Główna zawartość
Kurs: Fizyka - 11 klasa (Indie) > Rozdział 1
Lekcja 1: Fizyka i jej prawaCzym jest fizyka?
Zastanówmy się, o czym jest fizyka i jakie tematy są najczęściej omawiane we wprowadzeniu do fizyki. Tłumaczenie na język polski: fundacja Edukacja dla Przyszłości.
Co to jest fizyka?
Tak naprawdę, trudno jest dokładnie określić czym jest fizyka. Z tego powodu, że fizyka zmienia się wraz z naszym postępem i nowymi odkryciami. Nowe teorie nie dostarczają jedynie nowych odpowiedzi. Stawiają również nowe pytania, które, w kontekście poprzedniej teorii fizycznej mogłyby nawet nie mieć sensu. To właśnie sprawia, że fizyka jest ciekawa i fascynująca, ale także wymusza próby definiowania fizyki odnosząc się do tego, co w fizyce miało miejsce, zamiast do tego, co może mieć miejsce w przyszłości. O fizyce można też myśleć jako o języku, znajomość którego, podobnie jak znajomość języków obcych, pozwala na wzbogacenie spojrzenia na świat o nową perspektywę. Język literacki doskonale sprawdzi się, jeśli chcesz wyznać swoje uczucie ukochanej osobie, ale o piłeczce toczącej się po stole łatwiej jest opowiadać, używając języka fizyki.
Zapisana w ten sposób definicja jest praktyczna. Jeśli szukasz definicji fizyki, możesz posługiwać się właśnie taką. W głównej mierze, fizycy próbują robić następujące rzeczy:
- Dokładnie definiować najbardziej fundamentalne, mierzalne wielkości we wszechświecie (np. prędkość, pole elektryczne, energię kinetyczną). Dążenie do znalezienia najbardziej fundamentalnego opisu wszechświata od zawsze odkrywało ważną rolę w fizyce, co możemy zobaczyć na poniższym obrazku.
- Znaleźć związek pomiędzy tymi fundamentalnymi, policzalnymi wielkościami. (np. prawa Newtona, prawo zachowania energii, szczególna teoria względności). Te wzorce i zależności są wyrażone przy użyciu słów, równań, wykresów, tabeli, schematów, modeli i wielu innych sposobów, które pozwalają nam przedstawić związek w sposób, dzięki któremu ludzie potrafią je lepiej zrozumieć i wykorzystywać.
Obrazek: Podróż do wnętrza atomu, 1948 General Electric, George Roussos (własność publiczna)
Oczywiście sprowadzanie fizyki tylko do tych dwóch zadań jest wielkim uproszczeniem i pomija mnóstwo wspaniałych zagadnień nad którymi pracują fizycy, oraz sposobów w jaki to robią. Ale próba opisania skomplikowanego Wszechświata za pomocą prostych, zrozumiałych praw jest właśnie istotą fizyki. Być może więc próba opisania skomplikowanych zjawisk nad którymi pracują fizycy za pomocą prostych i zrozumiałych definicji nie jest złym pomysłem?
Czego się dowiem, ucząc się w Khan Academy?
W fizyce, chcemy wytłumaczyć sposób w jaki poruszają się obiekty i dlaczego jest tak, a nie inaczej. Jednakże, może być ciężko wytłumaczyć ruch, jeżeli nie wiemy w jaki sposób go opisać. Więc na początku, w tematach Ruch jednowymiarowy i Ruch w dwóch wymiarach, dowiemy się jak precyzyjnie opisać ruch obiektów i przewidywać ich ruch, w kilku szczególnych przypadkach.
Mając opanowaną umiejętność dokładnego opisywania ruchu, nauczymy się w dziale Siły i prawa dynamiki Newtona, w jaki sposób pojęcie siły, pozwala nam wyjaśnić dlaczego obiekty zmieniają swoje położenie.
Będziemy nadal doskonalić i poszerzać naszą wiedzę w zakresie ruchu pokazując, że prawa zachowania są alternatywnym sposobem do wytłumaczenia ruchu obiektów. Prawa zachowania, określają w jaki sposób może zmieniać się ruch układu. Zasady zachowania energii nauczymy się w dziale Praca i energia, a zasady zachowania pędu, nauczymy się w dziale Zderzenia i pęd.
Do tego miejsca, będziemy brać pod uwagę głównie obiekty, które nie wykonują ruchu obrotowego, dlatego w dziale Momenty, moment siły i moment pędu, dowiemy się jak opisać i wytłumaczyć ruch obrotowy. W międzyczasie, nauczymy się nowego prawa zachowania - prawa zachowania momentu pędu.
W kolejnym etapie, będziemy wykorzystywać wiedzę z zakresu ruchu, sił i praw zachowania, żeby zastanowić się w jaki sposób uporać się z wieloma nowymi siłami i zjawiskami. Dowiemy się, jak postępować z cieczami i gazami w dziale Płyny i Termodynamika. Następnie, w dziale Ładunek elektryczny, siła elektryczna, napięcie i Siły magnetyczne, pole magnetyczne, prawo Faradaya, dowiemy się o dwóch nowych siłach - sile elektrycznej i sile magnetycznej. W dziale Obwody, zobaczymy w jaki sposób siła elektryczna powoduje przepływ prądu. W dziale Optyka, będziemy analizować kierunki, w których fale elektromagnetyczne (np. światło) mogą się odbijać i załamywać. Ucząc się o świetle, jednocześnie zabierzemy się za teorię Einsteina, w dziale Szczególna teoria względności. I to zaledwie tylko kilka przykładów.
Ostatecznie powinniście posiadać solidną wiedzę z podstawowych praw fizyki i działań matematycznych, które fizycy wykorzystują do opisu i wyjaśnienia wszechświata. Ale żadne streszczenie, nie jest w stanie opisać tych wszystkich interesujących i niezwykłych aspektów fizyki. Najlepszy sposób żeby je odkryć, to wkroczyć do akcji i przekonać się na własnej skórze.
Chcesz dołączyć do dyskusji?
Na razie brak głosów w dyskusji