Что определяет пространство в физике определение кратко

Пространство в физике

В физике термин пространство понимают, в основном, в двух смыслах:

1) так называемое обычное пространство, называемое также физическим пространством [1] — трехмерное пространство нашего повседневного мира и/или прямое развитие этого понятия в физике (развитие, возможно, иногда достаточно изощренное, но прямое, так что можно сказать: наше обычное пространство на самом деле таково). Это пространство, в котором определяется положение физических тел, в котором происходит механическое движение, геометрическое перемещение различных физических тел и объектов. 2) различные абстрактные пространства в том смысле, как они понимаются в математике, не имеющие к обычному («физическому») пространству никакого отношения, кроме отношения более или менее далекой формальной аналогии (иногда, в отдельных простых случаях, правда, просматривается и генетическая связь, например для пространства скоростей, импульсного пространства). Обычно это те или иные абстрактные векторные или линейные пространства, впрочем, часто снабженные разнообразными дополнительными математическими структурами. Как правило, в физике термин пространство применяется в этом смысле обязательно с уточняющим определением или дополнением (пространство скоростей, цветовое пространство, пространство состояний, гильбертово пространство, пространство спиноров), или, в крайнем случае, в виде неразрывного словосочетания абстрактное пространство. Такие пространства используются однако для постановки и решения вполне «земных» задач в обыкновенном трёхмерном пространстве.

Рассматриваются в физике и ряд пространств, которые занимают как бы промежуточное положение в этой простой классификации, то есть такие, которые в частном случае могут совпадать с обычным физическим пространством, но в общем случае — отличаться от него (как, например, конфигурационное пространство) или содержать обычное пространство в качестве подпространства (как фазовое пространство, пространство-время или пространство Калуцы).

В теории относительности в ее стандартной интерпретации пространство [2] оказывается одним из проявлений единого пространства-времени, и выбор координат в пространстве-времени, в том числе и разделение их на пространственные и временную, зависит от выбора конкретной системы отсчёта. [3]

В большинстве разделов физики сами свойства физического пространства (размерность, неограниченность и т. п.) никак не зависят от присутствия или отсутствия материальных тел. В общей теории относительности оказывается, что материальные тела модифицируют свойства пространства, а точнее, пространства-времени, «искривляют» пространство-время.

Одним из постулатов любой физической теории (Ньютона, ОТО и т. д.) является постулат о реальности того или иного математического пространства (например, Евклидова у Ньютона).

Источник

Пространство в физике

В физике термин пространство понимают, в основном, в двух смыслах: 1) так называемое обычное пространство, называемое также физическим пространством[1] — трёхмерное пространство нашего повседневного мира и/или прямое развитие этого понятия в физике (развитие, возможно, иногда достаточно изощрённое, но прямое, так что можно сказать: наше обычное пространство на самом деле таково). Это пространство, в котором определяется положение физических тел, в котором происходит механическое движение, геометрическое перемещение различных физических тел и объектов.2) различные абстрактные пространства в том смысле, как они понимаются в математике, не имеющие к обычному («физическому») пространству никакого отношения, кроме отношения более или менее далёкой формальной аналогии (иногда, в отдельных простых случаях, правда, просматривается и генетическая связь, например для пространства скоростей, импульсного пространства). Обычно это те или иные абстрактные векторные или линейные пространства, впрочем, часто снабженные разнообразными дополнительными математическими структурами. Как правило, в физике термин пространство применяется в этом смысле обязательно с уточняющим определением или дополнением (пространство скоростей, цветовое пространство, пространство состояний, гильбертово пространство, пространство спиноров), или, в крайнем случае, в виде неразрывного словосочетания абстрактное пространство. Такие пространства используются однако для постановки и решения вполне «земных» задач в обыкновенном трёхмерном пространстве. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE_%D0%B2_%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B5

Выделить Пространство в физике и найти в:

Источник

О пространстве и времени в физике

Особенностью физики является то, что она оперирует поня­тиями, которым соответствуют измеримые, характеризуе­мые числом величины. Многие важные понятия обыденного языка (например, ум, справедливость), а также и белее утон­ченные философские категории не таковы. Это существен­ное самоограничение, но благодаря ему физические выска­зывания приобретают четкий и однозначный смысл и, что не менее важно, могут быть подвергнуты экспериментальной проверке.

Измеримые величины называются наблюдаемыми, и утверждения относительно наблюдаемых величин проверяе­мы. Физика старается избегать высказываний, которые са­ми либо выводимые из них следствия не могут быть в принципе проверены и либо подтверждены, либо опро­вергнуты (важна именно принципиальная возможность проверки, независимо от того, осуществима ли она имею­щимися в данный момент средствами).

Понятия «пространство» и «время» — это одновременно и понятия обыденного язык а, и важные философские катего­рии, но также и исходные фундаментальные понятия физи­ки. Окружающий нас мир — это множество событий, происходящих в пространстве и времени.

Понятие «пространство» связано с протяженными телами. Тела находятся в пространстве. И это понятие наглядней и кажется более простым, чем «время», но и здесь есть свои трудности.

Простейшее изменение, происходящее в окружающем ми­ре, — это движение, когда объект, оставаясь тождествен­ным самому себе, перемещается из одного места в другое, и не случайно математическое описание реальности начина­лось именно с описания движения. Когда мы говорим о дви­жении, то подразумеваем движение в пространстве. Поня­тие «движение» соединяет между собой понятия «пространство» и «время», и часто они и связанные с ними проблемы рассматривались вместе. В физике эти два поня­тия слились в одно — «пространство-время».

Мысленно легко абстрагироваться от предметов, заполня­ющих пространство, и представить себе «чистое» (абсолютное — по терминологии Ньютона) пространство, в ко­тором нет ничего. Точно так же можно абстрагироваться от конкретных процессов, протекающих во времени, и сфор­мировать представление о «чистом» времени, о времени «самом по себе». «Абсолютное, истинное, математическое время, само по себе и по самой своей сущности, без всяко­го отношения к чему-либо внешнему протекает равномер­но и иначе называется длительностью» — определение, данное Ньютоном в его знаменитом труде «Математиче­ские начала натуральной философии». Пространство — это та арена, на которой происходят все явления окружаю­щего нас мира, и они протекают во времени. Именно эти представления лежали в основе ньютоновской механики. Но постепенно стало ясно, что такие абстракции, как «чис­тое пространство» и «чистое время», не могут быть предме­том научного объяснения. Точки «чистого пространства» не наблюдаемы. Они неотличимы одна от другой. Невоз­можно говорить о движении относительно абсолютного пространства, потому что утверждения о движении или покое непроверяемы. Материал с сайта http://worldofschool.ru

С античных времен, однако, считали, что свойства «чистого» пространства правильно списываются специальной матема­тической дисциплиной — евклидовой геометрией, которую до сих пор изучают в школе. Утверждения геометрии (теоре­мы) можно было непосредственно проверить. Например, рассматривая конкретные прямоугольные треугольники и измеряя их стороны линейкой, можно убедиться в правиль­ности теоремы Пифагора. Но главным достоинством теорем считали то, что они не нуждаются в экспериментальной про­верке, потому что они «доказываются». Геометрия создавала и поддерживала иллюзию того, «то могут быть осмысленные, содержательные и «правильные» (проверяемые) высказыва­ния о некоторых свойствам реального мира, полученные чис­то умозрительно, иллюзию, которая веками укрепляла фило­софию и метафизику в их поисках умопостигаемых истин. Уверенность в том, что утверждения геометрии относятся к реальному пространству, была поколеблена лишь в середине XIX в., после создание неевклидовых геометрий (Лобачевский, Больяи и Гаусс). И нелегко и не сразу пришло осознание того, что теоремы геометрии как математической дисципли­ны не есть утверждения о свойствах реального физического пространства, в котором мы живем. Его свойства — предмет изучения физики, а не математики. Математик может работать с абстрактным пространством, потому что он сам наделя­ет его определенными свойствами. Физик имеет дело с ми­ром, который существует сам по себе, и его свойства не могут быть установлены умозрительно.

Источник

Содержание:

Пространство и время:

Структурные уровни физического мира

Вся доступная для наблюдения часть материального мира, который нас окружает, называется Вселенной.

Мельчайшими объектами Вселенной являются микрочастицы — молекулы, атомы и их составляющие. Мир молекул, атомов и их составляющих называют микромиром (рис. 1.29).

В микромире действуют законы, заметно отличающиеся от тех, с которыми сталкивается человек в повседневной жизни. Так, одна из составляющих атома микрочастица, нейтрон может свободно проникать сквозь толстые стены. Законы, по которым «живут* микрочастицы, изучает квантовая физика. Благодаря ее достижениям появились современные компьютеры, мобильные телефоны, цифровые видео- и аудиопроигрыватели и другая «умная* бытовая техника.

Атомы или молекулы могут объединяться в большие скопления — макроскопические тела. Примерами макроскопических тел прежде всего являются сам человек, а также все физические тела, которые его окружают (дерево, дом, шкаф, стол, книга и т. п.).

Земля и другие планеты являются макроскопическими телами астрономического масштаба. Мир планет и физических тел, которые окружают человека, а также сам человек составляют макромир (см. рис. 1.30). В макромире господствует классическая физика. На основе законов классической физики человечество создало гигантские сооружения, гидро- и тепловые лектростанции, станки и технические устройства, современные средства передвижения — поезда, автомобили, самолеты, ракеты.

Однако макромир — всего лишь «песчинка* во Вселенной. Крохотные «светлячки* звезд на ночном небе на самом деле представляют собой гигантские шары раскаленного газа, размеры которых зачастую намного превышают размеры нашего Солнца. Расстояния между разбросанными во Вселенной звездами огромны: чтобы добраться до ближайшей к Солнцу звезды, двигаясь со скоростью пассажирского поезда, понадобилось бы около 30 млн лет. Изменения в этом мире происходят настолько медленно, что время человеческой жизни кажется коротким мгновением. Так, наше Солнце возникло около 5000 млн лет назад и будет светить еще примерно 8000 млн лет.

Расстояния здесь измеряются в миллионах километров, время — в миллионах лет. Помните, какая из кратных приставок означает «миллион*? Верно — «мега*. Поэтому ученые и называют мир звезд, звездных скоплений — галактик и других гигантских космических объектов мегамиром (рис. 1.31). Строение и эволюцию мегамира изучает специальная наука — космология.

Последовательность событий и продолжительность события

Пространство и время являются своеобразной ареной, на которой «разыгрываются,, все явления и процессы, происходящие в окружающем нас мире. Чтобы дать полное описание какого-нибудь события, мы

обязательно должны указать не только где, но и когда это событие произошло. Например, наблюдая за соревнованиями легкоатлетов (рис. 1.32), мы всегда фиксируем (хотя часто и не задумываемся об этом) момент времени и положение спортсмена в пространстве. В ином случае определить победителя было бы невозможно.

При этом мы хорошо понимаем, что спортсмен, который первым пересек финишную черту, сделал это до того, как финишировали остальные участники забега. То есть речь идет о последовательности событий, когда одно из них происходит раньше, чем другие.

Однако даже выяснив, кто стал победителем в отдельном забеге, мы не будем знать победителя в соревнованиях, если не измерим отрезок времени с момента старта спортсмена до его финиша — чтобы сравнить с результатами остальных участников. То есть, как говорят физики, необходимо установить продолжительность события.

Продолжительность события — это промежуток времени, в течение которого это событие происходит.
Таким образом, для того чтобы определить и продолжительность одного события, и последовательность всех событий, мы измеряем промежуток времени. Различие заключается в выборе начальных моментов, от которых ведется отсчет времени. Определяя продолжительность данного события, за начальный момент мы принимаем момент начала самого события. При определении последовательности событий начальный момент связывают с началом одного общего для всех события.

Например, осенние каникулы (событие) начались 25 октября и продолжались 8 дней. В данном случае промежуток времени 8 дней означает продолжительность события. За начало отсчета времени принимаем начало самих каникул.

Дата 25 октября указывает на последовательность событий, а за начало отсчета времени принимаем начало календарного го

Единицы времени

Как измерить время? Ответ на этот вопрос подсказала людям сама природа. Дело в том, что многие процессы, происходящие в природе, являются периодическими.

Периодическим называют такой процесс, который последовательно повторяется через равные промежутки времени.

Продолжительность одного такого процесса может служить единицей времени. Например, вращение Земли вокруг своей оси — периодический процесс. Поэтому еще с древнейших времен за единицу времени принимались сутки — продолжительность одного полного оборота Земли вокруг своей оси. Затем сутки разделили на равные доли, получив такие единицы времени, как час (ч), минута (мин), секунда (с). Час — это 1/24 часть суток, минута — 1/60 часть часа, а секунда — 1/60 часть минуты.

Устанавливая эти единицы, люди считали, что продолжительность полного оборота Земли вокруг ее оси всегда одинакова. Однако измерения, проведенные учеными с помощью современных приборов, показали, что это не совсем так. Зато периодические процессы в микромире оказались более стабильными. Поэтому для большей точности измерения времени был создан эталон*, основанный на периодических процессах, происходящих внутри атома (рис. 1.33). С помощью атомного эталона воспроизводят единицу времени в СИ — секунду (с).

Самым распространенным прибором для измерения времени являются часы. Часы могут отличаться и конструкцией, и точностью измерений (рис. 1.34), однако их действие всегда основано на одном из периодических процессов.

Вся доступная для наблюдения часть материального мира называется Вселенной. Все объекты во Вселенной разделяются на микро-, макро- и мегамир: микромиром называют мир атомов и мельчайших частиц, из которых они состоят; к макромиру относится мир планет и физических тел, которые окружают человека, а также сам человек; мегамиром называют мир звезд, звездных скоплений — галактик, а также других подобных объектов.

Эталон — это тело или устройство для хранения и воспроизведения единицы физической величины.

Мир, который нас окружает, существует в пространстве и во времени.

Измерение времени вызвано необходимостью получить ответ на два вопроса: «Как долго определенное событие происходило?» и «Когда это событие происходило?». Ответ на эти вопросы позволяет определить продолжительность и последовательность событий.

За единицу времени принимают продолжительность того или иного периодического процесса. В СИ в качестве единицы времени используется секунда.

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Источник

Пространство (физика)

Простра́нство — понятие, используемое (непосредственно или в составе сложных терминов) в естественных языках, а также в таких разделах знания, как философия, математика, физика и т. п.

На уровне повседневного восприятия пространство интуитивно понимается как арена действий, общий контейнер для рассматриваемых объектов, сущность некоторой системы. С геометрической точки зрения, термин «пространство» без дополнительных уточнений обычно обозначает трёхмерное евклидово пространство. Однако этот термин может иметь иной, более широкий смысл, вплоть до метафорического. Примеры:

Содержание

Математика

В математике слово «пространство» употребляется в большом наборе сложных терминов.

Грубо говоря, пространство есть множество с некоторой дополнительной структурой. В зависимости от этой дополнительной структуры элементы пространства могут называться «точками», «векторами», «событиями» и т. п.. Подмножество пространства называется «подпространством» если структура пространства индуцирует на этом подмножестве структуру такого же типа (точное определение зависит от типа пространства).

Примеры

Физика

В физике пространством называют ту «арену действий», на которой разворачиваются физические процессы и явления и которую мы субъективно ощущаем как «вместилище предметов».

В физике часто используются многомерные пространства — например, фазовое пространство, в котором состояние сложной системы объектов представляется одной точкой. Такие пространства — не более чем абстракции, предназначенные для постановки и решения вполне «земных» задач в обыкновенном трёхмерном пространстве.

В теории относительности пространство оказывается одним из проявлений единого пространства-времени, и деление отдельно на пространство и время становится зависящим от конкретной системы отсчёта.

В большинстве разделов физики сами свойства физического пространства (размерность, неограниченность и т. п.) никак не зависят от присутствия или отсутствия материальных тел. В общей теории относительности оказывается, что материальные тела модифицируют свойства пространства, а точнее, пространства-времени, «искривляют» пространство-время.

Одним из постулатов любой физической теории (Ньютона, ОТО и т.д.) является постулат о реальности того или иного математического пространства (например Евклидова у Ньютона).

Психология / Лингвистика

Фантастика

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Пространство (физика)» в других словарях:

ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ — всеобщие формы бытия материи, её важнейшие атрибуты. В мире нет материи, не обладающей пространственно временными свойствами, как не существует П. и в. самих по себе, вне материи или независимо от неё. Пространство есть форма бытия… … Философская энциклопедия

ПРОСТРАНСТВО — фундаментальное (наряду с временем) понятие человеческого мышления, отображающее множественный характер существования мира, его неоднородность. Множество предметов, объектов, данных в человеческом восприятии одновременно, формирует сложный… … Философская энциклопедия

ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ — категории, обозначающие осн. формы существования материи. Пр во (П.) выражает порядок сосуществования отд. объектов, время (В.) порядок смены явлений. П. и в. осн. понятия всех разделов физики. Они играют гл. роль на эмпирич. уровне физ. познания … Физическая энциклопедия

ФИЗИКА — (греч. τὰ φυσικά – наука о природе, от φύσις – природа) – комплекс науч. дисциплин, изучающих общие свойства структуры, взаимодействия и движения материи. В соответствии с этими задачами совр. Ф. весьма условно можно подразделить на три больших… … Философская энциклопедия

ФИЗИКА. — ФИЗИКА. 1. Предмет и структура физики Ф. наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиб. общие свойства и законы движения окружающих нас объектов материального мира. Вследствие этой общности не существует явлений природы, не имеющих физ. свойств … Физическая энциклопедия

Пространство, время, материя — «ПРОСТРАНСТВО, ВРЕМЯ, МАТЕРИЯ» ставший классическим итоговый труд Г. Вейля по теории относительности (Weyl H. Raum, Zeit, Materie. Verlesungen ueber allgemeine Relativitaetstheorie. Berlin, 1. Aufl. 1918; 5. Aufl. 1923; рус. пер.: Вейль П … Энциклопедия эпистемологии и философии науки

Пространство — Пространство ♦ Espace То, что остается, если убрать все; пустота, но пустота в трех измерениях. Ясно, что понятие пространства – абстракция (если мы действительно уберем все, то не останется вообще ничего, и это будет уже не пространство, а… … Философский словарь Спонвиля

Пространство Фока — Пространство Фока алгебраическая конструкция гильбертова пространства, используемая в квантовой теории поля для описания квантовых состояний переменного или неизвестного числа частиц. Названо в честь советского физика Владимира… … Википедия

пространство — ПРОСТРАНСТВО фундаментальное понятие повседневной жизни и научного знания. Его обычное применение непроблематично в отличие от его теоретической экспликации, поскольку последнее связано с множеством других понятий и предполагает… … Энциклопедия эпистемологии и философии науки

Пространство Мизнера — Пространство Мизнера абстрактное математическое пространство время, являющееся упрощёнием решения Тауба НУТ, впервые описанное Чарльзом Мизнером из Университета Мэриленда. Также известен как Лоренцево орбиобразие Упрощённо его можно… … Википедия

Источник