В переводе с греч. «природа»

Введение
Физика (в переводе с греч. «природа») — это наука об основополагающих закономерностях, определяющих процессы и явления в природе. Ее основная задача — выявлять фундаментальные черты нашего мира, предоставляя другим наукам основы знаний, открывая новые возможности инженерных решений, прорыв в новые технологии. Физика тесно связана с развитием нашего понимания природы, поэтому фактически она определяет современное естественнонаучное мировоззрение.
Трудно переоценить ту огромную роль в развитии человеческой цивилизации, которую играли и играют, казалось бы, чисто научные успехи физики в понимании законов природы. Достаточно вспомнить, что развитие термодинамики оказало существенное влияние на создание и совершенствование тепловых машин, создание электродинамики уже напрямую предопределило появление электродвигателя, электрического освещения, телефона и телеграфа, радиосвязи и телевидения. Понимание процессов, происходящих в полупроводниках, обусловило грандиозные успехи электроники и, в частности, вычислительной техники (а значит, в немалой степени, современной информатики). Создание лазеров революционизировало всю оптику и оказывает все большее влияние на электронику. Достижения ядерной физики XX в. послужили основой для ядерной энергетики; следует отметить, что во многих европейских странах более половины энергии производится на АЭС.
На основе достижений физической науки разрабатываются принципиально новые и более совершенные методы производства, приборы и установки.
В свою очередь, техника оказывает большое влияние на прогресс физики. Известно, что именно технические потребности общества привели в своё время к развитию механики, необходимой для строительства различных сооружений. Задача создания более экономичных тепловых двигателей вызвала быстрое развитие термодинамики. Эти примеры можно продолжить. Развитие техники оказывает огромное влияние на совершенствование экспериментальных методов физических исследований. Современная техника даёт экспериментаторам такие приборы и установки, как ускорители заряженных частиц, искусственные спутники Земли и космические станции, радиотелескопы, масс-спектрометры, лазеры, электронные вычислительные машины и др.
Помимо физиков-профессионалов, с физикой соприкасаются, так или иначе, специалисты самых различных профессий. Химик, использующий эффект Мессбауэра, биолог, изучающий строение вируса с помощью электронного микроскопа, археолог, применяющий метод радиоактивного датирования для определения возраста, найденных им предметов быта древнего человека, металлург, определяющий по спектру излучения температуру расплавленного металла, инженер, проектирующий современные здания либо бытовую технику. Все они, быть может, непосредственно не ощущают необходимость понять, что такое волновая функция электрона или энтропия, но их работа базируется на достижениях естественных наук, и прежде всего физики. Поэтому физика является неотъемлемой частью профессионального образования в большинстве областей человеческой деятельности.
Физика помогает молодому человеку понять окружающий мир и мощь человеческого познания природы. Кроме того, и может быть это главное, эти знания служат основой для дальнейшего изучения либо прикладных дисциплин, либо курсов, конкретизирующих общие положения физической науки. Фундамент физических знаний должен помочь будущему инженеру разбираться в постоянно возникающих новых технологиях, материалах, приборах и методах измерений.
Любые исследования в физике связаны с измерениями, т.е. нахождением значения физической величины опытным путём с использованием технических средств. Есть специальная самостоятельная наука – метрология, которая посвящена измерениям, методам и средствам обеспечения их единства и способам достижения требуемой точности.
Единицы измерений физических величин можно выбрать произвольно, но тогда возникнут трудности при их сравнении. Поэтому целесообразно ввести систему единиц, охватывающую единицы всех физических величин и позволяющую оперировать с ними. Для построения системы единиц произвольно выбирают единицы для нескольких, не зависящих друг от друга физических величин. Эти единицы называются основными. Остальные же величины и их единицы выводятся из законов, связывающих эти величины с основными. Они называются производными. В настоящее время используется Система Интернациональная (СИ). Система СИ строится на семи основных единицах: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела и двух дополнительных: радиан и стерадиан. Для установления производных единиц используют физические законы, связывающие их с основными единицами. Например, из формулы равномерного прямолинейного движения (S – пройденный путь, t– время) производная единица скорости получается равной .
В настоящее время существуют сотни компьютерных программ, предназначенных для изучения физики. Но необходимо осознавать, что применение компьютерных технологий в образовании оправдано только в тех случаях, в которых возникает существенное преимущество по сравнению с традиционными формами обучения. Одним из таких случаев является преподавание физики с использование компьютерных моделей. Под этим понимаются компьютерные программы, имитирующие физические опыты, явления или идеализированные модельные ситуации, встречающиеся в физических задачах. Компьютерные модели позволяют получать в динамике наглядные запоминающиеся иллюстрации физических экспериментов и явлений, воспроизвести их тонкие детали, которые могут ускользать при наблюдении реальных экспериментов. Компьютерное моделирование позволяет изменять временной масштаб, варьировать в широких пределах параметры и условия экспериментов, а также моделировать ситуации, недоступные в реальных экспериментах. Некоторые модели позволяют выводить на экран графики временной зависимости величин, описывающих эксперименты, причём графики выводятся на экран одновременно с отображением самих экспериментов, что придаёт им особую наглядность и облегчает понимание общих закономерностей изучаемых процессов.
Традиционно физика делится на очень разные, независимые друг от друга разделы — механику, термодинамику, оптику, электричество, атомную физику. Такой подход позволяет выделить из всего многообразия явлений природы тот круг вопросов, который можно описать с единой точки зрения, на основе общих для них законов. С другой стороны, все окружающие нас явления взаимосвязаны и успехи науки во многом обязаны именно пониманию единых закономерностей природы.