Главная
Гостевая книга
Новости
Наши достижения
Полезные издания
Ученику
Учителю
Родителям
7 класс
8 класс
9 класс
10 класс
11 класс
Методическая копилка
Мой фотоальбом
E-mail nata_sava_76@mail.ru
Архив


Дополнительное чтение


Что изучает физика

     Ошибкой древних мыслителей было то, что они стремились создать такую схему, которая объясняла бы все великое разнообразие явлений природы одновременно. Решение столь грандиозной задачи оказалось невозможным, и уже в Древней Греции стали выделяться и развиваться отдельные области, исследующие сходные явления. Так появились отдельные науки о природе, которые как бы разбили единый мир на фрагменты, включающие явления, объединенные общими признаками.
     Такой подход хоть и противоестественен (ведь Мир един, все в природе взаимосвязано), но продуктивен. Каждая наука вырабатывала свой язык и способ исследования, наиболее подходящий для успешного изучения данной группы явлений, и прогресс в накоплении знаний заметно ускорился. Уже в V-I вв.до н.э. появились математика, астрономия, зоология, логика, психология, ботаника, минералогия, география, музыкальная акустика, механика, оптика, гидростатика, философия, этика, поэтика... Список впечатляет, но он выглядит более, чем скромно в сравнении с количеством наук сегодняшнего дня, одно перечисление которых займет объем этой книги.
     Каждая наука имеет свой объект изучения. Вы без труда назовете объект изучения астрономии, географии, геолдогии, медицины, ботаники, зоологии, истории, некоорых других наук. Сложнее всего указать объект изучения физики.
     Слово physis в буквальном переводе означает "природа". Так что же, физика - наука о природе? Но и остальные естественные науки тоже о природе. Чем же физика отличается от них?
     Природой чаще всего называют окружающий мир или часть мира, скажем особенности климата, растительного и животного мира какой-нибудь области (говорят: "Изумительная природа" или "природы райский уголок" и т.п.). Но слово "природа" имеет и другой смысл: природа - сущность, внутреннее основное свойство явления, какая-то скрытая закономерность, определяющая протекание, ход явления. Например ученик совершает недостойный поступок. А почему? Причин (сущностей) может быть очень много: от плохого самочувствия до прямой корысти. И было бы полезно, прежде чем реагировать на поступок, выяснить эту сущность. Только тогда человеку можно помочь. А в чем смысл (сущность, природа) поразительной способности животных (птиц, угрей), совершающих тысячекилометровые странствия, ориентироваться в пространстве.
     Вот в этом смысле и было использовано слово physis (физика) для обозначения нашего предмета: задача физики - вскрыть сущность, внутренние закономерности явлений природы.
     Но у вас может возникнуть вопрос: разве задача других естественных наук не такова же? Или, например, астрономы только наблюдают космические явления и описывают их, а поиск закономерностей оставляют другим?
     Справедливое замечание. Действительно, задача всех естественных наук - поиск закономерностей (раскрытие природы) явлений, входящих в круг интересов каждой из наук. Различаются лишь объекты изучения: географы изучают Землю, ее рельеф, строение, народонаселение, климатические зоны и т.п., ботаники - растительный мир, зоологи - животный и т.д. Значит, чтобы окончательно определить предмет, нужно назвать явления, которые изучают физики. Какие же?
     Ответ и прост, и на первый взгляд парадоксален: физики изучают все явления в окружающем мире!
     Что же получается? от чего ушли, к тому и пришли? Физики остались на позициях ученых древнего мира, пытавшихся вскрыть гармонию Мира в целом? Но это путь тупиковый, как выяснилось уже в те далекие времена.
     Физики действительно изучают все явления природы, но цель изучения изменилась. Вот современное определение предмета физики:
     физика - это наука о наиболее простых и вместе с тем наиболее общих свойствах тел и явлений.
     «О наиболее простых и вместе с тем наиболее общих свойствах» - в этом секрет физики! Изучая какое-то явление, физики не ставят цель выяснить как можно больше, установить все многообразие его свойств и связей, а выделяют в этом явлении то, что объединяет его со всеми другими явлениями природы.
     Таким образом, физики поставили перед собой задачу исключительной сложности: открыть самые общие закономерности Мира, которые проявляются во всех явлениях природы. Эта задача и впрямь перекликается с идеями античных мыслителей, и если бы не метод, гарантирующий истинность физического знания, то к нему можно было бы отнестись с недоверием, как к мифологическим построениям.
     Какое же место занимает физика в группе естественных наук?
     Слова "о наиболее простых свойствах тел и явлений" в определении как бы принижают значение физики. Предмет изучения биологии, социальных наук намного сложнее: загадка живого, тайна Человека и общества людей. Действительно, как вы в дальнейшем узнаете, законы физики очень просты по смыслу и форме. Но ...
     Но в определении есть слова "о наиболее общих", и они сразу поднимают физику на самую высокую ступень сложности, так как докопаться до общего в разнообразии тел и явлений чрезвычайно трудно. Чтобы убедиться в этом, выберите десяток предметов (звезда, муха, дерево, облако, стол...) и попробуйте отыскать это общее. Ну как? Не проще дела обстоят и с явлениями. что общего у таких явлений: гроза, кипение воды, пламя свечи, бег человека?.. открыть закономерности, общие для всех тел и явлений, очень и очень трудно. Путь к открытию занимает всего век - другой времени, суммируя усилия нескольких поколений ученых.
     Таким образом, физика одновременно и проста (по результатам; «И как мы этого не замечали?» - нередко будет приходить вам в голову, когда вы познакомитесь с результатами), и сложна, так как вскрывает самые глубокие закономерности всей Природы.
     Физики накопили значительное количество сведений, которые понадобились и представителям других естественных наук. Это не удивляет, ведь открытия физиков касаются всех тел и явлений природы. Сегодня успешно развиваются астрофизика, биофизика, химфизика, геофизика, техническая физика, в которых объекты соответствующих наук изучаются на основе законов физики и ее методами. Другими словами, наряду с дифференциацией (разделением) наук идет и процесс их интеграции (соединения). Hе придем ли мы когда-нибудь к единой науке peri physeos (о природе), как это было в начале пути? Не исключено!
     Приведем примеры нескольких групп явлений, представляющих интерес для физики.
     Все тела независимо от их природы имеют некоторую протяженность, занимают какое-то место в пространстве. Значит, пространство - объект изучения физики.
     Аналогично все явления живой и неживой природы протекают во времени. Значит, и время - предмет внимания физиков.
     Общим свойством тел является их перемещение в пространстве или механическое движение. Учение о движении - механика - основной раздел физики.
     Важную роль во всех явлениях природы играют тепловые процессы, связанные с получением тепла и передачей его от одних тел к другим. Раздел физики - термодинамика - изучает тепловые явления и свойства тел во всем их разнообразии.
     Менее очевидна всеобщность электромагнитных явлений, если не считать рукотворного электричества - электрифицированного производства и быта. Но стоит только сказать, что все частицы, из которых построены тела, скреплены именно электромагнитными силами и что свет и друге излучения имеют электромагнитное происхождение, и этого достаточно, чтобы ощутить всеобщее значение законов электродинамики - раздела классической физики.
     В физике издавна и по сей день существует и еще одно направление исследования. Речь идет об изучении строения вещества, поиске "кирпичиков" мироздания, "строительного материала", из которого созданы все тела.
     Такова в общих чертах физика, простая и сложная, открывающая необыкновенную внутреннюю гармонию Мира за многообразием обыкновенных вещей и событий.


физика?

Наблюдения и опыты

     Чтобы выжить, нужно познавать. Жизнь показала, что при прочих равных условиях человек знающий сильнее, практичнее, полезнее и нравственнее.
     Но что же можно считать знанием?
     Как люди добывают знание и отражают его, чтобы передать другим?
     Знанием называют те сведения, опираясь на которые мы можем уверенно планировать нашу деятельность на пути к цели, и деятельность эта неприменно приведет к успеху. Чем сложнее цель, тем больше знаний требуется для ее достижения.
     За тысячелетия человечество накопило огромное количество знаний, и одному человеку впитать в себя всю их совокупность невозможно. Поэтому люди специализируются в какой-нибудь достаточно узкой области, а потом делятся плодами своих достижений.
     Основным способом получения знаний является метод проб и ошибок. Он трудоемок, приходится перебирать много вариантов. По крупицам столетиями люди собирают секреты мастерства, изучают особенности среды, в которой живут, нравы людей и законы общежития и передают эти знания следующим поколениям в надежде, что те приумножат их.
     Попробовали так - не вышло, этак - тоже не то. Не теряя оптичмизма, пробуем третий, четвертый вариант... Удача! И последние знания становятся нашим достоянием.
     Метод проб и ошибок небезопасен, если не сочетать его с размышлением, логикой, анализом. Метод проб и ошибок будем называть опытом (экспериментом).
     Эксперименту предшествуют еще два этапа получения знания. Чтобы провести эксперитмент, необходимо все обдумать, понять как и почему его необходимо провести, т.е. выдвинуть гипотезу. А чтобы возникла гипотеза нужно, чтобы к этому человека что-то подвинуло. Чаще всего таким рычагом является наблюдение явления в природе.
этапы получения знания

Физические величины
Точность и погрешность измерений

     Физическое понятие, отражающее какое-то свойство тел и явлений и выражаемое числом (или несколькими числами) в процессе измерения, называют физической величиной.
     Обратим внимание на слова "в процессе измерения". Это означает, что в определении (толковании) физической величины должны содержаться сведения о процедуре ее измерения, о приборах, о единице измерения. Иногда описание процедуры измерения и составляет собственно определение физической величины.
     Измерения составляют значительную (если не основную) часть физических исследований.
     Физическую величину обозначают буквой латинского или греческого алфавита (s, a, v, m, t, F)
     Между свойствами тел и явлений с помощью опыта обнаруживают связи (закономерности), которые можно выразить на языке физических величин.
     Измерить какую-нибудь физическую величину - это значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу.
     Измерения делятся на прямые и косвенные.
     При прямом измерении прибор непосредственно дает значение измеряемой величины. Примеры: измерение длины линейкой или массы тела на весах.
     При косвенном измерении вы определяете значение искомой величины на основе прямых измерений других величин, с которыми искомая связана определенной формулой (зависимостью).
     Ни одно измерение не обходится без погрешностей и не дает абсолютно точного значения физической величины. Причин тому много: несовершенство приборов, невозможность точного считывания результатов со шкалы, влияние на процесс измерения каких-то случайных факторов и, наконец, небрежность экспериментатора.
     Оценить погрешность измерений трудно, а проанализировать источники погрешности еще сложнее. Почти каждый опыт в этом отношении может оказаться индивидуальным.
      Если все измерения делать аккуратно, пользоваться только исправными приборами, а также максимально приближать условия опыта к условиям решаемой задачи, то в качестве погрешности обычно учитывают только погрешность считывания результата со шкалы. Ее считают равной половине цены деления шкалы измерительного прибора.
     
     
     
запись результата с учетом погрешности
Найти: на nv-magadan.narod.ru на Народ.Ру на Яндексе
Хостинг от uCoz
RuPoisk.ru - каталог товаров и услуг