Фізика як природнича наука. Пізнання природи.

У цей час відбувається найбільша науково-технічна революція, що почалася більше чверті століття назад. Вона зробила глибокі якісні зміни в багатьох галузях науки й техніки. Одна з найдавніших наук-астрономія переживає революцію, пов’язану з виходом людини в космічний простір. Народження кібернетики й електронних обчислювальних машин революційно змінило вигляд математики, проклало шлях до нової області людської діяльності, що одержала назву інформатики. Виникнення молекулярної біології й генетики викликало революцію в біології, а створення так званої великої хімії стало можливим завдяки революції в хімічній науці. Аналогічні процеси відбуваються також у геології, метеорології, океанології й багатьох інших сучасних науках. В усім світі спостерігаються глибокі якісні зміни в основних галузях техніки. Революція в енергетиці пов’язана з переходом від теплових електростанцій, що працюють на органічному паливі, до атомних електростанцій, сонячних батарей тощо. Створення індустрії штучних матеріалів незвичайними, але дуже важливими для практики властивостями зробило революцію в матеріалознавстві. Комплексна механізація й автоматизація ведуть нас до революції в промисловості й сільському господарстві. Транспорт, будівництво, зв’язок стають принципово новими, значно більше продуктивними галузями сучасної техніки.

Фізика і астрономія.

У сучасному природознавстві, фізика є однією з лідируючих наук.

Вона впливає на різні галузі науки, техніки, виробництва. Протягом тисячоліть астрономи одержували тільки ту інформацію про небесні явища, що їм приносило світло. Три десятиліття тому назад завдяки розвитку радіо фізики виникла радіоастрономія, що надзвичайно розширила наші знання про Всесвіт. Вона допомогла довідатися про існування багатьох космічних об’єктів, про які раніше не було відомо. З виходом людини в космічний простір народилися нові розділи астрономії: ультрафіолетова й інфрачервона астрономія, рентгенівська й гамма-астрономія.

Використовувані при цьому методи дослідження й апаратури, що реєструє, запозичаються з арсеналу сучасної фізики; древня астрономія перетворюється в молоду, що бурхливо розвивається астрофізику. Зараз створюються основи нейтринної астрономії, що буде доставляти вченим відомості про процеси, що відбуваються в надрах космічних тіл, наприклад у глибинах нашого Сонця.

Фізика і техніка.

Фізика знаходиться також у джерел революційних перетворень у всіх областях техніки. На основі її досягнень перебудовуються енергетика, зв’язок, транспорт, будівництво, промислове й сільськогосподарське виробництво.

Техніка майбутнього буде створюватися в значній мірі не з готових природних матеріалів, які вже в наші дні не можуть зробити досить надійної й довговічної, а із синтетичних матеріалів з наперед заданими властивостями.

Фізика – наукаекспериментальна, вона спираєтьсяна спостереження й досліди.

Обмежитися при вивченніфізичних явищ тількиспостереженнями не можна, навітьякщо ці спостереження проводятьсясистематично та цілеспрямовано.

Багато хто з вас не раз спостерігав блискавку, але навряд чи хто-небудь на підставі одних спостережень зміг би довести, що блискавка-це гігантський електричний розряд. А при фізичних експериментах, (дослідах) учені самі відтворюють явище, за різних умов, не очікуючи, поки воно відбудеться в природі. На основі отриманих данихможна вже робити висновки проприроду явища.

Демонструється електричний розряд за допомогою електрофорної машини або високовольтного перетворювача.

https://www.youtube.com/watch?v=eRFsVyXEzgs&feature=emb_logo

Спостереження – це пасивний метод наукового дослідження,

при якому спостерігач не впливає на розвиток подій.

Здійснюють спостереження за допомогою органів чуття: зору, слуху, дотику, нюху, смаку. Однак, незважаючи на великі можливості відчуттів, вони не завжди дають істинні знання. З часом від звичайного споглядання люди перейшли до цілеспрямованого спостереження за природними явищами. Після спостережень робилися у узагальнення, висувалися гіпотези (передбачення), які потребували перевірки.

Отже,чим спостереження відрізняються від дослідів?

Досліди проводять з певною метою, за заздалегідь обдуманим планом; під час досліду, як правило, здійснюють вимірювання.

Гіпотеза – це спроба пояснити, чому і як відбувається спостережуванеявище.

Гіпотез може бути скільки завгодно! Візьмемо, наприклад, рухСонця по небу. Давні єгиптянивважали, що це бог Ра пропливає понебесній ріці в золотому човні. Давнігреки були впевнені, що Сонце – цесяюча колісниця Геліоса.

Пізніше з’явилися гіпотези про те, що Сонце, Місяць і зірки-частини величезного механізму створеного Богом. Сьогодні кожному школяревівідомо, що Земля обертаєтьсянавколо своєї осі й навколо Сонця,але колись ця ідея здаваласябожевільною. Ось тут приходить надопомогу третій крок- експеримент.

Якщо теорія побудована правильно, то вона, дозволяє передбачити і результати інших експериментів і спостережень—навіть таких, які ще ніхто і ніколи не проводив!

Так вченим удалося «на кінчикупера» відкрити далекі планетиСонячної системи (Нептун іПлутон). Вони розрахували: якщонаправити телескоп на певну ділянкузоряного неба, то там виявитьсяневідома раніше планета. Іпередбачення виправдалося!

А от спроби сформулювати закони природи, не спираючись наекспериментальні дані, тількиумоглядним шляхом, часто призводили до помилок. Однієї з найвідоміших помилок припустився великий учений античності Арістотель.

Він вважав очевидним, що важкі тіла повинні падати на Землю швидше, ніж легкі. Через дві тисячі років інший великий учений, Галілео Галілей, довів неправильність цього твердження: гарматне ядро і мушкетна куля падали з похилої Пізанської вежі практично одночасно.

https://www.youtube.com/watch?v=CU0gVfA1rR8&feature=emb_logo

Отже, усяка фізична теорія будується на основі спостережень і дослідів; коли ж теорія побудована, досліди і спостереження дозволяють перевірити, наскільки вона правильна.

Експеримент – цецілеспрямоване багаторазове відтворення явища у спеціально створених умовах і планомірне вивчення його під час виконання певних дій.

Після ряду експериментів слідує етап розробки наукової теорії та формулювання законів, які будуть використовуватись на практиці для потреб людини. Якщо експеримент підтверджує гіпотезу, вона стає теорією. А якщо ні – вченим доводиться шукати інше пояснення явища, що відбувається.

Експерименти проводять не тільки фізики, хіміки або біологи, але й психологи, мовознавці й навіть історики й мандрівники.

На жаль під час експерименту в лабораторних умовах не завжди можна провести дослідження явища, яке спостерігається у природі. У такому випадку застосовують метод наукового пізнання-моделювання.

Моделювання — це особливий пізнавальний процес, коли людина замість безпосереднього об’єкта пізнання вибирає чи створює схожу і з ним модель, досліджує її, а здобуту інформацію переносить на реальний предмет вивчення.

Наприклад, модель атома, модель людини, модель автомобіля…

https://www.youtube.com/watch?v=60EuEFlldis&feature=emb_logo

https://youtu.be/cg4fip8a67Q

https://youtu.be/YoFBK9krWlE

https://youtu.be/5V2klkAHCF4

https://youtu.be/EcBGTmv1rEk

https://youtu.be/EcBGTmv1rEk