Studijní materiál: FYZIKA I - elektronická verze učebního textu pro bakalářský stupeň strukturovaného studia

1 Úvod

1.1 Předmět fyziky
Fyzika, jejíž jméno je odvozeno z řeckého slova "fysis" (příroda), byla původně vědou o přírodě, tedy souhrnem všech přírodních věd. které se z ní průběhem staletého vývoje postupně oddělovaly. I když tento proces stále pokračuje, zachovává si fyzika ústřední postavení mezi ostatními přírodními obory jako základní přírodní věda s nejvyšším stupněm abstrakce a exaktnosti. Fyzikální poznatky mají nejobecnější charakter a vztahují se k základním přírodním jevům.

Úkolem fyziky je objevovat, zkoumat a vykládat fyzikální děje. K tomuto účelu využívá pozorování, pokusů a teorie. Při pozorování je vnímán přírodní děj probíhající bez zásahu pozorovatele. Častěji je však přírodní děj studován za uměle připravených podmínek formou experimentů v laboratořích. Cílem pozorování a experimentální činnosti je nalézt zákonitost přírodních jevil a odhalit vzájemné souvislosti mezi jejich vlastnostmi. Tyto souvislosti slovně nebo matematicky vyjadřuje fyzikální zákon. Fyzika se snaží spojit poznané fyzikální zákony v jednotný systém založený na malém počtu nejobecnějších zákonů zvaných principy. Z principů lze naopak odvodit řadu speciálních zákonů platných pro určitý obor vědy. např. z Fermatova principu lze odvodit všechny zákony geometrické optiky. Podaří-li se shrnout všechny speciální zákony určitého oboru do několika principů, vzniká teorie daného oboru. např. kinetická teorie plynů, speciální teorie relativity apod. Na předpokladu, že všechny fyzikální zákony daného oboru lze odvodit jako speciální případy několika principů, je budována teoretická fyzika. Používá deduktivní metody, tj. vychází z obecných zákonů a odvozuje z nich důsledky tykající se zvláštních případů. Nově odvozené závěry teoretické fyziky dávají podnět k novým experimentům. Experimentální fyzika se zabývá poznatky, které byly dosaženy experimentem. Používá induktivní metody, tj. postupuje od mnoha jednotlivých zvláštních případů k obecným zákonům. Je zřejmé, že pro zdárný vývoj fyziky je nutné spojovat empiricky dosažené poznatky v teorii a naopak závěiy teorií a hypotéz ověřovat experimentem. Teoretickou a experimentální fyziku nelze proto od sebe ostře oddělit.