Номер 1, страница 10 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Параграф 4. Физические модели. 1. Физика в познании вещества, поля, пространства и времени. Введение - номер 1, страница 10.

Условие.

1. Чем определяются границы применимости физической теории?

Решение.

1. Чем определяются границы применимости физической теории?

Границы применимости физической теории — это совокупность условий, при которых данная теория способна адекватно описывать и предсказывать физические явления с приемлемой точностью. Эти границы определяются несколькими ключевыми факторами:

1. Исходные постулаты, модели и допущения. Каждая теория строится на определённом наборе фундаментальных принципов, идеализаций и упрощений. Например, классическая механика Ньютона использует модель материальной точки (тело, размерами и формой которого можно пренебречь) и предполагает, что пространство и время абсолютны. Границы применимости теории наступают там, где эти исходные допущения перестают соответствовать реальности. Например, модель материальной точки неприменима для описания вращения тела, а постулат об абсолютности времени нарушается при скоростях, близких к скорости света.

2. Экспериментальная проверка. Главным критерием истинности и применимости физической теории является эксперимент. Границы теории определяются областью явлений, где её предсказания согласуются с результатами наблюдений и измерений. Как только появляются экспериментальные данные, которые теория не может объяснить или которым она противоречит, это означает, что достигнут предел её применимости. Например, эксперименты по изучению излучения абсолютно чёрного тела в конце XIX века дали результаты, которые не укладывались в рамки классической электродинамики, что привело к созданию квантовой теории.

3. Соотношение с более общей (фундаментальной) теорией. Часто существующая теория является частным случаем или приближением более общей и точной теории. В этом случае границы применимости «старой» теории определяются условиями, при которых её выводы совпадают с выводами более общей теории с достаточной точностью.
Примеры:
– Классическая механика является приближением релятивистской механики (теории относительности) для малых скоростей ($v \ll c$, где $c$ — скорость света).
– Законы Ньютона также являются предельным случаем квантовой механики для макроскопических объектов, где квантовые эффекты пренебрежимо малы.
– Закон всемирного тяготения Ньютона является приближением общей теории относительности Эйнштейна для слабых гравитационных полей.

Таким образом, границы применимости физической теории — это не её недостаток, а естественная характеристика, указывающая на область явлений, которую она успешно описывает.

Ответ: Границы применимости физической теории определяются совокупностью факторов: справедливостью её фундаментальных постулатов и моделей, соответствием её предсказаний экспериментальным данным, а также условиями, при которых она является хорошим приближением для более общей, фундаментальной теории.