Урок по теме "Физика и методы ее познания"

Физика – наука о природе.

I . Физика как наука о природе. Классификация наук. Предмет физики.

Физика – это наука понимать природу

Э. Роджерс

Физика  – наука о сущем, наука о природе в самом общем смысле (от греч. physis - природа).

Первыми физиками были древнегреческие философы, жившие еще до нашей эры. Самым известным из них был Аристотель (384 – 322 до н.э.), именно он ввел в научный обиход термин “ физика ” .

ЧТО ИЗУЧАЕТ ФИЗИКА?

Физика изучает мир, в котором мы живем, явления, в нем происходящие, открывает законы, которым подчиняются все эти явления, устанавливает их взаимосвязи.

Возникновение физики.

Каждый школьник знаком теперь с истинами,

за которые Архимед отдал бы жизнь.

Научный дух зародился в Древней Греции

Ученый, положивший начало физике, как науке

Что и как изучает физика

• В результате обобщения экспериментальных фактов, а также результатов деятельности людей устанавливаются физические законы — устойчивые повторяющиеся объективные закономерности, существующие в природе. Наиболее важные законы устанавливают связь между физическими величинами, для чего необходимо эти величины измерять.

• Научный метод , опираясь на опыт, отыскивают количественные (математически формулируемые) законы природы ; открытые законы проверяются практикой;

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Все бесконечное разнообразие физических процессов, происходящих в нашем мире, можно объяснить существованием в природе очень малого количества фундаментальных взаимодействий

Взаимодействия

Гравита-

ционное

Электро-

магнитное

Сильное

Слабое

ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

• Измерение физических величин есть действие, выполняемое с помощью средств измерений для нахождения значения физической величины в принятых единицах.
• Прямое измерение - измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Например: измерение напряжения при помощи вольтметра.

ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

• Косвенное измерение - измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

Примеры – измерение сопротивления проводника и плотности вещества

ρ = m/V

Использовать весы с разновесом ( m ) и мерный цилиндр ( V )

Использовать амперметр и вольтметр для измерения силы тока и напряжения

III . Единицы международной системы СИ

В 1832 году немецким ученым Гауссом была предложена система мер, основанная на С антиметре, Г рамме и С екунде – система СГС , которая широко использовалась до принятия международной системы единиц ( СИ ).

Единицы международной системы SI

Величина

Наименование

Обозначение

Основные единицы СИ

Длина

метр

Масса

м

килограмм

Время

секунда

кг

Сила электрического тока

Термодинамическая температура

ампер

с

кельвин

А

Сила света

К

Количество вещества

кандела

моль

кд

моль

Дополнительные единицы СИ

Плоский угол

радиан

Телесный угол

рад

стерадиан

ср

IV . Приставки для образования кратных

и дольных единиц СИ

Приставка

Числовое значение

Атто

Фемто

Пико

Нано

Микро

Милли

Санти

10 -18

10 -15

10 -12

10 -9

10 -6

10 -3

10 -2

Сокращенное обозначение

Приставка

а

ф

п

н

мк

м

с

Деци

Дека

Гекто

Кило

Мега

Гига

Тера

Числовое значение

Сокращенное обозначение

10 -1

10 1 =10

10 2

10 3

10 6

10 9

10 12

д

да

г

к

М

Г

Т

ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Погрешность измерения  — оценка отклонения величины измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой)

точности измерения.

Погрешность измерительного прибора - разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины

Погрешность измерения равна половине цены деления прибора

Абсолютная погрешность измерения ( Δизм .) - разность между действительным и истинным значениями измеряемой величины:

Δизм.=Хд. - Хи .

• Относительная погрешность измерения ( δизм .) - отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины, выраженное в %:

Границы применимости физических законов и теорий.

Например: классическая механика,

основанная на трех  законах Ньютона  

и  законе всемирного тяготения  ,

справедлива только при движении тел

со скоростями, намного меньшими скорости

света.

Если же скорости тел становятся сравнимыми со скоростью света (например, удаленные от нас космические объекты или элементарные частицы в ускорителях), предсказания классической механики становятся неправильными. Тут в «игру» вступает  специальная теория относительности  , созданная в начале 20-го века Эйнштейном.

Где используются физические знания и методы?

Физические знания и методы рождают новые науки, например, биофизику, геофизику, астрофизику.