Что изучает физика? Некоторые термины и наблюдения
Физика – это наука понимать природу.
Эдвард Роджерс
Физика – это предмет помогающий объяснить многие вещи, с которыми человек сталкивается ежедневно. Само слово «физика» происходит от греческого слова «фюзис», что означает «природа». То есть, физика – это наука о природе. Конечно, существуют и другие науки о природе, такие как химия, биология, география и так далее, но все они используют законы физики. Первый учебник физики на русском языке был издан Михаилом Васильевичем Ломоносовым. Ломоносов был выдающимся ученым и поэтом, а потому внес очень большой вклад в развитие науки и культуры в России.
Книга или карандаш падают со стола на пол. Лампочка, через которую проходит электрический ток и раскаляет её спираль докрасна. Но если нажать на выключатель, то лампочка погаснет.
Суть в том, что во всех этих примерах происходят те или иные изменения. Так вот, эти изменения называются явлениями. То есть явления – это изменения, происходящие с телами и веществами в окружающем мире. В физике разделяют четыре основных типа явлений: механические явления, тепловые явления, световые явления и электромагнитные явления.
Такие явления называют физическими явлениями. То есть, физические явления – это любые превращения вещества или проявления его свойств, происходящие без изменения состава вещества.
Задача физики состоит в следующем: изучая различные явления, вывести общие законы, которые бы их объясняли. Например, то, что окружающие нас тела не висят в воздухе, а притягиваются к Земле обусловлено законом всемирного тяготения. То есть мяч падает на Землю, потому что Земля его притягивает. Земля вращается вокруг своей оси. Этим обусловлена смена дня и ночи.
Солнце может осветить только определённую часть Земли (в этой части Земли будет день). Другая часть Земли останется не освещенной, и там будет ночь. Было установлено, что помимо вращения вокруг своей оси, Земля вращается вокруг Солнца (хотя раньше, люди думали, что, наоборот, Солнце вращается вокруг Земли). Известно, что вращением Земли вокруг Солнца обусловлена смена времен года.
Таких примеров большое количество. В физике, как и в любом другом предмете, имеются некоторые физические термины, то есть специальные слова, обозначающие физические понятия.
В физике все тела, которые нас окружают, называют физическими телами. Это может быть книга, стол и так далее. Любое физическое тело имеет объём и форму. Например, если выдавить зубную пасту из тюбика, она изменит свою форму, но сохранит объём. Если рассмотреть два стакана, то можно убедиться, что они имеют абсолютно одинаковую форму, но разный объём.
Но какой бы объём или форму ни имели тела, все они состоят из того или иного вещества. Например, древесина, стекло, вода, воздух – все это различные вещества.
Вещество – это один из видов материи. А материя – это вообще всё, что существует во вселенной.
Что же является материей, но не является веществом? Наиболее очевидный пример, который мы можем привести – это свет. Свет, это, несомненно, материя (существует даже давление света), но его никак нельзя назвать веществом.
Значительную часть знаний, которыми обладает человечество, люди приобрели с помощью некоторых наблюдений. Рассмотрим падение тела. Если много раз выпускать мяч из рук, он всегда будет падать на Землю. Но будет ли то же самое происходить с камнем? Конечно. Если взять перо или листок, то эти тела падают несколько иначе. Соответственно, возникают вопросы: есть ли разница, тяжелое тело мы бросаем или легкое? Имеет ли значение его форма и объём? Для того чтобы ответить на эти вопросы, нужно произвести целенаправленные наблюдения. Такие наблюдения называются опытами (или экспериментами). То есть опыт – это наблюдения, которые проводятся в соответствии с некоторым планом. Прежде чем составить план, полезно выдвинуть гипотезу (то есть догадку) о том, как происходит то или иное явление. На основе таких догадок составляется физическая теория. С помощью опытов ученые убеждаются в правильности или неправильности составленной теории. Для этого, в процессе опытов производятся определенные измерения (например, в случае падения тел измеряется время, за которое они упали с той или иной высоты). Итак, в результате каких-либо наблюдений у человека возникает гипотеза о том, как объяснить происходящее. Обобщив свои гипотезы и рассуждения, человек может составить физическую теорию. Для проверки состоятельности (то есть справедливости) этой теории, проводятся опыты. Исходя из результатов опыта, физическая теория подтверждается или опровергается. Изучением падения тел занимался известный итальянский физик Галилео Галилей.
Он провел эксперимент в итальянском городе Пиза, где находится всемирно известная пизанская башня (она стоит под наклоном). Для того чтобы убедить своих современников, что его гипотеза верна, Галилей сбросил с башни мушкетную пулю и пушечное ядро. Вопреки ожиданиям, и ядро, и пуля приземлились практически одновременно. Причина произошедшего будет объяснена в других темах.
Главный вывод из данных примеров – это то, что источниками физических знаний являются наблюдения и опыты. Именно поэтому академик Лев Давыдович Ландау говорил: «верховным судьёй всякой физической теории является опыт».
Этим он хотел подчеркнуть, что какие бы догадки ни возникли у человека, относительно того или иного явления, их нельзя считать ни истинными, ни ложными, до тех пор, пока опыт не подтвердит эти догадки или не опровергнет их.
Основные выводы:
– Физика – это одна из наук о природе.
– Задачей физики является открытие и изучение законов, связывающих между собой различные физические явления и объяснение этих явлений.
– Явления – изменения, происходящие с телами и веществами в окружающем мире.
– Физические явления – это любые превращения вещества или проявления его свойств, происходящие без изменения состава вещества.
– Физические тела – любые тела, окружающие нас.
– Опыт – это целенаправленные наблюдения, производящиеся для подтверждения или опровержения физической теории.
– Наблюдения и опыты являются источниками физических знаний.
Домашнее задание
Страница 3 – 7 читать
Ответы на вопросы, письменно
