Механические явления?

Подраздел "Механические явления"- это 1-й раздел курса (см.полное описание курса) и включает следующие блоки: Предмети методы физики 1.1. Законы взаимодействия и движения тел 1.2. Работа и мощность. Энергия 1.3. Давление твердых тел, жидкостей и газов 1.4. Механические колебания и волны Повторение курса "Механические явления"

Тепловые явления?

Подраздел "Тепловые явления" - это 2-й раздел курса (см. полное описание курса) и включает следующие блоки: 2.1. Первоначальные сведения о строении вещества 2.2. Тепловые явления Повторение курса "Тепловые явления"

Электромагнитные явления?

Подраздел "Электромагнитные явления" - это 3-й раздел курса (см. полное описание курса) и включает следующие блоки: 3.1. Электрические явления 3.2. Электромагнитные явления 3.3. Световые явления Повторение курса "Электромагнитные явления"

Квантовые явления?

Подраздел "Квантовые явления" - это последний раздел курса (см. полное описание курса) и включает следующие блоки: 4.1. Квантовые явления 4.2. Строение и эволюция Вселенной Предмет и методы физики (методы научного познания)

Подготовка к экзамену?

Подраздел "Подготовка к экзамену" - это заключительный раздел курса (см. полное описание курса) и включает следующие блоки: Предмети методы физики Повторение курса Основной школы Варианты ОГЭ Тренажеры отдельных заданий ОГЭ
Предмет и методы физики

п.1. Предмет и объект изучения физики

Физика – это наука о природе в самом общем смысле. Сам термин «фюзис» - в переводе с древнегреческого «природа» - впервые появляется в работах Аристотеля (IV век до н.э.). При этом «природа» в понимании философа – это не просто окружающая среда, а сущность составляющих её вещей и событий в ней, а познание «природы» - это наблюдение, понимание и объяснение событий.

Примеры наблюдений и объяснений:


Наблюдение                                                                                                          Объяснение

Корабли скрываются за линией горизонта                                                        Земля круглая

День сменяет ночь                                                                                         Земля вращается вокруг своей оси, подставляя одну сторону под солнечные лучи

Многократное эхо слышно в просторном помещении или в горах      Звуковые волны отражаются от препятствия (стены или скалы)


Физика – это наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи (в виде вещества и полей), и законы её движения.
Предмет изучения физики – наиболее общие закономерности явлений природы, свойства, строение и законы движения материи.

Механические, молекулярные, тепловые, электромагнитные, внутриатомные и внутриядерные явления, которые изучает физика, - это наиболее простые и наиболее общие формы движения материи. Они присутствуют в более сложных формах, изучением которых занимаются химия, биология, астрономия, география и другие науки.

Объект изучения физики – это природа, то есть весь окружающий мир.

Мы воспринимаем окружающий мир с помощью ощущений (зрение, обоняние, осязание, вкус). Построенные нами приборы дополняют наши органы чувств, но и от них мы воспринимаем информацию в основном через зрение.

п.2. Место физики среди других наук

Физика является естественной наукой, поскольку изучает природу. Наряду с физикой к естественным наукам относятся химия, биология, астрономия, география.

Физика является точной наукой, поскольку исследует количественно точные закономерности и использует строгие методы проверки гипотез, основанные на воспроизводимых экспериментах и строгих логических рассуждениях. К точным наукам также относят математику, химию, информатику и некоторые разделы биологии.

Физика является фундаментальной наукой, поскольку включает в себя как теоретические, так и экспериментальные исследования материальных систем, и является основой для остальных естественных наук. Её понятия, законы, теории, методы и средства используются во всех областях науки и техники.

Физика является прикладной наукой в значительной части своих разделов и направлений (акустика, баллистика, гидродинамика, оптика, материаловедение и т.п.), где изучаются конкретные технологические и технические применения полученных знаний в приборах, установках, машинах и механизмах.

п.3. Физические явления

Окружающий нас мир заполнен твёрдыми, жидкими и газообразными физическими телами.

Физическое тело это то, что имеет форму и занимает определённый объём.

Примеры физических тел:

Песчинка
Песчинка
Пружина
Пружина
Воздушный шар
Воздушный шар
Ракета
Ракета
Планета
Планета

Любое физическое тело из чего-то состоит или из чего-то изготовлено.

То, из чего состоят физические тела, называют веществами.

Сегодня нам известны десятки миллионов веществ. Многие из них можно найти в природе, но гораздо больше создается и применяется человеком.

Примеры веществ:

Вода
Вода
Дерево
Дерево
Металл
Металл
Пластмасса
Пластмасса
Бетон
Бетон
Явления – это изменения, происходящие с телами и веществами в окружающем мире.
Физические явления – это изменения, происходящие с физическими телами и веществами, из которых они состоят, без превращений этих веществ в другие.
К физическим явлениям относятся механические, электрические, магнитные, тепловые, звуковые, световые, атомные явления.

Примеры физических явлений:


Физическое явление                      Вид явления     Физическое тело или вещество, с которым явление происходит

Движение Земли вокруг Солнца        Механическое     Планета Земля

Таяние льда                                            Тепловое                Лед

Разрядка аккумулятора смартфона  Электрическое     Катод (оксид металла), анод (пористый углерод) и электролит (литий)

Поворот стрелки компаса                     Магнитное               Стрелка (из магнита) в магнитном поле Земли

Эхо                                                             Звуковое                  Воздух (распространение звука), стена (отражение звука)

Отражение в зеркале                 Оптическое (световое)        Поверхность зеркала

Свечение Солнца и звезд                       Атомное                          Плазма звезды


п.4. Методы изучения физических явлений

Наблюдение и опыт – два основных метода изучения физических явлений.

Наблюдения происходят пассивно, без вмешательства в явление, но целенаправленно.
Например: наблюдение восхода Солнца, радуги, падения метеорита, исследования космического излучения.

Наблюдение – целенаправленное восприятие физических явлений, без вмешательства в них, в естественных условиях.

Опыт – это активная форма познания природы в специально созданных условиях.
Например: опыт по изучению условий плавания тел, испарения жидкостей, теплоты сгорания топлива.

Опыт (эксперимент) – это изучение физических явлений в контролируемых и управляемых условиях.

Процесс познания начинается с наблюдения. Затем формулируется гипотеза, ставится цель и разрабатывается план исследований. Затем – если это возможно – ставится опыт, а если нет – продолжаются наблюдения. На основании полученных результатов, делаются выводы.
Совместно наблюдения и опыты формируют эмпирический уровень научного исследования.

Эмпирический уровень изучения физических явлений

При формулировке гипотезы мы часто полагаемся на интуицию или «здравый смысл». Но действительность может оказаться неожиданной. Например, в знаменитом опыте Галилея деревянный и чугунный шары, брошенные с башни, упали на землю одновременно. Хотя «здравый смысл» подсказывал, что чугунный шар должен был упасть быстрее.
С развитием физики таких явлений, судить о которых на основании интуиции нельзя, становится всё больше. Такие явления называют контринтуитивными.

п.5. Построение физических теорий

Самостоятельным уровнем познания природы является создание физических теорий.

Физическая теория – это математическая модель физического явления, для которой обязательно выполнение двух требований:

  • непротиворечивость;
  • возможность на основе построенной теории получить предсказания новых физических явлений, которые согласуются с последующим экспериментом.

Физические теории обобщают наблюдения и опыты и объясняют те или иные явления. Кроме объяснений уже полученных результатов, теория должна также предсказывать новые явления на уровне гипотезы. Затем запускается эмпирическая проверка, рассмотренная нами выше. Если гипотеза подтверждается, она становится частью теории.

Теоретический уровень изучения физических явлений

Интересно, что физика не ставит и не отвечает на вопрос «почему природу удается описывать именно с помощью математики»? Этот факт воспринимается как данность.

«Математика – это язык, на котором написана книга природы».

Галилео Галилей (1564-1642),
итальянский физик, механик, астроном, философ, математик
Галилео Галилей

Примеры физических теорий:

  • классическая механика;
  • статистическая физика;
  • классическая электродинамика;
  • квантовая механика;
  • специальная теория относительности;
  • квантовая электродинамика;
  • единая теория электрослабых взаимодействий;
  • теория струн.