Фізика як наука

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Зміст
1. Що вивчає фізика
2. Деякі фізичні терміни
3. Спостереження і досліди
4. Фізичні величини та їх вимірювання
5. Точність і похибки вимірювань
6. Фізика і техніка

1. Що вивчає фізика
Слово «фізика» походить від грецького слова «фюзіс», що означає природа. Воно вперше з'явилося в творах одного з найбільших мислителів старовини - Арістотеля, який жив у IV ст. до нашої ери.
У російську мову слово «фізика» було введено Михайлом Васильовичем Ломоносовим, коли він видав у Росії перший підручник фізики в перекладі з німецької мови.
Фізика - одна з основних наук про природу.
Якщо уважно придивитися до подій у навколишньому світі, то можна помітити, що в ньому відбуваються різноманітні зміни, або явища.
Зміни, що відбуваються з тілами і речовинами в навколишньому світі, називають явищами.
Так, наприклад, шматочок льоду, внесений в теплу кімнату, почне танути. Вода в чайнику, поставленому на вогонь, закипить. Якщо по дроту пропустити електричний струм, то вона нагріється і може навіть розжариться до червоного (як в електричній лампочці).
Танення льоду, кипіння води, падіння каміння, нагрівання дроту струмом, вітер, грім - все це різні явища.
У фізиці вивчають: механічні, електричні, магнітні, теплові, звукові і світлові явища. Всі ці явища називають фізичними.
Будь-які перетворення речовини або про явища його властивостей, що відбуваються без зміни складу речовини, називають фізичними явищами.
Чи може одна така наука, як фізика, вивчити безліч явищ?
Фізика володіє незвичайною особливістю. Вивчаючи найпростіші явища, можна вивести загальні закони.
Наприклад, вивчаючи вільне падіння кульок, які мають різний розмір, з різної висоти, можна встановити закони, які будуть виконуватися при падінні інших тіл.
Завдання фізики полягає в тому, щоб відкривати і вивчати закони, які пов'язують між собою різні фізичні явища, що відбуваються в природі.
Наприклад, з'ясовано, що причиною падіння на Землю різних тіл є їх тяжіння Землею. Зміна дня і ночі пояснюється тим, що Земля обертається навколо своєї осі. Одна з причин виникнення вітру - нерівномірне нагрівання повітря і т. д.
Вивченням природи займаються й інші науки: біологія, хімія, географія, астрономія. Всі ці науки застосовують закони фізики. Наприклад, в географії вони необхідні для пояснення клімату річок, освіти вітрів та інших явищ. В астрономії закони фізики використовують при вивченні будови і розвитку небесних тіл.
2. Деякі фізичні терміни
У фізиці, крім звичайних слів, використовують спеціальні слова, або терміни, що позначають фізичні поняття. Деякі з таких слів поступово увійшли в наше розмовну мову. Наприклад, такі, як «електрика», «енергія», «сила» та інших
У фізиці кожне з навколишніх нас тіл (піщинку, камінь, Місяць) прийнято називати фізичним тілом або просто тілом.
Фізичні тіла - це ручка, листок, крапля води, тенісний м'яч і т. д.
Будь-яке тіло має форму і об'єм.
Все те, з чого складаються фізичні тіла, називають речовиною. Залізо, мідь, гума, повітря, вода - все це різні речовини.
Вода - речовина, крапля води - фізичне тіло, алюміній - речовина, алюмінієва ложка - фізичне тіло.
Речовина - це один з видів матерії. А словом «матерія» у науці називають усе, що є у Всесвіті.
Матерія - це все те, що існує у Всесвіті незалежно від нашої свідомості (небесні тіла, рослини, тварини та ін.)
Прикладами іншого виду матерії є світло, радіохвилі. Нам відомо, що радіохвилі реально існують, незважаючи на те що ми їх не бачимо.
Вивчаючи фізику, ви будете постійно розширювати свої знання, дізнаватися нові терміни і тим самим осягати мову цієї цікавої науки.
3. Спостереження і досліди
Багато знання отримані людьми з власних спостережень. Для вивчення якого-небудь явища необхідно перш за все спостерігати його і по можливості не один раз. Щоб з'ясувати таке явище, як падіння тіл на Землю, недостатньо один раз побачити, як падає те чи інше тіло. Слід з'ясувати, чи буде різниця в падінні тіла легкого і важкого. Чи однаково падають тіла різних розмірів з різної висоти? Це можна дізнатися, якщо багато разів спостерігати випадки падіння тіл.
Звичайно, чекати, поки який-небудь тіло впаде сама, не варто. Для цього беруть різні тіла і змушують їх падати. Тим самим викликають явище падіння тіл, іншими словами, проводять досвід. Під час дослідів зазвичай виконують вимірювання.
Досліди відрізняються від спостережень тим, що їх проводять з певною метою, за заздалегідь обдуманого плану. Для складання такого плану найкраще мати попередні здогади про те, як протікає явище, тобто висунути гіпотезу.
Висуваючи ту чи іншу гіпотезу, вчені за допомогою фізичного експерименту знаходять підтвердження фізичної теорії або її спростування.
Щоб отримати наукові знання про навколишній світ, необхідно обміркувати і пояснити результати проведених дослідів, знайти причини спостережуваних явищ, зробити висновки.
Відома легенда про італійське вченій Г. Галілеї. Для того щоб вивчити, як відбувається падіння тіл, Галілей кидав різні кулі з похилою вежі в м. Пізі. Проробивши такі досліди, вчений отримав підтвердження своєї гіпотези і відкрив закон падіння тіл.
Таким чином, джерелами фізичних знань є спостереження і досліди.
4. Фізичні величини та їх вимірювання
У побуті, техніці, при вивченні фізичних явищ часто доводиться виконувати різні виміри. Так, наприклад, вивчаючи падіння тіла, необхідно виміряти висоту, з якої падає тіло, масу тіла, його швидкість, час падіння. Висота, маса, швидкість, час і т. д. є фізичними величинами. Фізичну величину можна виміряти.
Виміряти яку-небудь величину - це означає порівняти її з однорідною величиною, прийнятої за одиницю.
Так, наприклад, виміряти довжину столу - значить порівняти її з іншою довжиною, яка прийнята за одиницю довжини, наприклад з метром.
Для кожної фізичної величини прийняті свої одиниці.
Для зручності всі країни світу прагнуть користуватися однаковими одиницями фізичних величин. З 1963 р. в Росії та інших країнах застосовується Міжнародна система одиниць - СІ (система інтернаціональна). У цій системі основною одиницею довжини є метр (1 м), одиницею часу - секунда (1 с), одиницею маси - кілограм (1 кг).
Часто застосовують одиниці, які в 10, 100, 1000 і т. д. раз більше прийнятих одиниць (кратні). Ці одиниці отримали найменування з відповідними приставками, взятими з грецької мови. «Дека» - 10, «гекто» - 100, «кіло» - 1000 і ін
Якщо використовуються одиниці, які в 10, 100 і 1000 і т. д. раз менше прийнятих одиниць (частинні), то застосовують приставки, взяті з латинської мови. «Деци» - 0,1, «санти» - 0,01, «мілі» - 0,001 і ін
Для проведення дослідів необхідні прилади. Одні з них дуже прості і призначені для простих вимірювань. До таких приладів можна віднести: вимірювальну лінійку, рулетку, вимірювальний циліндр та ін
У міру розвитку фізики прилади ускладнювалися і удосконалювалися. З'явилися амперметри, вольтметри, секундоміри, термометри.
Вимірювальні прилади, як правило, мають шкалу. Це означає, що на приладі нанесені штрихові поділу, а поруч написані значення величин, відповідні поділам. Відстані між двома штрихами, біля яких написані значення фізичної величини, можуть бути додатково розділені ще на кілька поділок. Ці розподілу іноді не позначені числами.
Визначити, яким значенням величини відповідає кожне найменше поділ, неважко. Так, наприклад, візьмемо вимірювальну лінійку. Цифрами 1, 2, 3, 4 і т. д. позначені відстані між штрихами, які розділені на 10 однакових поділок. Отже, кожний розподіл (відстань між найближчими штрихами) відповідає 1 мм. Ця величина називається ціною поділки шкали приладу.
Перед тим як приступити до виміру фізичної величини, слід визначити ціну поділки шкали використовуваного приладу.
Для того щоб визначити ціну поділки, необхідно:
- Знайти два найближчих штриха шкали, біля яких написані значення величини;
- Вилучити з більшого значення менше і отримане число поділити на кількість поділів, що знаходяться між ними.
Визначимо ціну поділки термометра.
Візьмемо два штрихи, біля яких нанесені значення вимірюваної величини (температури).
Наприклад, штрихи з позначеннями 10 ° С і 20 ° С. Відстані між цими штрихами розділені на 10 ділень. Отже, ціна ділення буде рівна:
QUOTE = 1 ° С
Отже, термометр показує 24 ° С.
5. Точність і похибка вимірювань
Будь-яке вимір може бути виконано з більшою або меншою точністю.
В якості прикладу розглянемо вимірювання довжини бруска демонстраційним метром з сантиметровими поділками.
Спочатку визначимо ціну поділки лінійки. Вона буде дорівнює 1 см.
Якщо лівий кінець лінійки поєднати з нульовим штрихом, то правий буде перебувати між 11 і 12 штрихами, але ближче до 11.
Яка з цих двох значень слід прийняти за довжину бруска? Очевидно, те, що ближче до істинного значення, тобто 11 см.
Вважаючи, що довжина бруска 11 см, ми допустили неточність, так як брусок трохи довше 11 см.
У фізиці допускається при вимірюванні неточність називають похибкою вимірювань. Похибка вимірювання не може бути більше ціни поділки вимірювального приладу.
У нашому випадку похибка вимірювання бруска не перевищує 1 см. Якщо така точність вимірювань нас не задовольняє, то можна зробити вимірювання з більшою точністю. Але тоді доведеться взяти масштабну лінійку з міліметровими поділками, тобто з ціною поділки 1 мм.
У цьому випадку довжина бруска виявиться рівною 11,4 см.
З цього прикладу видно, що точність вимірювань залежить від ціни поділки шкали приладу.
Чим менше ціна розподілу, тим більше точність вимірювання. Точність вимірювання залежить також від правильного застосування вимірювального приладу, розташування ока при відліку по приладу.
Внаслідок недосконалості вимірювальних приладів і наших органів чуття при будь-якому вимірі виходять лише наближені значення, дещо більші чи менші істинного значення вимірюваної величини.
Під час виконання лабораторних робіт або просто вимірювань слід вважати, що: похибка вимірювань дорівнює половині ціни поділки шкали вимірювального приладу.
Виміряємо довжину кулькової ручки. Нульову відмітку лінійки сумісний з одним кінцем ручки, а інший її кінець виявиться поблизу 14 см. Ціна поділки лінійки 1 мм, тоді похибка вимірювання буде дорівнює 0,5 мм або 0,05 см.
Отже, довжину ручки можна записати у вигляді:
l = (14 ± 0,05) см,
де l - довжина ручки.
Істинне значення довжини ручки знаходиться в інтервалі від 13,95 см до 14,05 см.
Під час запису величин, з урахуванням похибки, слід користуватися формулою:
А = а ± Δa,
де А - вимірювана величина, а - результат вимірювань, Δa - похибка вимірювань (Δ-грец. літера «дельта»).
6. Фізика і техніка
Розвиток фізики супроводжувалося зміною уявлень людей про навколишній світ. Відмова від звичних поглядів, виникнення нових теорій, вивчення фізичних явищ характерно для фізики з моменту зародження цієї науки до наших днів.
Важливе значення мають відкриття в галузі фізики для розвитку техніки. Наприклад, двигун внутрішнього згоряння, що приводить у рух автомобілі, тепловози, річкові та морські судна, був створений на основі вивчення теплових явищ.
З розвитком науки в техніці за останні десятиліття відбулися грандіозні зміни.
Те, що раніше вважалося науковою фантастикою, зараз є реальністю. Сьогодні важко уявити наше життя без відеомагнітофона, комп'ютера, мобільного та інтернет-зв'язку.
Сучасне кіно, телебачення, радіо, магнітний запис - все це виникло після того, як були вивчені багато звукові, світлові та електричні явища.
У свою чергу, розвиток техніки впливає на розвиток науки. Так, наприклад, удосконалені машини, комп'ютери, точні вимірювальні та інші прилади використовуються вченими при дослідженні фізичних явищ. Після того як були створені сучасні прилади і ракети, стало можливим глибше вивчити космічний простір.
Подібних прикладів можна навести безліч. Відкриття, зроблені в науці, є результат наполегливої ​​праці багатьох учених різних країн.
Розглянемо деякі етапи розвитку фізики.
Виникнення фізичної теорії пов'язано з ім'ям видатного англійського фізика і математика Ісаака Ньютона. Узагальнивши результати спостережень і дослідів своїх попередників (М. Кеплера, Г. Галілея), Ньютон створив величезну працю "Математичні початки натуральної філософії». У цій роботі вчений виклав найважливіші закони механіки, які були названі його ім'ям. Закони Ньютона призвели до бурхливого розвитку уявлень про механічному русі.
Подальший розвиток фізики визначилося вивченням теплових і електромагнітних явищ. Прагнення вчених проникнути в глиб теплових процесів призвело до зародження ідей про молекулярному будову речовини.
Дослідження електромагнітних явищ докорінно змінило наукову картину світу. Виявилося, що нас оточують фізичні тіла й поля. Загальну теорію електромагнітних явищ створив Джеймс Максвелл.
Теорія Максвелла пояснила природу світла і допомогла розробці нових технічних приладів і пристроїв, заснованих на явищах електромагнетизму.
Новий етап бурхливого розвитку фізики почався у ХХ ст. Виникли і стали розвиватися нові напрями: ядерна фізика, фізика елементарних частинок, фізика твердого тіла та ін Зросла роль фізики і її вплив на технічний і соціальний прогрес. Свій внесок у розвиток сучасної фізики внесли видатні вчені Росії: Н. Г. Басов, П. Л. Капіца, Л. Д. Ландау, Л. І. Мандельштам, А. М. Прохоров і ін
Яскравим підтвердженням зв'язку науки і техніки став величезний прорив в області вивчення космосу. Так, 4 жовтня 1957 р. у нашій країні був запущений перший у світі штучний супутник Землі, а 12 квітня 1961 р. Юрій Олексійович Гагарін став першим космонавтом. Його політ тривав 1 год 48 хв. 21 липня 1969 вперше була здійснена посадка на Місяць американського космічного корабля з астронавтами на борту: Нейлом Армстронгом і Едвіном Олдріном. Великий внесок у наукову і технічну розробку космічних польотів зробив Сергій Павлович Корольов.
Тут названі лише основні етапи розвитку фізики і перераховані деякі з видатних людей науки, які зробили важливі відкриття, завдяки яким розвивалася ця наука.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Фізика та енергетика | Реферат
30кб. | скачати


Схожі роботи:
Фізика 2
Фізика 9 кл
Молекулярна фізика
Фізика напівпровідників
Фізика зірок
Фізика середньовічча
Фізика і суспільство
Квантова фізика
Пушкін і фізика
© Усі права захищені
написати до нас