Войти
Четыре основных области современной физики Классическая физика - это группа теорий физики, которые предшествуют современным, более полным или более широко применимым теориям. Если принятая в настоящее время теория считается современной, и ее введение представляло собой серьезный сдвиг парадигмы, то предыдущие теории или новые теории, основанные на старой парадигме, часто будут относиться к области «классической физики».
Таким образом, определение классической теории зависит от контекста. Классические физические концепции часто используются, когда современные теории излишне сложны для конкретной ситуации. Чаще всего классическая физика относится к физике до 1900 года, тогда как современная физика относится к физике после 1900 года, которая включает элементы квантовой механики и теории относительности.
Классическая теория имеет как минимум два различных значения в физике. В контексте квантовой механики классическая теория относится к теориям физики, которые не используют квантизацию парадигму, которая включает классическая механика и относительность. Точно так же классические теории поля, такие как общая теория относительности и классический электромагнетизм, не используют квантовую механику. В контексте общей и специальной теории относительности к классическим теориям относятся те, которые подчиняются теории относительности Галилея.
В зависимости от точки зрения, среди разделов теории, иногда включаемых в классическую физику, можно выделить следующие: Законы движения Ньютона
В отличие от классической физики, "современная физика "- это немного более свободный термин, который может относиться только к квантовой физике или к физике 20-го и 21-го веков в целом. Современная физика включает квантовую теорию и относительность, если применимо.
Физическая система может быть описана классической физикой, если она удовлетворяет таким условиям, что законы классической физики приблизительно действительны. На практике физические объекты, начиная от тех, которые больше атомов и молекул, до объектов в макроскопической и астрономической сфере, могут быть хорошо описаны (поняты) с помощью классической механики. Начиная с атомного уровня и ниже, законы классической физики нарушаются и, как правило, не обеспечивают правильного описания природы. Электромагнитные поля и силы могут быть хорошо описаны классической электродинамикой в масштабах длины и напряженности поля, достаточно больших, чтобы квантово-механическими эффектами можно было пренебречь. В отличие от квантовой физики, классическая физика обычно характеризуется принципом полного детерминизма, хотя детерминистские интерпретации квантовой механики действительно существуют.
С точки зрения классической физики как нерелятивистской физики, предсказания общей и специальной теории относительности значительно отличаются от предсказаний классических теорий, особенно в отношении течения времени, геометрии пространства, движение тел в свободном падении и распространение света. Традиционно свет согласовывался с классической механикой, предполагая существование неподвижной среды, через которую распространяется свет, светоносного эфира, которого, как позже было показано, не существует.
С математической точки зрения, уравнения классической физики - это уравнения, в которых постоянная Планка не встречается. Согласно принципу соответствия и теореме Эренфеста, по мере того, как система становится больше или массивнее, имеет тенденцию возникать классическая динамика, за некоторыми исключениями, такими как сверхтекучесть. Вот почему мы обычно можем игнорировать квантовую механику, имея дело с повседневными объектами, и классического описания будет достаточно. Тем не менее, одной из наиболее активных областей исследований в физике является классическое квантовое соответствие. Эта область исследований связана с открытием того, как законы квантовой физики порождают классическую физику, находящуюся на пределе больших масштабов классического уровня.
Компьютерная модель будет использовать только квантовую теорию и релятивистскую теорию Сегодня компьютер выполняет миллионы арифметических операций за секунды, чтобы решить классическую дифференциальное уравнение, в то время как Ньютону (одному из отцов дифференциального исчисления) потребовались бы часы, чтобы решить то же уравнение вручную, даже если бы он был первооткрывателем этого конкретного уравнения.
Компьютерное моделирование необходимо для квантовой и релятивистской физики. Классическая физика считается пределом квантовой механики для большого числа частиц. С другой стороны, классическая механика происходит от релятивистской механики. Например, во многих формулировках специальной теории относительности появляется поправочный коэффициент (v / c), где v - скорость объекта, а c - скорость света. Для скоростей, намного меньших, чем скорость света, можно пренебречь членами с и выше, которые появляются. Эти формулы затем сводятся к стандартным определениям ньютоновской кинетической энергии и импульса. Так и должно быть, поскольку специальная теория относительности должна согласовываться с ньютоновской механикой при малых скоростях. Компьютерное моделирование должно быть максимально реалистичным. Классическая физика внесла бы ошибку, как в случае сверхтекучести. Для создания надежных моделей мира нельзя использовать классическую физику. Верно, что квантовые теории требуют времени и компьютерных ресурсов, и уравнения классической физики могут быть использованы для быстрого решения, но такое решение не будет надежным.
Компьютерное моделирование будет использовать только критерии энергии, чтобы определить, какую теорию использовать: теорию относительности или квантовую теорию, при попытке описать поведение объекта. Физик использовал бы классическую модель, чтобы обеспечить приближение, прежде чем будут применены более точные модели и продолжатся эти вычисления.
В компьютерной модели нет необходимости использовать скорость объекта, если исключить классическую физику. Объекты низкой энергии будут обрабатываться квантовой теорией, а объекты высокой энергии - теорией относительности.
Физический портал 