Класична физика

Класична физика — група физички теории кои им претходат на современите, поцелосни и поприфатени теории. Ако една тековно прифатена теорија се смета за современа, а нејзиното воведување довело до значајна парадигматска промена, тогаш претходниот теории или нови теории на основа на старата парадигма може да се рече дека припаѓаат на „класичната физика“.

Како таква, дефиницијата за класична теорија зависи од контекстот. Класичните физички концепти често се употребвуваат кога современите теории се непотребно сложени за дадена потреба. Најчесто под класична физика ја подразбираме физиката пред 1900 г., а современа физика е физиката по 1900 г. која во себе опфаќа елементи од квантната механика и релативноста.^[1]

Преглед

Класичната теорија има барем две посебни значења во физиката. Во контекст на квантната механика, класична теорија се однесува на оние теории на физиката што не се служат со парадигмата на квантување, како што се класичната механика и релативноста.^[2] Ист отака, класичните теории за полето, како општата релативност и класичниот електромегнетизам се меѓу оние што не користат квантна механика.^[3] Во контекст на општата и специјалната релативност, класични теории се оние кои се водат според Галилеевата релативност.^[4]

Зависно од гледиштето, гранки кои понекогаш може да се опфатени во класичната физика се следниве:

Класична механика
- Њутнови закони за движењето
- Класични Лагранжови и Хамилтонови формализми
Класична електродинамика (Максвелови равенки)
Класична термодинамика
Класична теорија на хаосот и нелинеарна динамика

Споредба со современата физика

За разлика од класичната физика, „современа физика“ е малку послободен поим кој може да се однесува само на квантна физика или на физиката од XX и XXI век воопшто. Во современата физика се содржани квантната теорија и релативноста.

Еден физички систем може да се опише со класична физика кога задоволува услови при кои законите на класичната физика се приближно важечки.

Во практика, физичките тела од оние поголеми од атоми и молекули до тела со макроскопски и астрономски размери можат добро да се опишат (и разберат) со класичната механика. Почнувајќи од атомскиот размер и одејќи поситно, законите на класичната физика престануваат да важат и не даваат добар опис на природата. Електромагнетните полиња и сили можат добро да се опишат со класична електродинамика во размери каде квантномеханичките ефекти се занемарливи. За разлика од квантната физика, класичната физика начелно се одликува со начелото на целосен детерминизам, иако постојат и детерминистички толкувања на квантната механика.

Од гледиштето дека класичната физика е нерелативистичка, предвидувањата за општата и специјалната релативност се значително различни од оние на класичните теории, особено во врска со изминувањето на времето, геометријата на просторот, движењето на телата во слободен пад и движењето на светлината. Традиционално светлината се ускладувала со класичната механика претполагајќи го постоењето на неподвижна средина низ која се движи светлината наречен светлоносен етер; подоцна се покажало дека тој не постои.

Математички, класичните физички равенки се оние каде не фигурира Планковата константа. СПоред начелото на соодветствување и Еренфестовата теорема, како што еден систем добива на големина или маса, се јавува класична динамика, со извесни исклучоци како суперфлуидноста. Оттука, можеме да ја занемариме квантната механика кога се заниамваме со секојдневни предмети, и класичниот опис ги задоволува потребите. Меѓутоа, денес се прават значителни усилби на почето на класично-квантното соодветство. Ова поле на истражување се стреми да открие како законите на квантната физика водат до класичната физика на границата на големиот размер од класично ниво.

Сметачко моделирање

Денес сметачите вршат милиони аритметички операции во рок од неколку секунди за да решат класична диференцијална равенка, додека на Њутн (еден од татковците на диференцијалното сметање) би му требале часови за да ја решат истата равенка на рака, и покрај тоа што е откривачот на таа равенка.

Сметачкото моделирање е неопходно за квантната и релативистичката физика. Класичната физика се смета за граница на квантната механика за голем број на честички. Од друга страна, класичната механика произлегува од релативистичкаta. На пример, кај многу формулации од специјалната релативност се јавува фактор на исправка (v/c)², каде v е брзината на телото, а c е брзината на светлината. Кај брзините многу помали од светлосната, можеме да ги занемариме членовите со c² и повисоко. Овие формули така се сведуваат на стандардните дефиниции на Њутновата кинетичка енергија и импулс. Ова е исправно, бидејќи специјалната релативност мора да се сложува со Њутновата механика при мали брзини. Сметачкото моделирање мора да биде што постварно. Класичната физика би вовела грешка како во случајот на суперфлуидноста. За да создадеме веродостојни модели на светот, не можеме да користиме класична физика.

Моделирањето треба да се води само по енергетскиот критериум за да се определи на теоријата што ќе ја следи: релативноста или квантната теорија, кога сака да го опише поведението на едно тело. Физичарот би го користел класичниот модел за да дојде до приближен исход пред да се применат построги модели и да се прејде на такви пресметки.

Во сметачкиот модел нема потреба да се користи брзината на телото ако класичната физика е исклучена. Со нискоенергетските тела ќе постапува квантната теорија, а со високоенергетските, теоријата за релативноста.^[5]^[6]^[7]

Поврзано

Наводи

↑ Weidner and Sells, Elementary Modern Physics Preface p.iii, 1968
↑ Morin, David (2008). Introduction to Classical Mechanics. New York: Cambridge University Press. ISBN 9780521876223.
↑ Barut, Asim O. (1980) [1964]. „Introduction to Classical Mechanics“. Electrodynamics and Classical Theory of Fields & Particles. New York: Dover Publications. ISBN 9780486640389.
↑ Einstein, Albert (2004) [1920]. Relativity. Robert W. Lawson. New York: Barnes & Noble. ISBN 9780760759219.
↑ Wojciech H. Zurek, Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical, Reviews of Modern Physics 2003, 75, 715 or arXiv:quant-ph/0105127
↑ Wojciech H. Zurek, Decoherence and the transition from quantum to classical, Physics Today, 44, pp 36–44 (1991)
↑ Wojciech H. Zurek: Decoherence and the Transition from Quantum to Classical—Revisited Los Alamos Science Number 27 2002

Надворешни врски

Од класична физика до квантна механика — наставна презентација на Блаже Димески (македонски)

[1] Weidner and Sells, Elementary Modern Physics Preface p.iii, 1968

[2] Morin, David (2008). Introduction to Classical Mechanics. New York: Cambridge University Press. ISBN 9780521876223.

[3] Barut, Asim O. (1980) [1964]. „Introduction to Classical Mechanics“. Electrodynamics and Classical Theory of Fields & Particles. New York: Dover Publications. ISBN 9780486640389.

[4] Einstein, Albert (2004) [1920]. Relativity. Robert W. Lawson. New York: Barnes & Noble. ISBN 9780760759219.

[zurek03-5] Wojciech H. Zurek, Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical, Reviews of Modern Physics 2003, 75, 715 or arXiv:quant-ph/0105127

[zurek91-6] Wojciech H. Zurek, Decoherence and the transition from quantum to classical, Physics Today, 44, pp 36–44 (1991)

[Zurek02-7] Wojciech H. Zurek: Decoherence and the Transition from Quantum to Classical—Revisited Los Alamos Science Number 27 2002

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]