主な物理法則の紹介

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何年にもわたって、科学者が発見したことの 1 つは、自然は一般に、私たちが信じているよりも複雑であるということです。物理法則は基本的なものと考えられていますが、その多くは理想化されたシステムや理論上のシステムに言及しており、現実の世界では再現するのが困難です。

科学の他の分野と同様に、物理学の新しい法則は、既存の法則や理論研究に基づいて構築または変更されます。アルバート・アインシュタインの 相対性理論 彼が 1900 年代初頭に開発した .

万有引力の法則

アイザック・ニュートン卿 物理学における画期的な研究は、1687 年に彼の本で初めて発表されました。 自然哲学の数学的原理 」、通称「プリンキピア」。その中で、彼は重力と運動についての理論を概説しました。彼のフィジカル 重力の法則 オブジェクトは、結合された質量に正比例し、それらの間の距離の 2 乗に反比例して、別のオブジェクトを引き付けると述べています。

運動の 3 つの法則

ニュートンの 運動の 3 つの法則 は、「プリンキピア」にも見られ、物理的なオブジェクトの動きがどのように変化するかを支配します。それらは、 加速度 オブジェクトの 力 それに基づいて行動します。

最初のルール: 物体は、外力によって状態が変化しない限り、静止または等速運動状態を保ちます。第二のルール: 力は、時間の経過に伴う運動量の変化 (質量 x 速度) に等しくなります。つまり、変化率は加えられた力の量に正比例します。第三のルール: 自然界のすべてのアクションには、等しく反対の反応があります。

ニュートンが概説したこれら 3 つの原則は、外力の影響下で物体が物理的にどのように振る舞うかを説明する古典力学の基礎を形成します。

質量とエネルギーの保存

アルバート・アインシュタイン 彼の有名な方程式を導入した E = mc² 1905 年のジャーナルへの投稿で、「動く物体の電気力学について」と題されています。この論文は、2 つの公準に基づいて、彼の特殊相対性理論を提示しました。

相対性原理: 物理法則はすべての慣性座標系で同じです。光速不変の原理: 光は、放射体の運動状態とは無関係に、常に一定の速度で真空中を伝播します。

最初の原則は、物理法則がすべての状況ですべての人に等しく適用されることを簡単に示しています。 2 番目の原則は、より重要な原則です。それは、 光の速度 真空では 絶え間ない .他のすべての形式の運動とは異なり、異なる慣性座標系の観測者に対して異なる方法で測定されるわけではありません。

熱力学の法則

の 熱力学の法則 熱力学的プロセスに関連するため、実際には質量エネルギー保存則の特定の兆候です。この分野は、1650 年代にドイツのオットー・フォン・ゲリケと英国のロバート・ボイルとロバート・フックによって最初に調査されました。 3 人の科学者は全員、フォン ゲリケが開発した真空ポンプを使用して、圧力、温度、体積の原理を研究しました。

熱力学のゼロ法則の概念を作ります温度可能。 熱力学の第一法則システム内の内部エネルギー、追加熱、および仕事の間の関係を示します。 第二の法則 熱力学の 閉鎖システム内の自然な熱の流れに関連しています。 第三の法則 熱力学の を作成することは不可能であると述べている. 熱力学的プロセス それは完全に効率的です。

静電気の法則

2 つの物理法則が、荷電粒子とその生成能力との関係を支配します。静電気力そして静電界。

クーロンの法則1700 年代に活躍したフランスの研究者、シャルル オーギュスタン クーロンにちなんで名付けられました。 2 つの点電荷間の力は、各電荷の大きさに正比例し、それらの中心間の距離の 2 乗に反比例します。物体が正または負の同じ電荷を持っている場合、それらは互いに反発します。それらが反対の電荷を持っている場合、それらは互いに引き付け合います。ガウスの法則は、19 世紀初頭に活躍したドイツの数学者、カール フリードリヒ ガウスにちなんで名付けられました。この法則は、閉じた表面を通る電場の正味の流れは、閉じ込められた電荷に比例すると述べています。ガウスは、磁気と電磁気学全体に関連する同様の法則を提案しました。

基礎物理学を超えて

相対性の領域で、 量子力学 、科学者は、これらの法則がまだ適用されることを発見しましたが、その解釈にはいくつかの改良を適用する必要があり、その結果、量子エレクトロニクスや量子重力などの分野が生まれました.