Úvod do hlavných zákonov fyziky

V priebehu rokov vedci zistili, že príroda je vo všeobecnosti zložitejšia, než za ktorú považujeme. Fyzikálne zákony sa považujú za základné, hoci mnohé z nich sa týkajú idealizovaných alebo teoretických systémov, ktoré sa v reálnom svete ťažko replikujú.

Rovnako ako iné vedné odbory nové fyzikálne zákony stavajú na existujúcich zákonoch a teoretickom výskume alebo ich modifikujú. Albert Einstein teória relativity, ktorý vyvinul začiatkom 20. rokov 20. storočia, vychádza z teórií, ktoré prvýkrát vyvinul Sir Isaac Newton pred viac ako 200 rokmi.

Sira Isaaca Newtona priekopnícka práca vo fyzike bola prvýkrát publikovaná v roku 1687 v jeho knihe “Matematické princípy prírodnej filozofie„Všeobecne známy ako„ Principia “. V ňom načrtol teórie gravitácie a pohybu. Jeho fyzické zákon gravitácie uvádza, že objekt priťahuje iný objekt v priamom pomere k ich kombinovanej hmotnosti a nepriamo súvisí s druhou mocninou vzdialenosti medzi nimi.

Newtonove

• Prvé pravidlo: Objekt zostane v pokoji alebo v rovnomernom stave pohybu, pokiaľ sa tento stav nezmení vonkajšou silou.
• Druhé pravidlo: Sila sa rovná zmene hybnosti (hmotnostná rýchlosť) v priebehu času. Inými slovami, miera zmeny je priamo úmerná použitej sile.
• Tretie pravidlo: Pre každú akciu v prírode existuje rovnaká a opačná reakcia.

Spoločne tieto tri princípy, ktoré Newton načrtol, tvoria základ klasickej mechaniky, ktorá opisuje, ako sa telá správajú fyzicky pod vplyvom vonkajších síl.

Albert Einstein predstavil svoju slávnu rovnicu E = mc² v podaní časopisu z roku 1905 s názvom „O elektrodynamike pohybujúcich sa orgánov“. Článok prezentoval svoju teóriu špeciálnej relativity založenú na dvoch postulátoch:

• Zásada relativity: Fyzikálne zákony sú rovnaké pre všetky inerciálne referenčné rámce.
• Zásada stálosti rýchlosti svetlaSvetlo sa vždy šíri vákuom pri určitej rýchlosti, ktorá je nezávislá od stavu pohybu emitujúceho telesa.

Prvý princíp jednoducho hovorí, že fyzikálne zákony platia rovnako pre všetkých vo všetkých situáciách. Druhý princíp je najdôležitejší. Stanovuje sa v ňom, že rýchlosť svetla vo vákuu je konštantný. Na rozdiel od všetkých ostatných foriem pohybu sa u pozorovateľov v rôznych inerciálnych referenčných rámcoch nemeria odlišne.

termodynamické zákony sú vlastne špecifickými prejavmi zákona o zachovaní hromadnej energie, pretože sa týkajú termodynamických procesov. Toto pole bolo prvýkrát preskúmané v 50. rokoch 20. storočia Ottom von Guericke v Nemecku a Robert Boyle a Robert Hooke v Británii. Všetci traja vedci použili vákuové čerpadlá, ktoré von Guericke propagoval, na štúdium princípov tlaku, teploty a objemu.

• Nulový termodynamický zákon robí predstavu teplota je to možné.
• Prvý termodynamický zákon demonštruje vzťah medzi vnútornou energiou, pridaným teplom a prácou v systéme.
• Druhý zákontermodynamiky sa týka prirodzeného toku tepla v uzavretom systéme.
• Tretí zákontermodynamiky uvádza, že je nemožné vytvoriť termodynamický proces to je úplne efektívne.

Vzťah medzi elektricky nabitými časticami a ich schopnosťou vytvárať sa riadia dvoma fyzikálnymi zákonmi elektrostatická sila a elektrostatické polia.

• Coulombov zákon je pomenovaný pre Charlesa-Augustina Coulomba, francúzskeho výskumníka pracujúceho v 17. storočí. Sila medzi dvoma bodovými nábojmi je priamo úmerná veľkosti každého náboja a nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti medzi ich stredmi. Ak majú objekty rovnaký náboj, pozitívny alebo negatívny, navzájom sa odpudzujú. Ak majú opačné poplatky, budú sa navzájom priťahovať.
• Gaussov zákon je pomenovaný pre nemeckého matematika Carla Friedricha Gaussa, ktorý pracoval na začiatku 19. storočia. Tento zákon uvádza, že čistý tok elektrického poľa cez uzavretý povrch je úmerný uzavretému elektrickému náboju. Gauss navrhol podobné zákony týkajúce sa magnetizmu a elektromagnetizmu ako celku.

V oblasti relativity a kvantová mechanikaVedci zistili, že tieto zákony sa stále uplatňujú, hoci ich interpretácia si vyžaduje určité zdokonalenie, čo vedie k oblastiam ako kvantová elektronika a kvantová gravitácia.