Физика — фундаментальная наука о природе. Основные этапы развития физики.
Физика — наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира.
Слово «физика» в переводе с греческого означает «природа».
На стыке физики и других наук возникли: биофизика, астрофизика, геофизика, физическая химия.
В соответствии с многообразием форм материи и движения физика подразделяется на физику элементарных частиц, физику атомных ядер, физику атомов, физику молекул, физику плазмы
Как наука физика появилась из недр натурфилософии — философии природы.
Всю историю физики можно условно разделить на три основных этапа: древний и средневековый этап, этап классической физики, этап современной физики.
Древний и средневековый этап.
геоцентрическая система и механика Аристотеля IV в. до н.э.
гелиоцентрическая система Аристарха Самосского III в. до н.э.
геоцентрическая система Птолемея II в.
квазигелиоцентрическая система Коперника XVI в.
гелиоцентрическая система Кеплера XVII в.
Этап классической физики.
теория электромагнитного поля Максвелла
Этап современной физики.
теория относительности Эйнштейна
квантовая гипотеза Планка
модель атома Бора
волновая механика Гейзенберга
физика элементарных частиц: Дирак, Резерфорд.
Единство природы и универсальность физических законов.
земная механика (несовершенная)
небесная механика (идеальная)
Универсальность физических законов была открыта только в XVII веке усилиями Галилея и Ньютона.
Галилей доказал несовершенство надлунного мира Аристотеля, обнаружив неровности на Луне и пятна на Солнце.
Ньютон создал единые начала физики с общими законами инерции, динамики, действия и противодействия
Универсальность физических законов и понятий заключается в том, что они применимы ко всему миру, доступному нашим наблюдениям. Атомы одинаковы везде — на Земле и в космосе. Универсальность физических законов подтверждает единство природы и Вселенной в целом.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему
Физика — фундаментальная наука о природе. Основные этапы развития физики.
Физика — фундаментальная наука о природе. Основные этапы развития физики.
Физика — фундаментальная наука о природе. Основные этапы развития физики.
Источник
Статья "Физика — наука о природе"
статья по физике на тему
Место физики в системе общеобразовательных предметов определяется особенностями физики как науки среди других наук. Современная физика является важнейшим источником знаний об окружающем мире, основой научно-технического прогресса и вместе с тем одним из важнейших компонентов человеческой культуры.
Физика является теоретической наукой, которая открывает фундаментальные законы природы. Физические теории и физические методы исследования все больше проникают в другие естественные науки (химию, астрономию, биологию и тому подобное) и дают важные результаты.
Значение того или другого учебного предмета определяется через его специфические особенности и признаки. Физика как учебный предмет учебного плана средней школы позволяет вооружить учеников основами физики — науки о природе. Содержание, система и методология физики открывает большие возможности для формирования научного мировоззрения учеников, выработки практических умений и навыков, действенных навыков самостоятельной работы. При реализации этих заданий развиваются умственные способности учеников, в частности логическое мышление учеников, как отображение высшей логики — логики природы. Физика имеет огромный воспитательный потенциал.
Сейчас много внимания уделяется социализации личности, её развитию, особенно при переходе на ФГОС второго поколения. Один из социальных заказов общества — воспитание всесторонне развитой личности. Но без знания математики не сможешь решать задачи по физике, выполнять экспериментальные задания. Многие величайшие открытия сделаны в наше время именно на стыке наук — химии и физики, физики и биологии и т.п. Расширяя свои знания по другим предметам, учащиеся углубляют знания по физике, расширяют кругозор.
При переходе на ФГОС второго поколения нельзя не учитывать, что современному обществу нужен выпускник, самостоятельно мыслящий, умеющий видеть и творчески решать возникающие проблемы. Поэтому образование на данном этапе должно быть ориентировано на развитие личности.
При обучении учащихся связь физики с другими предметами призвана решать следующие задачи:
Источник
Доклад по физике на тему физика наука о природе
Гипермаркет знаний>>Физика>>Физика 7 класс>> Физика: Физика — наука о природе. Физические тела и физические явления
Реферат к предмету Физика 7 класс
С самого начала своего существования человек наблюдал за природными явлениями, которые происходили вокруг него. Естественно, что первобытного человека интересовали многие, непонятные ему процессы, которые он был не в состоянии объяснить.
Конечно же, человечество не может осознать все явления одновременно, так как осознание всего происходящего происходит постепенно. Вначале человек просто наблюдает, потом он это делает более осознанно, плавно переходя к целенаправленным изучениям природных явлений, проводит различные опыты, выясняет причины и наконец-то находит какие-то закономерности. Вот так медленно, но уверенно, зарождалась наука о природных процессах и явлениях окружающего нас мира.
Постепенно научные знания в области природных явлений накапливались и расширялись, поэтому их пришлось разделить на отдельные научные направления. Одной из таких важных и интересных научных направлений является физика. Эта древнейшая естественная наука изучает общие закономерности природы, их законы движения, свойства и строение материи.
А наука, которая объединяет все знания о природе, получила название природоведения. Такая наука, как биология, занимается исследованиями, которые происходят в живой природе. Изменения в литосфере, гидросфере и атмосфере изучает география. Химия занимается изучением свойств веществ и их преобразованием. А астрономия акцентирует наше внимание на галактиках и межгалактических пространствах.
Знания о структуре и поведении различных объектов стали толчком для развития физики, как науки. Благодаря наблюдениям за природными явлениями были установлены законы механического движения тел и планет. Практическое применение физики позволило человечеству продвинуться в технологическом развитии. Ведь без знаний физики невозможно осуществить и продолжать развивать современные технологии.
Благодаря знаниям законов электричества, человек создал разнообразные бытовые и промышленные приборы, с помощью законов преломления и отражения света общество продвинулось в изучении оптики, а с пониманием закономерностей тепловых процессов были созданы реактивные и автомобильные двигатели, паровые турбины и т.д. Без хороших знаний физики вряд ли бы был возможен запуск космических аппаратов в космос и высадка астронавтов на Луне.
В современном мире существует множество физических теорий, которые могут объяснить природу любых физических явлений, так как они прошли испытания временем. Физика на протяжении многих веков продолжает изучать такие различные природные явления, как механические, электрические, световые, тепловые и т.д. Мы узнали благодаря физике о таких физических явлениях, как отражение света, кипение воды, происхождении молнии. Без физики мы бы не имели техники, так как ее закономерности являются основой действий всех технических устройств.
И чтобы в дальнейшем постигать истину о мире природы, необходимо иметь физические знания и изучать эту науку.
Источник
Физика — наука о природе
Слово «физика» возникло в глубокой древности. Родоначальником физики был ученый Аристотель (Др. Греция 384-322 г.г. до н. э.). Он написал книгу «Физика», посвященную исследованиям природы. Значит, греческое слово «физика» — это наука о природе.
Примеры изучения физики: свет, звук, лёд, радуга (Источник unsplash.com)
Природа — все живое и неживое в окружающем нас мире. Все, что связано с любыми природными объектами, о которых можно судить по ощущениям человека – это материя. В классе – парты, стулья, учебники, карандаши, ручки; в столовой – вкусные обеды и завтраки, аппетитные запахи; на улице – машины, люди, здания, ветер, бегущие после дождя ручейки; дома – знакомые вещи, мебель; в лесу – деревья, кусты, трава, птицы, животные.
Примеры тел: велосипед, сумка с вещами, карандаши, ткани и ножницы
Эти и другие предметы называются физическими телами. Тело состоит из вещества. Например, линейка может быть деревянной, стальной, пластмассовой. Поэтому, сталь, дерево, пластмасса – это физические вещества.
Примеры веществ в ведрах: деревянное, металлическое, пластиковое
Некоторые тела состоят из одного вещества, другие – из нескольких, например, бронза – сплав меди и олова. Тела, состоящие из одного вещества, называются однородными, а из нескольких веществ – неоднородными.
Вещество можно видеть, ощущать, фиксировать при помощи органов чувств. Но существует еще один вид материи, которая регистрируется только приборами. Это поле. Поле определяет притяжение тел к Земле, а планет к Солнцу. Останкинскую телебашню и телевизоры в домах соединяют между собой также физические поля.
Магнитное поле вокруг Земли
Понятия «материя» и «поле» более глубоко изучаются в старших классах.
Явления неживой природы
Окружающий человека мир постоянно меняется. Изменения в неживой природе называются физическими явлениями. Летит птица или ползет гусеница, сверкает молния, гремит гром, идет дождь, река несет свои воды мимо берегов, падает с дерева листок, просыпается вулкан, ветер поднимает пыль на дороге, кипит вода в чайнике, тает снег и много-много другого происходит вокруг. (Если нужно рассмотреть изменения, происходящие в живом организме птицы или гусеницы, то этим займутся другие науки, например, биология, зоология).
Спящий вулкан
Летящий самолёт
Полярное сияние
Существует несколько видов физических явлений.
- Механические – явления, связанные с движением. Летит самолет, бежит спортсмен, едет автомобиль. Звук — тоже движение колеблющихся тел;
- Тепловые – процессы, которые связаны с температурой тел. Нагревание воздуха в доме от батареи, горение дров в костре, образование льда на речке. Вот примеры тепловых явлений;
- Электрические – явления, обусловленные существованием в природе заряженных частиц. Например, работа электроприборов, молния, полярное сияние, искорки вокруг синтетической одежды в темноте;
- Магнитные – явления, связанные с действием магнита на некоторые тела. Стрелка компаса показывает на Юг и на Север, потому что Земля – это огромный магнит. В школе на уроках физики демонстрируют полосовой и дугообразный магниты. Электрические и магнитные явления тесным образом связаны друг с другом, поэтому их называют электромагнитными;
- Оптические (световые) явления – частный случай электромагнитных изменений. Солнечный «зайчик», радуга, зеркальное отражение – все это небольшая частица многочисленных явлений оптики.
Многие процессы имеют сложный характер. Например, вспышка молнии – это одновременно и электрическое, и магнитное, и оптическое явление.
Наблюдения и опыты
Человеку свойственны любопытство, интерес. Люди всегда пытались понять и объяснить окружающий их мир, но объяснение должно быть научно, т.е. должно опираться на физические теории и законы. Как же открываются законы, и создаются теории? Первый этап поиска научной истины называется научным наблюдением.
Процесс наблюдения
Процедура наблюдения содержит разнообразие методов, приводящих к истине:
Ученые тщательно наблюдают за определенным явлением, изучают его закономерности, формы проявления. Солнечные затмения, землетрясения, грозы, появления необычных небесных тел — комет в далеком прошлом пугали людей, заставляли их задумываться о существовании потусторонней силы. Ученые с помощью наблюдений определили причины и условия протекания этих процессов и заставили реально посмотреть на эти природные «чудеса».
Но для полного понимания происходящего нужно перейти ко второму этапу – опытному. Опыт позволяет воссоздать природное явление в лаборатории ученого.
( Источник )
Лишь после этого создается теория – третий заключительный этап поиска истины.
Работая над созданием теории, ученые вводят различные физические величины, которые характеризуют изучаемое явление, например, время, длина, масса. Правильное и точное измерение величин играет большую роль в выработке правильного вывода. Для этого нужны специальные приборы: часы, линейка или сантиметровая лента, весы и т. д.
Между измеренными величинами устанавливаются определенные связи, которые являются закономерными и называются физическими законами. Законы, описывающие общую группу явлений, образуют физическую теорию.
Вот пример рождения одной из теорий. На что реагирует человек прежде всего? Конечно, на движущиеся предметы. Наблюдая за движением птиц, животных, небесных тел, за падением капель дождя и снега, человек задумывается о причинах, которые заставляют двигаться тела. Он сравнивает движение разных тел, находит сходство и различие в их движении.
Ученые, жившие еще до нашей эры, Аристотель, Архимед и другие положили начало учению о движении, основываясь на наблюдениях. Но одни наблюдения не могли точно и верно объяснить движение тел.
В XVI – XVII веках ученые переходят к экспериментальным методам. Результатом опытов Х. Гюйгенса, Г. Галилея, Р. Декарта, И. Кеплера и многих других ученых стали законы, описывающие падение тел, движение планет Солнечной системы, поведение тел при столкновениях.
Достигнутые опытным путем результаты, получили завершение в работах великого английского ученого-физика Исаака Ньютона (1643 — 1727 г.г.), создавшего теорию классической механики, науки о движении. Но и гениальный Ньютон не до конца рассмотрел особенности движения тел. В XX веке Альберт Эйнштейн (1879 – 1955 г.г.) создает теорию движения, которая механику Ньютона включает в себя как частный случай.
Эйнштейн, Ньютон, Аристотель, Архимед
И это еще не все. Пока не изучены еще звездные миры, до которых надо добраться. Но как? Это вопрос будущего. И ответ на этот вопрос, может быть, даст еще одна теория движения.
Сложен путь решения загадок, которые ставит перед человеком природа. Но учиться распутывать и разгадывать их нужно правильно, как это делает наука физика:
- Наблюдение – начало поиска научной истины;
- Опыт – практическое открытие или подтверждение результатов наблюдений;
- Научная теория – завершенное доказательство научной истины.
И главная задача физики: открыть физические законы, по которым протекают различные явления; найти закономерности, сравнить и обобщить результаты; объяснить причины явлений и процессов, предположить их развитие; использовать эти законы в жизни и деятельности человека.
Законам физики подчиняется все, что находится во Вселенной.
Неизвестное слово «СИ»
При изучении физики приходится решать очень много расчетных, количественных, задач, где используются единицы измерения различных физических величин. Эти единицы измерения переводятся в общепринятую международную систему единиц измерения – СИ. Широко используются такие привычные единицы, как литр, минута, час, тонна, гектар и другие. Но, решая задачи по физике, нужно и их уметь переводить в систему интернациональную (СИ). Почему? Развернутый ответ на это вопрос здесь:
Что общего в следующих обозначениях: аршин [1] , фут [2] , кабельтов [3] , сажень [4] ?
Что объединяет штоф [5] , галлон [6] , пинту [7] , кварту [8] , четверть [9] , баррель [10] ?
Сразу очень непросто дать ответ на эти вопросы. Нужно быть неплохим эрудитом для этого. Первый набор слов обозначает единицы длины, а второй – единицы объема.
До 1960 года положение в обозначении физических величин было катастрофическим. Одни и те же физические величины по-разному обозначались не только в различных науках, но и в различных разделах физики. Одна и та же величина имела от 10 до 20 и более единиц измерения. А если учесть, что в разных странах тоже имелись свои единицы измерения, то получалась полнейшая неразбериха. Помнится история Вавилонской башни, которую не могли достроить, так как строители, начав говорить на разных языках, перестали понимать друг друга. Эта же история назревала и в мире физических единиц измерения.
Без измерения нельзя обойтись в любой сфере практической деятельности человека. В производственной и научной практике приходится измерять более 2 тысяч различных величин. Кроме того, возросли требования к точности измерения, ведь в те годы развивались такие отрасли, как кибернетика, электроника, космическая техника. Необходимо было решить противоречие: много очень точных измерений физических величин необходимо человечеству, но делались эти измерения в различных единицах, которые очень сложно сводить друг с другом.
Решением этой проблемы явилось введение единого универсального языка для измерения физических величин, понятного для всех стран. Таким языком стала Международная система единиц физических величин, разработанная ведущими специалистами ряда стран и утвержденная в 1960 году XI Генеральной конференцией по мерам и весам. Сокращенно эту систему называют СИ – система интернациональная.
В основе СИ – 7 основных единиц (см. таблицу) и 2 дополнительные (радиан и стерадиан, изучаются в старших классах школы). Все другие физические единицы СИ называются производными. Они образованы основными и дополнительными единицами.
Над единицами величин производятся математические действия. Следует запомнить некоторые правила работы с ними:
- Складывать и вычитать можно только однородные физические единицы;
- Физические единицы можно умножать и делить;
- Однородные физические единицы можно взаимно сокращать.
Сложные комбинации физических единиц называют в честь великих ученых, внесших большой вклад в определение этих величин. Причем сами единицы пишутся с маленькой буквы, а их сокращенные обозначения – с большой, например, 12 ньютонов и 12 Н.
Для измерения малых и больших величин применяются дольные и кратные приставки к основным единицам. Например, приставки милли (м) и микро (мк) обозначают тысячную и миллионную доли, а кило (к) и мега (М) в тысячу и миллион раз большую.
4 км = 4 000 000 мм;
5 кг = 5 000 000мг;
8 мкм = 0,00000 м;
9 мкг = 0,000009 г.
Изучая старинные единицы измерения длин, масс, площадей, объемов, можно перевести их в систему СИ с помощью справочников и наглядно представить эти физические величины.
Словарь
Меры длины:
1. Аршин – 1) величина, равная 0, 7112м. 2) деревянная узкая дощечка с делениями.
2. Фут – (в пер. с англ. значит «ступня»). 1 фут = 30 см 48 мм.
3. Кабельтов – 1) в мореплавании (185,2 м). 2) в артиллерии (182,87 м). 3) Специальный трос для швартовки.
4. Сажень – часто использовалась на Руси. По сведениям истории, названий саженей больше 10, между собой они никак не связаны. Простая сажень – 150,8 см.
Меры объема:
5. Штоф – одна десятая часть ведра, равная десяти чаркам – это примерно 1,23 л. Введен в петровские времена для алкогольных напитков.
6. Галлон — мера жидких и сыпучих тел в Англии, равная 4,5 л; в США — 3,7 л (для жидких тел) и 4,4 л (для сыпучих тел).
7. Пинта – исторически принятая в странах английской системы мера объема жидкостей. Применяется редко в быту и торговле.1 пинта = 0,56 л.
8. Кварта – (с лат. «четверть») мера объема. Для сухих веществ 1 кварта = 1,1012 дм 3 , для жидких = 0,9463 дм 3 .
9. Четверть – на Руси мера объёма сыпучих тел. 1 четверть = 1.4 ведра = 3,08 л.
10. Баррель – 1) Единица объема, используемая в пивоварении. 2) Единица объема в производстве нефти. 1 баррель = 159 л.
Источник