Физический смысл что это значит

О физическом смысле величин

В физике большое значение придается раскрытию физического смысла, сущности той или иной величины. Например, масса характеризует инертные и гравитационные свойства материи. В этом ее физический смысл. Для его понимания нужно знать, в чем состоит само свойство инертности и гравитации. То же справедливо и для других величин. Поэтому введению той или иной величины предшествует изучение тех свойств объектов, которые эти величины отражают. Во многих случаях раскрыть физический смысл величин помогает опыт, эксперимент.

Физический смысл величины — понятие многоплановое, емкое. Было бы неправильно сводить это понятие к отдельным его сторонам. Так, иногда под физическим смыслом величины понимают содержание формулы, которая связывает данную величину с другими. Такой взгляд на природу той или иной величины выглядит формальным. Кроме того, при введении основных величин никакая формула для их расчета не может являться их определением. Например, нет формул, которые бы являлись определением массы, расстояния и др. В то же время существует много формул, позволяющих вычислить значения этих величин в конкретных ситуациях. Способ измерения величины также не раскрывает полностью ее физического смысла. Величина имеет, как правило, не один способ измерения. Единица измерения также не выражает физического смысла величины, так как есть величины, разные по физическому смыслу, но имеющие одинаковую размерность.

Существенно, что понимание физического смысла той или иной величины может изменяться (совершенствоваться) с развитием физики. При этом понимание физического смысла может связываться со способом ее измерения, выбором единицы измерения.

Например, первоначально температура была введена через способ ее измерения; была выбрана единица измерения — градус. Более точный смысл этой величины связан с понятием средней кинетической энергии молекул, участвующих в тепловом движении. Этот смысл температуры был раскрыт позднее. При строгом рассмотрении температура выступает как один из термодинамических параметров. И все же начальное представление о температуре как степени нагретости тела, является удобным, так как связано с жизненным опытом людей. Таким пониманием температуры широко пользуются в быту.

Величины в физике весьма многообразны. Прежде всего, как и в математике, в физике встречаются скалярные и векторные величины.

Прежде чем говорить о скалярных и векторных величинах в физике, введем понятия одноименных и разноименных, однородных и разнородных величин.

Источник

физический смысл

физический смысл
—
[А.С.Гольдберг. Англо-русский энергетический словарь. 2006 г.]

Тематики

Справочник технического переводчика. – Интент . 2009-2013 .

Смотреть что такое «физический смысл» в других словарях:

физический смысл — fizikinė prasmė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. physical meaning vok. physikalischer Sinn, m rus. физический смысл, m pranc. sens physique, m; signification physique, f … Fizikos terminų žodynas

Физический смысл производной — Производная ( ый, ое) произведенная, образованная от другой, простейшей или основной величины, формы, категории [1]. Производная в математике функция, являющаяся результатом применения той или иной операции дифференцирования к исходной функции … Википедия

решение, имеющее физический смысл — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN well behaved solution … Справочник технического переводчика

Смысл любви (Соловьёв) — Смысл любви цикл из пяти статей Владимира Соловьева, опубликованный в журналах 1892 1893 годах. Н. А. Бердяев считал, что « Смысл любви Вл. Соловьева самое замечательное, что было написано о любви»[1]. Как пишет А.Ф.Лосев в своей… … Википедия

ФИЗИЧЕСКИЙ — 1. Имеющий отношение к свойствам материи, энергии и т.д.; короче говоря, к физическим наукам. 2. В более широком смысле – имеющий отношение к материальным элементам природы, отличным от тех, которые характерны для живой материи, внешним по… … Толковый словарь по психологии

Волновая функция — Квантовая механика … Википедия

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ — раздел математики, дающий методы количественного исследования разных процессов изменения; занимается изучением скорости изменения (дифференциальное исчисление) и определением длин кривых, площадей и объемов фигур, ограниченных кривыми контурами и … Энциклопедия Кольера

Квантовая теория поля — Квантовая теория поля квантовая теория систем с бесконечным числом степеней свободы (полей физических (См. Поля физические)). К. т. п., возникшая как обобщение квантовой механики (См. Квантовая механика) в связи с проблемой описания… … Большая советская энциклопедия

Суточное вращение Земли — Наклон земной оси по отношению к плоскости эклиптики (плоскости орбиты Земли). Суточное вращение Земли вращение … Википедия

Геобаротермометрия — Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование. Добавьте ссылки на источники, в противном случае она может быть выставлена на удаление. Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения. (11 мая 2011) … Википедия

Источник

О физическом смысле

Что такое «физический смысл»? Полагаю, многие согласятся, что у физических сущностей физический смысл тавтологичен: это они сами. Физический смысл есть у математических концепций. Например, скорость течения жидкости сама себе физический смысл, а бездивергентное векторное поле имеет физический смысл поля скоростей течения жидкости.

Однако есть вещи, которые трудно идентифицировать: математические концепции это или физические. Например, треугольник. Есть математическая идеализация: три точки, не имеющие размеров, и соединяющие их отрезки прямых, не имеющие толщины. Однако многие согласятся, что треугольник вполне физичен: три тополя запросто образуют треугольник, и это нормально.

Рассмотрим прямоугольный треугольник: у него есть прямой угол и два острых угла, гипотенуза и два катета. Если поделить катет, который не является стороной угла, на гипотенузу, получится синус угла. Он не зависит от треугольника, а только от угла, что легко доказывается. Получается функция «синус», определенная для углов между нулем градусов и 90. Здесь пока особой разницы между математической абстракцией и ее физическим смыслом нет.

При этом, можно представить угол как поворот относительно точки и выбранного направления, и расширить синус на любые углы, от -∞ до +∞. Как этот расширенный синус связан с тем, геометрическим? Ну, он его расширяет. Каков физический смысл синуса — конструкция с кругом, или конструкция с треугольником? Или это одно и то же?

Можно пойти дальше и определить комплексный синус. У него есть физический смысл? А можно разложить синус в ряд и подставить туда квадратную матрицу, и получить синус от матрицы, и какой у него теперь физический смысл?

Я уже писал , что физический смысл можно приписать любой математической концепции, хотя не обязательно от этого полегчает. Скажем, мнимая единица i — это характеристическое число математического маятника с единичной частотой и без трения. Но что еще более важно, это обилие физических смыслов! Физический смысл — это приложение математической концепции. Производная — это скорость, и это прекрасно; но это еще и цена, сила, импульс, наклон, мера чувствительности и много чего еще. А иногда это «ничего не значит», это просто скорость изменения одной величины при изменении другой, и она применяется тупо как инструмент, например, при решении задачи оптимизации.

Вот вам пример. Оператор Лапласа , который в декартовых координатах есть сумма вторых производных по каждой координате. Уравнение Лапласа: оператор Лапласа равен нулю, в заданной области. Уравнение требует граничных условий. Первое краевое условие — на границе области задается значение неизвестной функции. Такая задача имеет единственное решение (при разумных предположениях относительно области и распределения значений на границе). Вторая краевая задача — на границе задается скалярное произведение градиента неизвестной функции на нормаль (единичный вектор, перпендикулярный к поверхности). Она в общем случае не имеет решения — только если интеграл от заданного на границе распределения равен нулю.

Формально это не так просто доказать. С физическим смыслом — элементарно. Оператор Лапласа можно записать как дивергенцию градиента; если считать неизвестную функцию концентрацией диффундирующего вещества, и принять закон Фика для диффузии (поток вещества направлен в направлении скорейшего убывания концентрации), то оператор Лапласа выражает поток вещества из окрестности данной точки. Равенство нулю означает, что концентрация не меняется во времени (хотя вещество может двигаться, просто сколько пришло — столько и ушло). Получается стационарное распределение концентрации. Теперь очевидно, что полный поток через границу области равен нулю — иначе поступающее или уходящее вещество меняло бы, так или иначе, распределение внутри.

Мы использовали консервативность, то есть наличие закона сохранения, который тоже имеет физический смысл. Но фокус в том, что оператор Лапласа имеет много других смыслов! Теплопроводность, намагничивание и много, много других.

Я уже рассказывал , что порой полезно отвлечься от физического смысла. Одно и то же разностное уравнение описывает вероятность проигрыша в орлянку и служит для определения среднего числа партий до разорения. А чтоб решить его, надо забыть о физическом смысле, потому что иначе ограничение «между нулем и единицей» не даст взлететь. При том, что ответ в итоге получается какой надо.

Так есть ли физический смысл у пространства-времени в ОТО? Ну как, есть: это пространство-время! Это же физическая категория. Можно поговорить об определении: что это такое, пространство-время. Но не нужно. Берется учебник по римановой геометрии, там строго и однозначно определено риманово пространство с сигнатурой 1, 1, 1, -1 и у него есть физический смысл: релятивистское пространство-время. Есть физическая теория, ОТО, которая описывает, как энергия-импульс определяет геометрию риманова пространства-времени, и какова динамика точек в таком пространстве. Эта теория проверяется наблюдениями и экспериментами, в результате противники: либо принимают теорию; либо занимаются другими делами; либо вышвыриваются на обочину и пишут дурацкие комментарии в интернете.

Выводы к заметке. Физический смысл математических концепций — вещь полезная. Достаточно сузить абстракцию так, чтобы увидеть этот смысл (как с синусом, если бы мы пришли к нему не с той стороны вдруг). Но вцепляться в него зубами не следует, это лишь путеводная звезда. Полярная звезда полезна, чтобы найти дорогу; но шагать только в ее сторону не очень хорошо — забредешь в ледяные места и будешь сожран белыми медведями.

Источник

Физический смысл температуры: что это такое, определение

С незапамятных времен человек анализировал, холодно ему или тепло, придумывал средства для согрева себя и своего жилища, совершенствовал одежду, учился добывать огонь и так далее. Однако только недавно (в масштабах мировой истории) степень холода или тепла начали измерять и оценивать. Был придуман особый термин — «температура». Степень нагревания тел начали характеризовать именно через это определение. Каков физический смысл температуры? Что вообще такое — температура? Как ее определить, каким образом — эти и другие вопросы будут обсуждаться ниже.

Что означает термин «температура»?

Прежде чем обсуждать физический смысл температуры, необходимо узнать, что же это такое. Итак, многим давно известно, что можно получить ожог, прикоснувшись к раскаленному предмету, или, наоборот, замороженному (например, в случае заморозки жидким азотом). И ни для кого не секрет, что трубы во время отопительного сезона горячее, чем в летний период (отключения радиаторов). Именно такой показатель как степень нагревания того или иного объекта выражает температура. В термодинамике рассматривается не только физический смысл температуры, но и ее более точное определение, способ измерения.

Термодинамика

Что же такое «термодинамика»? Ответ и прост, и сложен. Это один из разделов такой науки как физика. Он (этот раздел) посвящен изучению свойств (наиболее общих) макросистем и способов превращения и передачи энергии в них. Макросистемы — это системы, которые, во-первых, состоят из очень большого числа атомов и молекул, иными словами, микрочастиц. Во-вторых, они соизмеряются с окружающими предметами размерами.

Физический смысл температуры заключается в простом предложении: температура — это мера средней кинетической энергии. Данное утверждение вытекает из основного уравнения молекулярно-кинетической теории идеальных газов. Правда, в этом уравнении участвует давление, однако нехитрые манипуляции позволяют выразить давление через температуру:

p = nkT = 1/3nmv 2 ;
(E) = (mv 2 )/2 = 2/3kT.

Таким уравнением и выражается физический смысл температуры.

Абсолютная температура. Что это такое?

Термодинамическую температуру иногда называют абсолютной, так как она отсчитывается от абсолютного нуля, достичь которого на сегодняшний день (да и вряд ли когда-либо) не представляется возможным. Абсолютный нуль — это минимальная возможная температура не только на Земле, но и в целом во Вселенной. Единицами измерения абсолютной температуры являются Кельвины.

Для того чтобы перевести привычные градусы Цельсия в градусы Кельвина, всего лишь необходимо к величине в градусах Цельсия прибавить 273. Физический смысл абсолютной температуры ничем не отличается от предыдущего описания. Даже можно сказать, что определение выше предназначено для абсолютной температуры — в указанной формуле Т измеряется в градусах Кельвина.

Измерение

Вовсе не любую физическую величину можно прямо измерить. Температура, например, относится к таким параметрам термодинамической системы как неизмеряемые прямым способом. Их получают косвенно. Для измерения требуется исправный термометр (в простонародье зачастую называют градусником), спиртовой или ртутный — не имеет значения. Затем необходимо обеспечить контактирование термометра с анализируемым объектом (воздух нередко выступает в этом качестве).

После установления равновесия в системе «объект-термометр» можно фиксировать показания термометра. Необходимо отметить, что не только жидкостные, но и другие разновидности градусников существуют на сегодняшний день. Конечно, что может быть косвенного в прямом взаимодействии термометра с анализируемым образцом. Однако нужно помнить, что шкалы термометров весьма относительны.

Источник