фізика наука про природу відео

фізика наука про природу відео

Физика не только рассматривает и описывает движение, но и объясняет причины, по которым тело начинает или прекращает движение, движется или покоится; благодаря важным открытиям развивается не только сама физика, но и другие естественные науки.

Но для того чтобы понять и описать происходящие события, ученые вводят целый ряд физических величин, таких как скорость, сила, давление, температура, электрический заряд и многие другие.

Каждой величине надо дать точное определение, в котором указывается, как эту величину можно измерить, как провести необходимый для такого измерения опыт. Чтобы из наблюдений за физическими явлениями сделать общие выводы, найти причины этих явлений, следует установить количественные зависимости между различными физическими величинами.

Познание окружающего мира характерно для всех живых существ, в том числе и человека, который научился эффективно приобретать новые знания, использовать их в своей жизни и накапливать для передачи последующим поколениям. Научный метод познания требует обобщения информации, полученной в процессе наблюдения каких - либо явлений, критического осмысления и их сопоставления с предыдущими наблюдениями.

Если в процессе изучения достаточно широкого круга явлений между ними обнаруживаются устойчивые повторяющиеся связи, в том числе и в виде численных соотношений между измеряемыми величинами, то они формулируются в виде законов. Дальнейшее теоретическое построение на основе законов и моделей, базирующихся на формальной логике, приводит к выводам, которые можно проверить в специально поставленных экспериментах или более тщательных наблюдениях. Совпадение результатов наблюдений с выдвинутыми гипотезами о протекании новых экспериментов и подтверждение предсказаний теоретического обобщения, приводит к становлению теорий, которые в дальнейшем могут служить самостоятельными критериями истинности логических построений или основами для постановки и осмысления новых экспериментов. В результате многократного воспроизведения какого - либо наблюдения, возникает жизненный опыт, соединяющий полученные сведения и реакцию человека на них. Теория, с одной стороны, обобщает результаты экспериментов и наблюдений, а, с другой стороны, предсказывает новые, пока неизвестные явления, служит основой для постановки новых экспериментов и наблюдений. Одной из важнейших особенностей физики, отличающей ее от других наук, является использование особого инструмента познания, называемого экспериментом (от лат. Повторение эксперимента в другом месте, в другое время, с иными физическими объектами и измерительными приборами при тех же значениях физических величин, задающих экспериментальную ситуацию, должно давать те же значения для характеристик явления. Экспериментальный метод исследования появился в физике в начале xvii в когда галилео галилей впервые применил его для изучения механического движения тел. В то же время наблюдение природных явлений и измерение их параметров сохраняет его значение в областях, где масштабы явлений не позволяют воспроизвести их в лабораторных условиях (в астрофизике, небесной механике, геофизике). Натурный (реальное падение реальных ядер с пизанской башни), модельный (изучение сопротивления воды движению судов на их уменьшенных моделях), мысленный (рассуждения галилея о наблюдении движения в каюте плывущего корабля), компьютерный (моделирование поведения газа, состоящего из большого числа упругих шариков). Такое вычленение всегда сопровождается появлением терминов или определенных понятий, обозначающих эти явления и характеризующих определенные их свойства. Законом в естественных науках называется краткое содержательное утверждение, фиксирующее устойчивые связи между понятиями, взаимосвязь между различными явлениями в природе, а также условия, при которых связи между понятиями выполняются. Физика является точной наукой, использующей для описания явлений природы количественные характеристики – физические величины, поэтому форма выражения физических законов имеет специфику.

Например, «в инерциальной системе отсчета ускорение любой материальной точки пропорционально приложенной силе и направлено в сторону действия этой силы. Для того чтобы научиться правильно использовать физические законы, необходимо знать области их применения, а также характерные физические ситуации, для которых эти законы сформулированы. Частные, или феноменологические (закон архимеда, закон сухого трения, закон гука), общие для больших групп явлений (закон сохранения и превращения энергии, второй закон ньютона) и всеобщие или универсальные, выполнение которых не ограничено никакими дополнительными условиями.

К универсальным законам физики относится, например, закон всемирного тяготения, точнее его часть – принцип эквивалентности, – в которой утверждается, что все тела, независимо от их химического состава и других свойств, имеют одинаковое ускорение в поле тяжести.

Феноменологические законы выявляют связи между физическими величинами, проявляющиеся только в частных ситуациях и справедливые лишь для конкретных условий. Например, закон архимеда относится только к взаимодействию твердых тел с жидкостями или газами и выполняется только в тех случаях, когда погруженное в жидкость тело неподвижно относительно этой жидкости.

Фундаментальные законы устанавливаются для простейших физических объектов, полностью характеризующихся небольшим числом параметров, что определяет очень широкую область применимости.

В формулах для фундаментальных законов константы либо вовсе не содержатся (например, в законе сохранения электрического заряда), либо появляются только такие константы, которые сохраняют свои значения для любых условий опыта, например, гравитационная постоянная, масса и заряд электрона, скорость света в вакууме и др. Для исследовательской работы, направленной на изучение малоизвестных явлений, например в каких - то отдаленных частях вселенной, необходимо пользоваться фундаментальными законами.

Соотношения, устанавливаемые этими законами, практически не зависят от условий опыта, поэтому они могут быть применены почти в любой ситуации, что придает выводам, сделанным на их основе, большую надежность. Существует определенный баланс между универсальностью фундаментальных законов, а также сложностью их применения, и ограниченностью законов феноменологических, но простотой их использования. Часто возникает неверное представление о том, что физические законы открываются в лабораториях, где уединенные чудаки - ученые долгое время ставят какие - то таинственные опыты, записывая аккуратно полученные результаты, а затем, выбрав удачный день, бросают обобщающий взгляд и выдают новый закон. Таким образом, феноменологические, и фундаментальные законы, физические модели и целые теории, включающие в себя и законы и модели, могут применяться только в определенных условиях. В результате многовековых исследований макроскопических тел на земле, составляющих мегамир вселенной, и исследование микроскопических частиц, образующих макротела, сформировалась единая картина устройства природы. Земля – планета солнечной системы, вращающаяся вокруг своей звезды – солнца за 365, 25 сут совершающая за одни сутки один оборот вокруг своей оси, наклоненной к плоскости ее околосолнечной орбиты. Описание взаимодействия частиц легче вести на языке описания их энергий, при их взаимодействии в ходе всех взаимных превращений имеется сохраняющаяся физическая величина – энергия замкнутой системы, внутри которой могут осуществляться переходы одного вида энергии в другой, взаимопревращение одной формы материи в другую. Познание истинного устройства материального мира бесконечно, появляются новые наблюдения и результаты экспериментов, не укладывающиеся в представления сложившихся теорий. Новые появляющиеся теории, претендующие на более глубокое описание физической реальности и на более широкую область применимости, чем старые, должны включать старые теории в качестве своего предельного случая (принцип соответствия). Так, законы квантовой механики, описывающие поведение микрочастиц, приобретают форму законов классической механики при переходе к частицам, с большой массой и большим перемещением. Аналогично физические величины специальной теории относительности при скоростях частиц много меньших скорости света, описываются соотношениями, принятыми в классической механике.

Завдяки приборканої силі пара люди отримали можливість використовувати на заводах і фабриках механізми, не тільки полегшують працю, а й в десятки, сотні разів підвищують його продуктивність. Завдяки відкриттю ісааком ньютоном закону всесвітнього тяжіння з’явилася можливість розрахувати силу, необхідну для виведення космічного корабля на орбіту землі. Знання законів небесної механіки дозволяє запущеним із землі автоматичним міжпланетним станції успішно досягати інших планет, долаючи мільйони кілометрів і точно виходячи до призначеної мети.

З незапям ятних часів люди систематично спостерігали за явищами природи, намагалися примічати послідовність явищ, які відбувалися, і навчалися передбачати хід багатьох подій у природі, наприклад зміну пір року, час розлиття річок і багато іншого. Поступово люди впевнилися в тому, що вивчення явищ природи приносить їм неоціненну користь, дає змогу поліпшувати свій побут і запобігати шкідливим наслідкам стихійного лиха. У кінці 19 і на початку 20 століть винаходять і вдосконалюють електричні машини, одночасно здійснюється безліч нових відкриттів у галузі електрики, із фізики виділяються електротехніка, радіотехніка та інші науки.

Дослідження газового розряду - а це один з видів плазми - привели до відкриття рентгенівських променів і електрона, створення нових джерел світла та апаратів з плазмової обробки поверхонь. Якщо правильність гіпотези підтверджується, то на її основі створюється теорія, яка повинна задовільно пояснювати явища, що відбуваються, не тільки з якісного, а й з кількісного боку, а також передбачати нові явища. Це означає, що розрахунки значень величини за допомогою формул, виведених з теорії, повинні збігатися з результатами вимірювань цих самих значень під час експериментів. Якщо таким порівнянням ми встановили, що довжина дротини в п ять разів більша за довжину стола, то довжина стола є одиницею вимірювання, оскільки з нею порівнювали довжину дротини.

Щоб результат вимірювання деякої величини розуміли всі, треба цю величину порівняти з тією самою одиницею вимірювання (наприклад, довжину предмета порівнюють з метром). Спочатку в кожній країні користувалися своїми одиницями вимірювання, але потім на пропозицію французьких учених було створено метричну систему мір, яку тепер застосовують на всій земній кулі. Довільний вибір цих одиниць дуже ускладнює розрахунки, оскільки у формулах, які визначають зв язок між різними фізичними величинами, з являються числові коефіцієнти, що залежать тільки від вибору одиниць вимірювання. Проте в більшості формул цих коефіцієнтів можна позбутися, тобто зробити їх такими, що дорівнюють одиниці, коли ввести довільні одиниці лише для деяких фізичних величин, узятих за основні, а для решти фізичних величин одиниці виводити з формул. Так, у механіці можна взяти за основні величини довжину, масу, час і для них брати одиниці вимірювання (наприклад, метр, кілограм, секунда), а одиниці решти механічних величин вивести з формул. У формулі другого закону ньютона коефіцієнт дорівнюватиме одиниці, якщо при масі, що дорівнює одиниці, і прискоренні, що дорівнює одиниці, сила також дорівнюватиме одиниці. Отже якщо величина, для якої шукають одиницю вимірювання, не виражена в явному вигляді, то, розглядаючи формулу як рівняння, треба знайти цю величину в буквеному вигляді, а потім вже підставляти відомі одиниці вимірювання. Ті одиниці, які встановлюються довільно, наприклад, за міжнародною угодою, називають основними, а ті, що виводять з формул, - похідним и (від основних). Повноцінний і послідовний виклад навчального матеріалу з нуля; легкий стиль викладу з використанням відео - роликів, графіків, схем; велику добірку наочних прикладів при поясненні матеріалу; спеціально розроблені завдання по кожній темі з докладним роз ясненням. У стародавні часи виникла астрономія – наука, що вивчала розташування та рух небесних тіл, потім – філософія (у перекладі з давньогрецької це слово означає “любов до мудрості”). Наприклад, за допомогою електромагнітного поля – невидимих електромагнітних хвиль – ми маємо змогу спілкуватися по мобільному телефону, капітан корабля може з’ясувати координати свого судна через супутник. Щоб краще зрозуміти складні природні явища, учені розглядають їх як сукупність фізичних явищ – явищ, які можна описати за допомогою відповідних фізичних законів. Наприклад, грозу можна розглядати як сукупність блискавки (електромагнітне явище), гуркоту грому (звукове явище), руху хмар, падіння крапель дощу (механічні явища) та ін. Дослідження цих явищ у їхньому взаємозв’язку дало змогу не тільки краще зрозуміти природне явище – грозу, але й знайти шлях для практичного застосування електричного розряду.

У сучасного капітана є детальна карта; судно має gps - навігатор, завдяки якому завжди відомі курс судна та місце його перебування; сонар, який попередить про підводні скелі та рифи; радар, який виявить айсберги, скелі та інші судна в умовах поганої видимості. Вивчення теплових явищ привело до створення теплових двигунів, які працюють в автомобілях і мотоциклах, на суднах і в літаках, на теплових електростанціях і в ракетоносіях. Завдяки відкриттям у галузі електрики ми маємо змогу освітлювати приміщення, користуватися телевізором, телефоном, комп’ютером, праскою, пральною машиною тощо. В “енциклопедичній сторінці” наприкінці даного розділу; сонар – пристрій для дослідження морського дна за допомогою ультразвукових хвиль; радар – пристрій для виявлення об’єктів за допомогою електромагнітних хвиль. Вивчає та досліджує елементарні частинки, атомні ядра, атоми та молекули, тверді тіла, рідини й гази, плазму, фізичні поля – гравітаційні, електромагнітні. Фізичні та хімічні явища хімія підготовка до зно та дпа комплексне видання частина і загальна хімія основні закони й поняття хімії фізичні та хімічні явища усе, що існує у всесвіті й незалежно від нашої свідомості може впливати на наші органи чуттів, називають “матерією”. Сформувати поняття про фізичні й хімічні явища (реакції); з’ясувати ознаки хімічних реакцій, умови їх виникнення, перебігу й припинення; сформувати вміння розрізняти фізичні й хімічні властивості речовин, спостерігати та фіксувати результати дослідів. А) молекули реагентів руйнуються, а з них утворюються нові молекули; г) атоми в хімічних реакціях не змінюються; д) атоми перегруповуються, утворюючи молекули нових речовин. Пояснити фізичні властивості речовини в різних агрегатних станах, виходячи з молекулярно - кінетичних уявлень; пояснити відмінності фізичних характеристик кристалічних та аморфних тіл; експериментально показати залежність лінійних розмірів тіл від зміни температури; розвивати вміння пояснювати фізичні явища на основі атомно - молекулярного вчення; показати практичне значення отриманих знань (наприклад, практичне використання явища теплового розширення тіл). Основні фізичні поняття матерія – це все, що реально існує у світі, на землі й поза нею, що ми можемо бачити, сприймати, відчувати нашими органами чуття. – наводити приклади природних явищ (біологічних, фізичних, хімічних); – розрізняти фізичні, хімічні та біологічні явища; – описувати явища природи за поданим планом.