Физика като наука Тема

ПРЕДМЕТ физика като наука

Вие продължавате да научите един от най-важните науки на природата - физика. Физика изследва механични, термични, електромагнитни, оптични ефекти, както и структурата на материята. Предмет на физиката, както и другите науки, е да се намери на закона. че може да се използва, за да обясни и предскаже широк кръг от явления.

Методи на физиката като наука

Физика се характеризира с не само от порядъка на явления, които го учи, но също така изучава методи.

Физика - Експериментална (експериментално) науката. При създаването на експеримента учен специално създава специални условия на протичане на своя интересен феномен - така че да се намали ефекта на "шум" и изследва това явление в "най-чист" вид.

Важна особеност на физиката като наука е широкото използване на математика. С тази прогноза физици са много точни: в тази връзка, друга наука все още не може да се конкурира с физика. Великият италиански учен Галилео пише, че "книгата на природата" може да се разбира само ако знаете езика, на който е написано, и този език - математика.

За научна терминология

Една от трудностите в изучаването на физиката, свързани с факта, че обичайните думи, използвани в ежедневието реч, поемат по-различно значение, когато те станат nauchnymiterminami. По този начин, в говорене думата "движение" се използва в различни значения: може да се говори, например, "движението на душата." Такава неяснота на думи го обогатява, което ни дава чувство за хумор и поезия.

Учените също така необходими, когато се обсъждат научни въпроси точно и ясно се разбират помежду си. Ето защо, думите, взети от говоримия език, за да се отнасят до научни понятия, използвани в областта на науката по точно определен смисъл. Така например, в механиката на движението, наречено единствената промяна с течение на времето положението на тялото по отношение на други органи. Срещнахме много други примери за това как обикновените думи са научни термини: на тялото, скоростта, пътя, силата, работа, енергия ...

Включване на думата в срочни учени понякога си спомняме за хумор и поезия. Например, има научни термини "красота" и "чар", които означават добре определени свойства "кварки", които съставляват най-малките частици на материята.

Системи за наблюдение, научни хипотези и да експериментират

Явленията на света около нас е изключително трудно, защото всеки от тях зависи от много фактори. Но внимателно гледане на този или онзи феномен, ние се отбележи, че някои от причините са по-важни за него да се случи, а някои - по-малко важно.

От наблюдения има предположение, че има някои закони за цялата гама от явления. Това предположение се нарича научна хипотеза.

За да го проверите, ученият поставя експерименти (експерименти), за да се определи как събитията текат условия се променят своя курс. За да направите това, се създават специални условия. Например, по време на експериментите върху движението Galileo се опита да намали триенето роля. Така, при спазване на учен отива на експериментите. това означава, че започва да "задава въпроси за природата."

НАУЧНИ МОДЕЛИ И НАУЧНО идеализация

За да се формулира хипотеза, експериментални постановки и обяснение на резултатите е необходимо да се изгради модел на това явление или процес - опростено, схематично представяне на това, което подчертава най-важните функции. Примери за такива модели са материал точка - на тялото, може да се пренебрегне размерите на който и идеален газ в тази задача - газови молекули, чиито размери са незначителни, и взаимодействието между молекулите могат да бъдат пренебрегнати и т.н. ..

Елиминирайте експериментален "шум" обикновено не е възможно. Но когато се вземат предвид резултатите от експеримента понякога можете да се досетите, че е трябвало да бъде установено по време на "идеален" ситуация - ако са премахнати всички пречки. Тази идеална ситуация се нарича "научна идеализация." Това ви позволява да видите простотата на закони. дебне зад външната сложността на явления.

По този начин, научната идеализация - един мисловен експеримент. тоест, един експеримент се извършва с помощта на въображението. когато всички фактори ", които пречат" проява на желаните модели са изключени напълно. Особено значение е логична последователност на резултатите от мисловен експеримент.

ПРИМЕРИ ЗА НАУЧНО идеализация

За примери за научни идеализация ние ще се срещнат в нашия курс. Сега, опишете накратко някои примери.

свободно тяло

Един добър пример за научна идеализация е така наречения "свободен тялото", който е органът, на който не са работили други органи. Абсолютно свободни тела, разбира се, не съществува: дори галактики взаимодействат помежду си през огромни разстояния. Въпреки това, психически продължаване на намерени при опити с реални тела модели, можем да си представим едно тяло, което не взаимодейства с други органи. Размисли за това как един такъв орган ще се премести, Galileo са довели до откриването на законите на инерцията.

Инерционна референтна система

От наблюдения и експерименти ние виждаме, че има някои референтна рамка. в които има и такива, в които се работи много грубо (например, почти равномерно движещ се влак), законът за инерцията не се изпълнява изобщо (например, ускорено и спиране на автомобила, в който пътниците без действието на външни сили падне назад или напред), както и тези в която той извършва с голяма точност (например, на Земята). Продължавайки мислено тази "верига", можем да си представим система за справка, в която сте сигурни, че законът на инерцията. Това е най-инерциална референтна система.

Науки и право научна теория

Хипотезата на законите в хода на физически явления, потвърдени от експеримент, е fizicheskimzakonom.

Заедно със законите на научната теория съдържа дефиниции на основните физични величини и понятия, с която законите са формулирани тази теория. Важно е, че всички определени стойности може да се измерва в дадена физическа теория. защото само едно сравнение с опита може да се инсталира валидност на физическите закони и теории.

Граници на приложимост на физичните закони и теории

Всички физични закони и теории са приближения до реалността, тъй като изграждането на теории, използвани от някои модели на явления и процеси. Ето защо, на законите и теориите са определени границите на приложимост.

Например, класическата механика, въз основа на три законите на закон за всеобщото привличане. е в сила само, когато се движат телата при скорости много по-ниски скорости на светлината. Ако скоростта на тялото става сравнима със скоростта на светлината (например, отдалечен от нас космически обекти или елементарни ускорители на частици в), прогнози на класическата механика стават необичайни. Тук, в "играта" се специалната теория на относителността. е създаден в началото на 20-ти век, Айнщайн.

Вторият пример: поведението на най-малките частици на материята - така наречените елементарни частици, както и структурата на атома не може да се разбира по отношение на класическата механика: Оказа се, че явленията, които се случват на много малки разстояния в един много кратък период от време, са извън границите на неговата приложимост. И в началото на 20-ти век, за да обясни атомни явления, дело на няколко учени, квантовата механика е създаден.

Третият пример е запознат с теб от време на физиката на основната школа на геометричната оптика се основава на концепцията за светлинните лъчи, в отлично споразумение с експеримент, ако размерът на обекти, които взаимодействат със светлината, много повече светлина дължина на вълната. Но, ако размерът на обектите е сравнима с дължината на вълната на светлината, или много по-малко то влезе в сила, вълновата теория на светлината. което е по идея на светлинните вълни.

ПРИНЦИП НА СЪОТВЕТСТВИЕ

Появата на нова физическа теория не отрича предишните, по-опростена теория, и изяснява и допълва. Един от най-важните изисквания към създаването на нови физични теории е принципът на кореспонденция. според която предвижданията на новата теория трябва да съвпадат с предвижданията на старата теория в границите на неговата приложимост. Това означава, че новата теория, ако е вярно, трябва да включва старата теория като специален, ограничаване случай. спазването на принципа формулирани в началото на датски физик 20 век Бор получава - един от основателите на квантовата механика.

Отговарят на критериите за кореспонденция всички физически теории на горните примери.

Например, прогнози на Специалната теория на относителността съвпадат с предвижданията на класическата механика, ако скоростта на движение на телата е много по-малка скорост на светлината. Квантовата механика "превръща" в класически, ако достатъчно голям размер на тялото и вълна оптика закони - законите на геометрични оптика, ако дължини на вълните на светлината са малки в сравнение с размерите на пречки.

Съвременната физическа картина на света

Съвременната физическа картина на света основава на идеята, че материята се състои от малки частици, между които има няколко типа фундаментални взаимодействия - т.нар силното взаимодействие, електромагнитни, слаби и гравитационни. През втората половина на електромагнитните взаимодействия 20-ти век са били в комбинация с ниския "електрослабата" взаимодействие. Днес, ние продължаваме интензивни усилия за изграждане на "Великото обединение" - теория, която позволява да се съчетаят всички известни видове взаимодействия.

Къде да използват физическа знания и техники?

Обяснение и прогнозиране на явления е необходимо, за да бъде в състояние да ги управляват. Поради факта, че лицето се е научил да контролират събитията, той стана "гигантски", например, е създал машини са милиони пъти по-добри от властта си сила на човешки ръце, и обединени свят сигурна комуникационна система. Всички чудесата на съвременните технологии имат своя произход предимно физика: без знанието на физическите закони не могат да бъдат създадени и използвани автомобили, машини, инструменти, космически кораби и т.н. ...

Физика на знания е важно за разбирането на света, и че е необходимо не само да се учени и инженери - необходимо е да се клтивирани човек, дори и далеч от науката и технологиите.

Физическо знания и методи пораждат нови науки като биофизика, геофизика, астрофизика