняющем всё пространство и проникающем внутрь всех тел.
Т. <о., в 17 в. в осн. была построена классич. механика и начаты исследования оптич., электрич., магн., тепловых и акустич. явлений.
В 18 в. продолжалось развитие классич. механики, в частности небесной механики. По небольшой аномалии в движении планеты Уран удалось предсказать существование новой планеты - Нептуна. Уверенность в справедливости механики Ньютона стала всеобщей. На её основе была создана единая механич. картина мира, согласно к-рой всё богатство, всё качеств. многообразие мира - результат различий в движении атомов, слагающих тела, движении, подчиняющемся законам Ньютона. Эта картина мн. годы оказывала сильнейшее влияние на развитие Ф. Объяснение физ. явления считалось научным и полным, если это явление можно было свести к действию законов классич. механики.
Важным стимулом для развития механики послужили запросы зарождавшейся промышленности. В работах Л. Эйлера (L. Euler) и др. была разработана динамика абсолютно твёрдого тела. Параллельно с развитием механики частиц и твёрдых тел шло развитие механики жидкостей, газов и деформируемых тел. Трудами Д. Бер-нулли (D. Bernoulli), Эйлера, Ж. Лагранжа (J. Lagrange) и др. в 1-й пол. 18 в. были заложены основы гидродинамики идеальной жидкости, т. <е. несжимаемой жидкости, лишённой вязкости и теплопроводности. В "Аналитич. механике" Лагранжа ур-ния механики представлены в столь обобщённой форме, что в дальнейшем их удалось применить и к немеханическим, в частности эл.-магнитным, процессам. У. Р. Гамильтон (W. R. Hamilton) установил общий интегральный принцип наименьшего действия классич. механики, к-рый оказался применимым во всей Ф.
В др. областях Ф. происходило дальнейшее накопление опытных данных, формулировались простейшие эксперим. законы. Ш. Дюфе (С. Dufay) открыл существование двух видов электричества и определил, что одноимённо заряженные тела отталкиваются, а разноимённо заряженные - притягиваются. Б. Франклин (В. Franklin) установил закон сохранения электрич. заряда. Г. Кавендиш (Н. Cavendish) и Ш. Кулон (С. Coulomb) независимо открыли осн. закон электростатики, определяющий силу взаимодействия неподвижных электрич. зарядов (закон Кулона). Возникло учение об атм. электричестве, Франклин, М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман доказали электрич. природу молнии. В оптике продолжалось совершенствование объектива телескопа. Трудами П. Бугера (P. Bouguer) и И. Ламберта (J. Lambert) начала создаваться фотометрия. Были открыты инфракрасные [В. Гершель (W. Herschel), У. Волластон (W. Wollaston) ] и ультрафиолетовые [И. Риттер (J. Ritter) ] лучи. Заметный прогресс наблюдался в исследовании тепловых явлений: стали различать темп-ру и кол-во теплоты. Это произошло после открытия Дж. Блэком (J. Black) скрытой теплоты плавления и эксперим. доказательства сохранения теплоты в калориметрич. опытах. Было сформулировано понятие теплоёмкости, начато исследование теплопроводности и теплового излучения. При этом одновременно утвердились неправильные взгляды на природу теплоты. Теплоту рассматривали как особого рода неуничтожимую невесомую жидкость-теплород, способную перетекать от нагретых тел к холодным. Корпускулярная теория теплоты, согласно к-рой теплота - это вид внутр. движения частиц, потерпела врем. поражение, несмотря на то, что её поддерживали и развивали такие выдающиеся учёные, как Ньютон, Гук, Бойль, Бернулли, Ломоносов и др.
Классическая физика (19 в.). В нач. 19 в. длит. конкуренция между корпускулярной и волновой теориями света завершилась окончательной, казалось бы, победой волновой теории. Это произошло после того, как Т. Юнг (Т. Ybung) и одновременно О. Ж. Френель (О. J. Fresnel) с помощью волновых представлений успешно объяснили явления интерференции и дифракции света; объяснить эти явления с помощью корпускулярной теории представлялось невозможным. В то же время было получено решающее доказательство поперечности световых волн [Френель, Д. Ф. Араго (D. F. Arago), Юнг], открытой ещё в 18 в. (см. Поляризация света). Рассматривая свет как-поперечные волны в упругой среде (эфире), Френель нашёл количеств. закон, определяющий интенсивность преломлённых и отражённых световых волн при переходе света из одной среды в другую (ф-лы Френеля), а также создал теорию двойного лучепреломления.

Подробнее...

10 наиболее интересных российских научных открытий 2013 года

В течение всего 2013 года корреспонденты «Научной России» внимательно следили за научной жизнью нашей страны и мира. Представляем вашему вниманию подборку наиболее интересных открытий, сделанных в уходящем году отечественными учёными или при их участии.

Третий радиационный пояс Земли

Почти полвека считалось, что Землю окружают два радиационных пояса: внутренний (на высоте от 1600 до 13 тыс. км) и внешний (на высоте от 19 до 40 тыс. км.). Третий был недавно обнаружен на внутреннем крае внешнего пояса на высоте от 19 до 22 тысяч километров от Земли. Состоит он исключительно из энергичных, ультрарелятивистских электронов (с энергиями более 2 мегаэлектронвольт), обладающих высокой проникающей способностью. Это открытие было сделано международной группой учёных под руководством выпускника МФТИ, в настоящее время профессора Сколковского института науки и технологий Юрия Шприца при участии сотрудников НИИ ядерной физики имени Д.В. Скобельцына Московского государственного университета. Радиационные пояса Земли могут представлять серьёзную угрозу для спутников и космических кораблей, вызывая как незначительные сбои аппаратуры, так и полный выход ее из строя. «Лучшее понимание природы излучения в околоземном пространстве поможет защитить людей и аппаратуру от радиационного воздействия», – отметил Юрий Шприц.

Челябинский метеорит

Взорвавшийся в середине февраля над Челябинском метеорит дал российским специалистам обильный материал для исследований. Астроном Виктор Гроховский из Уральского федерального университета и его научный коллектив быстро рассчитали траекторию падения метеорита и смогли определить то место, куда угодила большая часть его осколков —озеро Чебаркуль. Опираясь на эти расчеты, экспедиция Гроховского смогла извлечь из озера и с прилегающих к нему территорий сперва 5,5 килограммов осколков, а затем и крупный фрагмент со дна Чебаркуля массой в 570 килограмм. Благодаря небесному пришельцу, Виктор Гроховский попал в десятку самых заметных мировых ученых уходящего года, по версии журнала Nature.
В свою очередь, геохимики из Российской академии наук выяснили «биографию» этого бывшего 20-метрового астероида. Анализы его фрагментов, проведенные в Институте геохимии и аналитической химии имени Вернадского РАН, показали, что по своему составу челябинский «гость» относится к классу обыкновенных хондритов. По мнению специалистов из ГЕОХИ, возраст астероида составлял 4,56 миллиарда лет, что примерно равно возрасту Солнечной системы. Этот космический объект некогда откололся от относительно крупного «прародителя». Вдобавок астероид примерно 290 миллионов лет назад попал в «ДТП», столкнувшись с другим космическим телом — на это указал изотопный состав остатков астероида.  Ученые из Института геологии и минералогии Сибирского отделения считают, что по пути к Земле астероид, возможно, пролетел очень близко от Солнца. Они определили, что некоторые фрагменты астероида несут следы процессов плавления и кристаллизации, имевших место задолго до падения этого тела на Землю.

 Собаки могут различать цвета

Российские учёные доказали, что, вопреки распространенному заблуждению, собаки способны различать цвета. Команда исследователей из Лаборатории сенсорной обработки информации при Российской академии наук экспериментально установила, что наши четвероногие друзья способны воспринимать ограниченный цветовой диапазон и отличать объекты одинаковой формы друг от друга.
В ходе опыта с участием восьми собак различных пород учёные помещали листы бумаги определённых цветов (тёмно-синего, тёмно-жёлтого, светло-жёлтого и голубого) над мисками с кормом в отдельных ящиках. Так, тёмно-жёлтый лист они повесили над миской с сырым мясом. Вначале животные могли ознакомиться с содержимым всех кормушек и соотнести его с цветами листов, размещённых рядом. Трёх подходов оказалось достаточно для того, чтобы каждый пёс запомнил, что тёмно-жёлтый цвет указывает на самое вкусное (в других кормушках мяса не было). Следующим этапом исследователи решили проверить, ориентируются животные на яркость, или всё-таки на цвет. Они предложили собакам выбрать между светло-жёлтым и голубым цветами, одинаковым по яркости. Однако каждая собака выбрала светло-жёлтый лист, что свидетельствует о том, что их выбор основан на цвете.
Таким образом, отмечают авторы исследования, результаты эксперимента говорят о том, что собаки, конечно, различают яркость предметов, однако в условиях естественного освещения больше ориентируются именно на цвета. Ранее дрессировщики собак избегали использования окрашенных предметов, чтобы не сбивать с толку своих подопечных. Однако теперь, по мнению учёных, кинологи смогут более эффективно решать различные задачи, связанные с узнаванием тех или иных объектов.

Квазичастица, умеющая считать

Квазичастицу левитон открыли французы. Но теоретически она была предсказана российским физиком Леонидом Левитовым, в честь которого и получила своё название. Квазичастицы представляют собой точечные возбуждения среды, которые ведут себя в некоторых случаях как квантовые частицы и имеют с ними ряд сходств и различий. Ранее не раз предполагалось, что применение квазичастиц поможет в создании квантовых компьютеров, которые в разы мощнее «классических», и для вычислений используют принципы квантовой механики.
Именно в этом направлении вела свой поиск группа исследователей из французского Института излучения и материи под руководством Жюли Дюбуа (JulieDubois). Им удалось экспериментально подтвердить теорию Леонида Левитова, бывшего сотрудника Института теоретической физики имени Ландау, предложенную им в 1996 году. Он предсказал, что, воздействуя на море Ферми (совокупность электронов в наноэлектроде) электрическим импульсом определённого типа, можно вызвать возбуждение лишь одного отдельного электрона из множества его «собратьев». Этот электрон создаст направленную высокоустойчивую волну – солитон, одну из разновидностей которого Дюбуа и её коллеги в своей статье назвали левитоном.

Подробнее...

Омский государственный технический университет, ОмГТУ – крупный научно-образовательный комплекс. Он начал свою работу в 1942 году как Омский машиностроительный институт, в состав которого входило всего 2 факультета: технологический и механический. Сегодня в ОмГТУ 7 факультетов: информационных технологий и компьютерных систем; транспорта, нефти и газа; радиотехнический факультет; экономики и управления;  гуманитарного образования; элитного образования и магистратуры, а также факультет довузовской подготовки. Кроме того, в составе омского технического университета работает 5 институтов. А филиалы ОмГТУ расположены еще в трех городах России: Сургуте. Нижневартовске и Нефтеюганске.