Номер 1, страница 159 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

1. Чем определяются границы применимости физических теорий и законов?

1. Границы применимости любой физической теории или закона определяются теми условиями, в которых предсказания этой теории или закона согласуются с экспериментальными данными с достаточной степенью точности. Ни одна теория не является абсолютно точной и всеобъемлющей, она всегда представляет собой модель, основанную на ряде допущений и идеализаций.

Основными факторами, определяющими эти границы, являются:

1. Экспериментальная проверка. Главным критерием истинности и применимости физической теории является эксперимент. Границы теории проходят там, где ее предсказания начинают расходиться с результатами наблюдений. Появление новых, более точных измерительных приборов часто позволяет обнаружить такие расхождения и, следовательно, уточнить границы применимости старых теорий.

2. Условия, в которых рассматривается явление. Чаще всего границы применимости связаны с масштабами физических величин, описывающих систему:
• Скорость. Классическая механика Ньютона прекрасно описывает движение тел при скоростях, значительно меньших скорости света в вакууме ($v \ll c$). Однако при скоростях, близких к скорости света, ее выводы становятся неверными, и для правильного описания необходимо использовать специальную теорию относительности (СТО). Таким образом, СТО устанавливает границу применимости классической механики по скорости.
• Размеры и масса объекта. Законы классической физики неприменимы для описания явлений в микромире (на уровне атомов, электронов и других элементарных частиц). Поведение таких объектов описывается законами квантовой механики.
• Напряженность гравитационного поля. Закон всемирного тяготения Ньютона хорошо работает в условиях относительно слабых гравитационных полей, например, в пределах Солнечной системы. Для описания явлений в сильных гравитационных полях (рядом с черными дырами, нейтронными звездами) или для описания Вселенной в целом необходимо применять общую теорию относительности (ОТО).

3. Принцип соответствия. Важно понимать, что новые, более общие теории не "отменяют" старые, а указывают на границы их применимости. При этом старая теория сохраняется как предельный, частный случай новой теории. Например, релятивистская механика при условии $v \to 0$ переходит в ньютоновскую, а квантовая механика при переходе к большим массам и энергиям дает те же результаты, что и классическая.

Ответ: Границы применимости физических теорий и законов определяются экспериментально и устанавливаются теми условиями (значениями скорости, энергии, размеров, напряженности полей и т.д.), при выходе за которые предсказания теории перестают соответствовать результатам наблюдений. Эти границы напрямую связаны с допущениями и идеализациями, на которых построена теоретическая модель.