Fizica ca știință subiect

Fizica ca știință subiect

fizica subiect ca o știință

Voi continuați să învețe una dintre cele mai importante științe ale naturii - fizica. Fizică investighează efectele mecanice, termice, electromagnetice, optice, precum și structura materiei. Obiectul fizicii, ca și alte științe, este de a găsi legea. care pot fi folosite pentru a explica și anticipa o gamă largă de fenomene.

Metode ale fizicii ca știință

Fizica se caracterizează prin faptul că nu numai gama de fenomene pe care le studii, dar, de asemenea, studii metode.

Fizică - Experimental (experimental) știință. La setarea de știință experiment creează special condiții speciale de curgere a fenomenului său interesant - pentru a reduce efectul de „zgomot“ și de a explora acest fenomen în forma cea mai „pură“.

O caracteristică importantă a fizicii ca știință este utilizarea pe scară largă a matematicii. Cu această predicție fizicienii sunt foarte precise: în acest sens, alte știința nu poate încă concura cu fizica. Marele om de știință italian Galileo a scris că „cartea naturii“ poate fi înțeleasă numai dacă cunoașteți limba în care a fost scrisă, iar această limbă - matematică.

Despre terminologie științifică

Una dintre dificultățile în studierea fizica asociată cu faptul că cuvintele uzuale folosite în vorbirea de zi cu zi, să ia pe un alt sens atunci când devin nauchnymiterminami. Astfel, în vorbind cuvântul „mișcare“ este folosit în diferite sensuri: se poate vorbi, de exemplu, „mișcarea sufletului.“ O astfel de ambiguitate a cuvintelor îmbogățește, oferindu-ne un simț al umorului și poezie.

Oamenii de știință, de asemenea, necesare, atunci când discuta probleme științifice cu precizie și în mod clar să înțeleagă reciproc. Prin urmare, cuvintele luate din limba vorbită pentru a se referi la concepte științifice, utilizate în știință într-un sens precis definit. De exemplu, în mecanica mișcării numit singura schimbare cu trecerea timpului poziția corpului în raport cu alte organisme. Ne-am întâlnit o mulțime de alte exemple de modul în cuvinte obișnuite sunt termeni științifici: corpul, viteza, drum, puterea, munca, energie ...

Transformarea cuvântul într-un termen, uneori, oamenii de știință amintesc despre umor si poezie. De exemplu, există termeni științifici „frumusețe“ și „farmec“, care denota bine definite proprietăți „quarci“ care alcătuiesc cele mai mici particule de materie.

Observație, ipoteze științifice și EXPERIMENT

Fenomenele lumii din jurul nostru este extrem de dificilă, deoarece fiecare dintre ele depinde de mai mulți factori. Dar, urmărind cu atenție acest fenomen sau că, observăm că unele cauze sunt mai importante pentru ca aceasta să apară, iar unele - mai puțin important.

Din observațiile există o presupunere că există anumite legi pentru întreaga gamă de fenomene. Această ipoteză se numește o ipoteză științifică.

Pentru a verifica, omul de știință pune experimente (experimente), în scopul de a determina modul în care fluxul de evenimente condițiile se schimbă cursul. Pentru a face acest lucru, sunt create condiții speciale. De exemplu, în experimentele privind circulația Galileo a încercat să reducă rolul de frecare. Deci, observând omul de știință merge la experimente. adică, ea începe să „pună întrebări despre natură.“

MODELE ȘTIINȚIFICE ȘI idealizare ȘTIINȚIFIC

Pentru a formula o ipoteză, producții experimentale și explicarea rezultatelor este necesar pentru a construi un model al acestui fenomen sau proces - simplificat, reprezentare schematică a acesteia, care pune în evidență cele mai importante caracteristici. Exemple de astfel de modele sunt punctul de material - corpul, dimensiunile care pot fi neglijate, iar gazul ideală în această sarcină - molecule de gaz ale căror dimensiuni sunt neglijabile, iar interacțiunea dintre moleculele pot fi neglijate, și așa mai departe ..

Elimină experimental „zgomot“ nu este de obicei posibil. Dar atunci când se analizează rezultatele experimentului, uneori, puteți ghici că ar fi fost observate într-o situație „ideală“ - în cazul în care toate obstacolele au fost eliminate. Această situație ideală este numită „idealizare științifică.“ Că ai permite să vezi simplitatea legilor. ascuns în spatele complexitatea externă a fenomenelor.

Astfel, idealizarea științifică - un experiment de gândire. adică, un experiment realizat cu ajutorul imaginației. atunci când toți factorii, „prevenirea“ manifestarea modelele dorite sunt excluse complet. O importanță deosebită este consistența logică a rezultatelor unui experiment de gândire.

EXEMPLE DE idealizare ȘTIINȚIFICE

Pentru exemple de idealizare științifice ne vom întâlni în cursul nostru. Acum, descrie pe scurt câteva exemple.

corp liber

Un bun exemplu de idealizare științifică este așa-numitul „organism liber“, adică organismul la care nu funcționează în alte organisme. organisme absolut gratuit, desigur, nu exista: chiar galaxii interacționează între ele pe distanțe mari. Cu toate acestea, continuarea mental modelele gasite in experimente cu corpuri reale, se poate imagina un organism care nu interacționează cu alte organisme. Reflecții cu privire la modul în care un astfel de organism se va muta, Galileo a condus la descoperirea legii de inerție.

sistem de referință inerțial

Din observațiile și experimente vom vedea că există unele cadru de referință. în care există sunt cele în care se execută foarte aproximativ (de exemplu, trenul aproape uniform în mișcare), legea de inerție nu se realizează deloc (de exemplu, accelerată și frânarea autovehiculului în care pasagerii fără acțiunea forțelor externe scade înapoi sau înainte), precum și cele din pe care a realizat cu mare precizie (de exemplu, Pământul). Continuând mental acest „lanț“, ne putem imagina un sistem de referință în care sunteți sigur că legea de inerție. Acesta este sistemul de referință inerțial.

ȘTIINȚA ȘI DREPT teorie științifică

Ipoteza legilor în cursul fenomenelor fizice, confirmate prin experiment, este fizicheskimzakonom.

Împreună cu legile teoriei științifice conține definiții ale cantităților fizice de bază și concepte prin care legile sunt formulate această teorie. Este important ca toate valorile definite pot fi măsurate într-o teorie fizică dată. deoarece numai o comparație cu experiența poate fi instalat valabilitatea legilor fizice și teorii.

Limitele de aplicabilitate a legilor fizice și teorii

Toate legile fizice și teorii sunt aproximări la realitate, deoarece construcția de teorii folosite de anumite modele ale fenomenelor și proceselor. Prin urmare, legile și teorii au definit limitele de aplicabilitate.

De exemplu, mecanica clasică, bazată pe cele trei legi ale lui Newton a legii atracției universale. este valabilă numai atunci când corpurile se deplasează la viteze de viteza luminii mult mai mici. În cazul în care viteza corpului devine comparabil cu viteza luminii (de exemplu, de la distanță de la noi obiecte spațiale sau acceleratoare de particule elementare in), predicțiile mecanicii clasice devin anormale. Aici, în „jocul“ are teoria specială a relativității. creat în secolul al 20-lea, Einstein.

Al doilea exemplu: comportamentul celor mai mici particule de materie - așa-numitele particule elementare, precum și structura atomului nu poate fi înțeleasă în termenii mecanicii clasice: sa dovedit că fenomenele care au loc la distanțe foarte mici, într-o perioadă foarte scurtă de timp, sunt în afara limitelor aplicabilității sale. Și la începutul secolului 20 pentru a explica fenomenele atomice, activitatea mai multor oameni de știință, a fost creat mecanica cuantică.

Al treilea exemplu este familiar din cursul fizica a școlii de bază de optica geometrică se bazează pe conceptul de fascicule de lumină, într-un excelent acord cu experimentul dacă dimensiunea obiectelor, care interacționează cu lumina, cu mult lungimea de undă mai multă lumină. Dar, în cazul în care dimensiunea obiectelor este comparabilă cu lungimea de undă a luminii sau mult mai puțin vine în vigoare, teoria ondulatorie a luminii. care se bazează pe o idee a undelor de lumină.

PRINCIPIUL DE CONFORMITATE

Apariția unei noi teorii fizice nu neagă anterioare, teoria mai simplificată, și clarifică și o completează. Una dintre cele mai importante cerințe pentru stabilirea unor noi teorii fizice este principiul de corespondență. potrivit căruia predicțiile noii teorii ar trebui să coincidă cu predicțiile vechii teorii în limitele aplicabilității acestuia. Acest lucru înseamnă că noua teorie, dacă este adevărat, ar trebui să includă teoria vechi ca un caz special, limitarea. respectarea principiului formulat la începutul secolului 20 fizicianul danez Bohr - unul dintre fondatorii mecanicii cuantice.

Satisface principiul corespondenței toate teoriile fizice ale exemplelor de mai sus.

De exemplu, previziuni ale teoriei relativității restrânse coincid cu predicțiile mecanicii clasice, în cazul în care viteza de deplasare a corpurilor este viteza mult mai mică de lumină. Mecanica cuantică „transformă“ în sensul clasic, în cazul în care legile suficient de mari dimensiuni a corpului și a valurilor optice - la legile opticii geometrice, în cazul în care lungimile de undă ale luminii sunt mici în comparație cu dimensiunile de impedimente.

Imaginea fizică modernă a lumii

Imaginea fizică modernă a lumii bazată pe ideea că materia constă din particule minuscule, între care există mai multe tipuri de interacțiuni fundamentale - interacțiunea așa-numitele puternic, electromagnetice, slabe și gravitaționale. În a doua jumătate a interacțiunilor electromagnetice secolului 20 au fost combinate cu o interacțiune slabă „electroslab“. Astăzi, vom continua eforturile intense de a construi „marea unificare“ - teoria care a permis să combine toate tipurile cunoscute de interacțiuni.

În cazul în care să folosească cunoștințele fizice și tehnici?

Explicație și predicția fenomenelor este necesară pentru a fi în măsură să le gestioneze. Datorită faptului că persoana a învățat să controleze evenimentele, el a devenit un mașini „gigant“, de exemplu, a creat milioane de ori superioare forței sale de putere de mâini omenești, și a unit sistemul mondial de comunicații securizat. Toate minunile tehnologiei moderne își au originea în primul rând fizică: fără cunoașterea legilor fizice nu pot fi proiectate și utilizate mașini, utilaje, instrumente, nave spațiale, etc ...

cunoașterea Fizica este importantă pentru înțelegerea lumii, și este necesară nu numai pentru oamenii de știință și ingineri - este necesar oricărei persoane cultivate, chiar și departe de știință și tehnologie.

cunoașterea metode fizice și dau naștere unor noi științe, cum ar fi biofizica, geofizica, astrofizică