On luonnollista ja oikein olla kiinnostunut ympäröivästä maailmasta ja sen toiminnan ja kehityksen laeista. Siksi on järkevää kiinnittää huomiota luonnontieteisiin, esimerkiksi fysiikkaan, joka selittää maailmankaikkeuden muodostumisen ja kehityksen ydintä. Fysikaaliset peruslait on helppo ymmärtää. Hyvin nuorena koulu tuo nämä periaatteet lapsille.
Monille tämä tiede alkaa oppikirjasta "Fysiikka (luokka 7)". Koululaisille paljastetaan mekaniikan ja termodynamiikan peruskäsitteet ja lait, he tutustuvat fysikaalisten lakien ytimeen. Mutta pitäisikö tiedon rajata koulun penkkiin? Mitä fyysisiä lakeja jokaisen tulisi tietää? Tästä keskustellaan myöhemmin artikkelissa.
Tiedefysiikka
Monet kuvatun tieteen vivahteet ovat tuttuja kaikille varhaisesta lapsuudesta lähtien. Ja tämä johtuu siitä, että pohjimmiltaan fysiikka on yksi luonnontieteen aloista. Se kertoo luonnonlaeista, joiden toiminnastavaikuttaa jokaisen elämään ja monin tavoin jopa tarjoaa sen aineen ominaisuuksista, rakenteesta ja liikekuvioista.
Termin "fysiikka" kirjasi ensimmäisen kerran Aristoteles neljännellä vuosisadalla eKr. Aluksi se oli synonyymi "filosofian" käsitteelle. Loppujen lopuksi molemmilla tieteillä oli yhteinen tavoite - selittää oikein kaikki maailmankaikkeuden toiminnan mekanismit. Mutta jo 1500-luvulla tieteellisen vallankumouksen seurauksena fysiikka itsenäistyi.
Yleinen laki
Jotkut fysiikan peruslaeista koskevat eri tieteenaloja. Niiden lisäksi on niitä, joiden katsotaan olevan yhteisiä koko luonnolle. Kyse on energian säilymisen ja muuntamisen laista.
Se tarkoittaa, että jokaisen suljetun järjestelmän energia, kun siinä tapahtuu mitä tahansa ilmiötä, on varmasti säilynyt. Siitä huolimatta se pystyy muuntumaan toiseen muotoon ja muuttamaan tehokkaasti määrällistä sisältöään nimetyn järjestelmän eri osissa. Samaan aikaan avoimessa järjestelmässä energia vähenee, mikäli sen kanssa vuorovaikutuksessa olevien kappaleiden ja kenttien energia kasvaa.
Yllä olevan yleisperiaatteen lisäksi fysiikka sisältää peruskäsitteet, kaavat, lait, joita tarvitaan maailmassa tapahtuvien prosessien tulkitsemiseen. Niiden tutkiminen voi olla uskomattoman jännittävää. Siksi tässä artikkelissa tarkastellaan lyhyesti fysiikan peruslakeja, ja niiden syvemmälle ymmärtämiseksi on tärkeää kiinnittää niihin täysi huomio.
Mekaniikka
Monet fysiikan peruslait paljastetaan nuorille tiedemiehille koulun luokilla 7-9, missä sellaista tieteenalaa kuin mekaniikka tutkitaan tarkemmin. Sen perusperiaatteet on kuvattu alla.
- Galileon suhteellisuuslaki (kutsutaan myös mekaaniseksi suhteellisuuslaiksi tai klassisen mekaniikan perustaksi). Periaatteen ydin on siinä, että samanlaisissa olosuhteissa mekaaniset prosessit missä tahansa inertiaalisessa vertailukehyksessä ovat täysin identtisiä.
- Hooken laki. Sen olemus on, että mitä suurempi isku elastiseen runkoon (jousi, tanko, konsoli, palkki) sivulta, sitä suurempi on sen muodonmuutos.
Newtonin lait (edustavat klassisen mekaniikan perustaa):
- Inertiaperiaate sanoo, että mikä tahansa keho pystyy olemaan levossa tai liikkumaan tasaisesti ja suoraviivaisesti vain, jos mikään muu kappale ei vaikuta siihen millään tavalla tai jos ne jollakin tavalla kompensoivat toistensa toimintaa. Liikkeen nopeuden muuttamiseksi on välttämätöntä vaikuttaa vartaloon jollakin voimalla, ja tietysti myös saman voiman vaikutus erikokoisiin kappaleisiin vaihtelee.
- Dynamiikan päämalli sanoo, että mitä suurempi on tiettyyn kappaleeseen tällä hetkellä vaikuttavien voimien resultantti, sitä suurempi on sen vastaanottama kiihtyvyys. Ja vastaavasti, mitä suurempi ruumiinpaino, sitä pienempi tämä indikaattori.
- Newtonin kolmas laki sanoo senmitkä tahansa kaksi kappaletta ovat aina vuorovaikutuksessa toistensa kanssa identtisesti: niiden voimat ovat luonteeltaan samanlaisia, samansuuruisia ja niillä on välttämättä vastakkainen suunta näitä kappaleita yhdistävää suoraa pitkin.
- Suhteellisuusperiaate sanoo, että kaikki ilmiöt, jotka tapahtuvat samoissa olosuhteissa inertiavertailukehyksessä, kulkevat täysin identtisesti.
Termodynamiikka
Kouluoppikirja, joka paljastaa opiskelijoille peruslait ("Fysiikka. Luokka 7") ja esittelee termodynamiikan perusteet. Tarkastelemme lyhyesti sen periaatteita alla.
Termodynamiikan lait, jotka ovat perustavanlaatuisia tällä tieteenalalla, ovat yleisluonteisia eivätkä liity tietyn aineen rakenteen yksityiskohtiin atomitasolla. Muuten, nämä periaatteet ovat tärkeitä fysiikan lisäksi myös kemian, biologian, ilmailutekniikan jne.
Esimerkiksi mainitulla toimialalla on loogisesti määrittämätön sääntö, että suljetussa järjestelmässä, jonka ulkoiset olosuhteet ovat muuttumattomat, tasapainotila muodostuu ajan myötä. Ja siinä jatkuvat prosessit kompensoivat aina toisiaan.
Toinen termodynamiikan sääntö vahvistaa v altavasta määrästä kaoottisesta liikkeestä koostuvan järjestelmän halusta siirtyä itsenäisesti järjestelmän vähemmän todennäköisistä tiloista todennäköisimpiin.
Ja Gay-Lussac-laki (kutsutaan myös kaasulakiksi) sanoo, että tietyn massaisen kaasun os alta vakaan paineen olosuhteissa tulos jaetaan sen tilavuusabsoluuttisesta lämpötilasta tulee välttämättä vakioarvo.
Toinen tärkeä sääntö tällä alalla on termodynamiikan ensimmäinen laki, jota kutsutaan myös termodynaamisen järjestelmän energian säilymisen ja muuntamisen periaatteeksi. Hänen mukaansa mikä tahansa järjestelmään välitetty lämpömäärä kuluu yksinomaan sen sisäisen energian metamorfoosiin ja sen suorittamaan työhön suhteessa vaikuttaviin ulkoisiin voimiin. Tästä säännöllisyydestä tuli perusta lämpömoottoreiden toimintasuunnitelman muodostamiselle.
Toinen kaasusäännöllisyys on Charlesin laki. Siinä sanotaan, että mitä suurempi on ideaalisen kaasun tietyn massan paine, samalla kun tilavuus säilyy vakiona, sitä korkeampi on sen lämpötila.
Sähkö
Löydä mielenkiintoisia fysiikan peruslakeja nuorten tutkijoiden 10. luokalle. Tällä hetkellä tutkitaan luonnon pääperiaatteita ja sähkövirran toimintalakeja sekä muita vivahteita.
Ampèren laki esimerkiksi sanoo, että rinnakkain kytketyt johtimet, joiden läpi virta kulkee samaan suuntaan, väistämättä vetävät puoleensa ja päinvastaisessa virran suunnassa hylkivät. Joskus samaa nimeä käytetään fysikaaliselle laille, joka määrittää olemassa olevassa magneettikentässä vaikuttavan voiman pieneen johtimen osaan, joka tällä hetkellä johtaa virtaa. Sitä kutsutaan niin - Amperen voimaksi. Tämän löydön teki tiedemies 1800-luvun ensimmäisellä puoliskolla (eli vuonna 1820).
Lakivarausten säilyttäminen on yksi luonnon perusperiaatteista. Siinä sanotaan, että missä tahansa sähköisesti eristetyssä järjestelmässä syntyvien sähkövarausten algebrallinen summa säilyy aina (muuttuu vakioksi). Tästä huolimatta mainittu periaate ei sulje pois uusien varautuneiden hiukkasten ilmaantumista tällaisiin järjestelmiin tiettyjen prosessien seurauksena. Siitä huolimatta kaikkien uusien hiukkasten kokonaissähkövarauksen on välttämättä oltava nolla.
Coulombin laki on yksi sähköstaattisen tekniikan perusperiaatteista. Se ilmaisee kiinteiden pistevarausten välisen vuorovaikutusvoiman periaatteen ja selittää niiden välisen etäisyyden kvantitatiivisen laskennan. Coulombin laki mahdollistaa sähködynamiikan perusperiaatteiden perustelemisen kokeellisella tavalla. Siinä sanotaan, että liikkumattomat pistevaraukset ovat varmasti vuorovaikutuksessa toistensa kanssa voimalla, joka on mitä suurempi, mitä suurempi on niiden suuruusluokkien tulo ja vastaavasti mitä pienempi, sitä pienempi on tarkasteltavien varausten välisen etäisyyden neliö ja permittatiivisuus. väline, jossa kuvattu vuorovaikutus tapahtuu.
Ohmin laki on yksi sähkön perusperiaatteista. Siinä sanotaan, että mitä suurempi on tietyssä piirin osassa vaikuttavan tasavirran voimakkuus, sitä suurempi on jännite sen päissä.
"Oikean käden sääntö" on periaate, jonka avulla voit määrittää tietyllä tavalla magneettikentän vaikutuksen alaisena liikkuvan virran suunnan. Tätä varten oikea käsi on asetettava niin, että magneettisen induktion linjat kulkevatkosketti kuvaannollisesti avointa kämmentä ja ojensi peukaloa johtimen suuntaan. Tässä tapauksessa loput neljä suoristettua sormea määrittävät induktiovirran suunnan.
Tämä periaate auttaa myös selvittämään virtaa tällä hetkellä johtavan suoran johtimen magneettisen induktiolinjojen tarkan sijainnin. Se tapahtuu näin: aseta oikean käden peukalo siten, että se osoittaa virran suunnan, ja tartu kuvaannollisesti johtimeen neljällä muulla sormella. Näiden sormien sijainti osoittaa magneettisten induktiolinjojen tarkan suunnan.
Sähkömagneettisen induktion periaate on kuvio, joka selittää muuntajien, generaattoreiden ja sähkömoottoreiden toimintaprosessin. Tämä laki on seuraava: suljetussa piirissä syntyvä induktiovoima on sitä suurempi, mitä suurempi on magneettivuon muutosnopeus.
Optiikka
Optiikka heijastelee myös osaa koulun opetussuunnitelmaa (fysiikan peruslait: luokat 7-9). Siksi nämä periaatteet eivät ole niin vaikeita ymmärtää kuin miltä ensi silmäyksellä näyttää. Heidän tutkimuksensa tuo mukanaan paitsi lisätietoa myös paremman ymmärryksen ympäröivästä todellisuudesta. Fysiikan peruslait, jotka voidaan liittää optiikan tutkimusalaan, ovat seuraavat:
- Guynesin periaate. Se on menetelmä, jonka avulla voit määrittää tehokkaasti millä tahansa sekunnin murto-osalla a altorintaman tarkan sijainnin. Sen olemus on seuraava:kaikista pisteistä, jotka ovat a altorintaman tiellä tietyssä sekunnin murto-osassa, tulee itse asiassa pallomaisten a altojen lähteitä (toissijaisia), kun taas a altorintaman sijainti samassa sekunnin murto-osassa on identtinen pinta, joka kiertää kaikki pallomaiset aallot (toissijainen). Tätä periaatetta käytetään selittämään olemassa olevia valon taittumiseen ja sen heijastumiseen liittyviä lakeja.
- Huygens-Fresnel-periaate heijastaa tehokasta menetelmää aallon etenemiseen liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi. Se auttaa selittämään valon diffraktioon liittyvät perusongelmat.
- A altoheijastuksen laki. Sitä käytetään yhtä lailla heijastukseen peilissä. Sen olemus on siinä, että sekä putoava ja heijastettu säde että säteen tulopisteestä rakennettu kohtisuora sijaitsevat yhdessä tasossa. On myös tärkeää muistaa, että kulma, johon säde putoaa, on aina täysin yhtä suuri kuin taitekulma.
- Valon taittumisen periaate. Tämä on muutos sähkömagneettisen aallon (valon) liikeradassa liikkeen hetkellä homogeenisesta väliaineesta toiseen, joka eroaa merkittävästi ensimmäisestä useissa taitekertoimissa. Valon etenemisnopeus niissä on erilainen.
- Valon suoraviivaisen etenemisen laki. Pohjimmiltaan se on geometriseen optiikkaan liittyvä laki, ja se on seuraava: missä tahansa homogeenisessa väliaineessa (sen luonteesta riippumatta) valo etenee tiukasti suoraviivaisesti, lyhimmän matkan varrella. Tämä laki selittää koulutuksen yksinkertaisella ja ymmärrettävällä tavalla.varjot.
Atomi- ja ydinfysiikka
Kvanttifysiikan peruslakeja sekä atomi- ja ydinfysiikan perusteita opiskellaan lukioissa ja yliopistoissa.
Siksi Bohrin postulaatit ovat sarja perushypoteesia, joista on tullut teorian perusta. Sen olemus on, että mikä tahansa atomijärjestelmä voi pysyä vakaana vain stationaarisissa tiloissa. Kaikki atomin säteily tai energian absorptio tapahtuu väistämättä periaatteella, jonka olemus on seuraava: kuljetukseen liittyvä säteily muuttuu yksiväriseksi.
Nämä postulaatit viittaavat peruskoulun opetussuunnitelmaan, joka tutkii fysiikan peruslakeja (luokka 11). Heidän tietonsa ovat valmistuneille pakollisia.
Fysiikan peruslait, jotka ihmisen tulee tietää
Jotkut fysikaaliset periaatteet, vaikka ne kuuluvat johonkin tämän tieteen haaroista, ovat kuitenkin yleisluontoisia ja kaikkien tulisi tietää. Listaamme fysiikan peruslait, jotka ihmisen tulisi tietää:
- Arkhimedesin laki (viitataan vesi- ja myös aerostaattiseen alaan). Se tarkoittaa, että kaikkiin kaasumaiseen aineeseen tai nesteeseen upotettuun kappaleeseen kohdistuu eräänlainen kelluva voima, joka on välttämättä suunnattu pystysuunnassa ylöspäin. Tämä voima on aina numeerisesti yhtä suuri kuin kehon syrjäyttämän nesteen tai kaasun paino.
- Tämän lain toinen muoto on seuraava: kaasuun tai nesteeseen upotettu ruumis laihtuu varmasti yhtä paljon kuinoli sen nesteen tai kaasun massa, johon se oli upotettu. Tästä laista tuli uimakehojen teorian peruspostulaatti.
- Universaalin painovoiman laki (löysi Newton). Sen ydin on siinä, että ehdottomasti kaikki kappaleet vetäytyvät väistämättä toisiinsa voimalla, joka on sitä suurempi, mitä suurempi näiden kappaleiden massojen tulo ja vastaavasti mitä pienempi, sitä pienempi on niiden välinen etäisyys..
Nämä ovat 3 fysiikan peruslakia, jotka jokaisen, joka haluaa ymmärtää ympäröivän maailman toimintamekanismin ja siinä tapahtuvien prosessien piirteet, tulisi tietää. Heidän toimintansa periaatteen ymmärtäminen on melko yksinkertaista.
Tällaisen tiedon arvo
Fysiikan peruslakien on oltava henkilön tiedon matkatavaroissa iästä ja ammatista riippumatta. Ne heijastavat kaiken tämän päivän todellisuuden olemassaolon mekanismia, ja pohjimmiltaan ne ovat ainoa vakio jatkuvasti muuttuvassa maailmassa.
Fysiikan peruslait, käsitteet avaavat uusia mahdollisuuksia ympäröivän maailman tutkimiseen. Heidän tietonsa auttaa ymmärtämään maailmankaikkeuden olemassaolon mekanismia ja kaikkien kosmisten kappaleiden liikkeitä. Se ei tee meistä vain päivittäisten tapahtumien ja prosessien katsojia, vaan antaa meille mahdollisuuden olla tietoisia niistä. Kun ihminen ymmärtää selvästi fysiikan peruslait eli kaikki ympärillään tapahtuvat prosessit, hän saa mahdollisuuden hallita niitä tehokkaimmalla tavalla, tehdä löytöjä ja siten tehdä elämästään mukavampaa.
Tulokset
Jotkut pakotetaan syventymäänopiskella fysiikan peruslakeja yhtenäistä v altiontutkintoa varten, toiset - ammatin mukaan ja jotkut - tieteellisestä uteliaisuudesta. Huolimatta tämän tieteen opiskelun tavoitteista, saadun tiedon hyötyjä tuskin voi yliarvioida. Mikään ei ole tyydyttävämpää kuin ymmärtää ympäröivän maailman olemassaolon perusmekanismit ja -mallit.
Älä ole välinpitämätön – kehity!
