Файл: Физика наука о природе. Научные методы познания окружающего мира. Роль эксперимента и теории в процессе познания природы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 121
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Физика – наука о природе. Научные методы познания окружающего мира. Роль эксперимента и теории в процессе познания природы.
Физика — наука о наиболее общих и фундаментальных закономерностях. определяющих структуру и эволюцию материального мира. Физика, как и любая другая наука, основывается на количественных наблюдениях.
Органы чувств человека являются источником информации об окружающем мире. Наибольший объем информации человек получает с помощью зрения.
Физический закон — описание соотношений в природе, проявляющихся при определенных условиях в эксперименте.
Научная теория включает постулаты. определения, гипотезы и законы. объясняющие наблюдаемые явления
Критерий правильности теории — физический эксперимент.
Границы применимости теории определяются физическими упрощающими предположениями, сделанными при постановке задачи и в процессе вывода соотношений.
Модель в физике — упрощенная версия физической системы (процесса), сохраняющая ее (его) главные черты. (Пример: материальная точка, идеальный газ)
Фундаментальное взаимодействие — взаимодействие, которое не может быть сведено к другим, более простым видам взаимодействий. Существует четыре вида фундаментальных взаимодействий, гравитационное. слабое, электромагнитное и сильное взаимодействия.
Гравитационное взаимодействие присуще всем частицам. Оно определяет процесс образования и структуру Вселенной.
Слабое взаимодействие ответственно за взаимодействие всех частиц, кроме фотона. Оно определяет реакции термоядерного синтеза на Солнце.
Электромагнитное взаимодействие связывает между собой только заряженные частицы. Оно объединяет атомы и молекулы в веществе.
Сильное взаимодействие обусловливает связь протонов и нейтронов в атомном ядре.
Радиус действия взаимодействия — максимальное расстояние между частицами, за пределами которого их взаимодействием можно пренебречь При малом радиусе действия взаимодействие называют короткодействующим, при большом — дальнодействующим.
Сильное и слабое взаимодействия являются короткодействующими. Электромагнитное и гравитационное взаимодействия являются дальнодействующими.
Базовые физические величины — величины, через которые выражаются все остальные.
Базовыми физическими величинами в механике являются длина, время и масса.
Познание окружающего мира характерно для всех живых существ, в том числе и человека, который научился эффективно приобретать новые знания, использовать их в своей жизни и накапливать для передачи последующим поколениям.
По мере изучения какого-либо явления, перед человеком все больше открываются его свойства и связи с другими явлениями. Такой процесс познания называют постижением истины. Истина – это верное отражение свойств изучаемых предметов или явлений, которые не зависят ни от конкретного человека, ни от всего человечества. Истина всегда относительна. Однако в ней содержится частичка такого знания, которое не может быть отвергнуто дальнейшим развитием познания – знания абсолютного. Каждый последующий шаг в познании прибавляет новые зерна в эту сумму абсолютной истины.
Исходя из целей познания, можно сформулировать критерий истинности наших знаний. Он определяется практикой, т.е. тем, насколько успешно их может применять человечество. Истинно то, что прямо или косвенно подтверждено практической деятельностью человека.
В настоящее время главенствующую роль в процессе познания занимает научное познание. Наука занимается выработкой и теоретической систематизацией объективных, т.е. не зависящих от конкретного исследователя, знаний о действительности.
В основе познания лежит чувственное восприятие – наблюдение, проводимое с помощью органов чувств или специальных инструментов.
Научный метод познания требует обобщения информации, полученной в процессе наблюдения каких-либо явлений, критического осмысления и их сопоставления с предыдущими наблюдениями. Научная интерпретация результатов наблюдений требует теоретического описания с помощью системы абстрактных понятий. Устанавливаются определенные правила работы с этими понятиями – правила логики.
В результате многократного воспроизведения какого-либо наблюдения, возникает жизненный опыт, соединяющий полученные сведения и реакцию человека на них. Этот опыт может фиксироваться и передаваться из поколения в поколение.
Таким образом, эксперимент лежит в основе физических теорий и в то же время служит для их проверки и уточнения. Теория, с одной стороны, обобщает результаты экспериментов и наблюдений, а, с другой стороны, предсказывает новые, пока неизвестные явления, служит основой для постановки новых экспериментов и наблюдений. Критерием правильности любой научной теории является практическая деятельность всего человечества, использующая ее выводы.
Одной из важнейших особенностей физики, отличающей ее от других наук, является использование особого инструмента познания, называемого экспериментом (от лат. experimentum – наглядный довод, доказательство, основанное на опыте).
Эксперимент – это метод познания, при помощи которого все явления действительности исследуются в управляемых условиях.
Эксперимент осуществляется на основе теории, определяющей постановку задачи и интерпретацию результатов. В отличие от наблюдения, в эксперименте изучаемый объект подвергается активному воздействию, что значительно увеличивает возможность его исследования. Он является практическим испытанием природы, ее свойств.
Основными требованиями к научному эксперименту являются объективность, т.е. независимость от наблюдателя, и воспроизводимость. Повторение эксперимента в другом месте, в другое время, с иными физическими объектами и измерительными приборами при тех же значениях физических величин, задающих экспериментальную ситуацию, должно давать те же значения для характеристик явления. Именно воспроизводимость эксперимента обеспечивает достаточную надежность описания явления.
Экспериментальный метод исследования появился в физике в начале XVII в., когда Галилео Галилей впервые применил его для изучения механического движения тел.
Физика использует разнообразные виды эксперимента: натурный (реальное падение реальных ядер с Пизанской башни), модельный (изучение сопротивления воды движению судов на их уменьшенных моделях), мысленный (рассуждения Галилея о наблюдении движения в каюте плывущего корабля), компьютерный (моделирование поведения газа, состоящего из большого числа упругих шариков).
Процесс познания природы неизбежно сопровождается изменением условий, в которых человек существует. Все великие достижения современной технической цивилизации появились как следствия (зачастую косвенные) поиска ответа на вопрос: как устроен мир? В современных условиях значительная часть ученых-физиков трудится над прикладными проблемами использования уже открытых законов, над проблемами разумного использования имеющихся достижений и над проблемами ликвидации последствий глобального воздействия достижений цивилизации на организм человека и среду его обитания.
Механическое движение. Относительность механического движения. Материальная точка. Система отсчета. Путь. Перемещение. Виды движения (равномерное, равноускоренное, периодическое) и их графическое описание. Взаимодействие тел. Законы Ньютона. Силы в природе: упругость, трение, сила тяжести. Силы всемирного тяготения. Закон всемирного тяготения. Первая космическая скорость. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Работа. Мощность. Энергия. Закон сохранения энергии. Равновесие тел. Момент силы. Условия равновесия твердого тела. Механические колебания. Амплитуда, период, частота, фаза колебаний. Свободные и вынужденные колебания. Гармонические колебания. Резонанс. Механические волны. Поперечные и продольные волны. Длина волны. Скорость волны.