Ir dabiski un pareizi interesēties par apkārtējo pasauli un tās funkcionēšanas un attīstības likumiem. Tāpēc ir saprātīgi pievērst uzmanību dabaszinātnēm, piemēram, fizikai, kas izskaidro pašu Visuma veidošanās un attīstības būtību. Fizikālos pamatlikumus ir viegli saprast. Jau ļoti mazā vecumā skola ar šiem principiem iepazīstina bērnus.
Daudziem šī zinātne sākas ar mācību grāmatu "Fizika (7. klase)". Skolēniem tiek atklāti mehānikas un termodinamikas pamatjēdzieni un likumi, viņi iepazīstas ar galveno fizikālo likumu kodolu. Bet vai zināšanas jāierobežo līdz skolas solam? Kādi fiziskie likumi būtu jāzina katram cilvēkam? Tas tiks apspriests vēlāk šajā rakstā.
Zinātniskā fizika
Daudzas aprakstītās zinātnes nianses ir pazīstamas ikvienam jau no agras bērnības. Un tas ir saistīts ar to, ka pēc būtības fizika ir viena no dabaszinātņu jomām. Tas stāsta par dabas likumiem, kuru darbībuietekmē ikviena cilvēka dzīvi un daudzējādā ziņā pat nodrošina to par matērijas iezīmēm, tās struktūru un kustības modeļiem.
Jēdzienu "fizika" pirmo reizi ierakstīja Aristotelis ceturtajā gadsimtā pirms mūsu ēras. Sākotnēji tas bija sinonīms jēdzienam "filozofija". Galu galā abām zinātnēm bija kopīgs mērķis - pareizi izskaidrot visus Visuma funkcionēšanas mehānismus. Taču jau sešpadsmitajā gadsimtā zinātniskās revolūcijas rezultātā fizika kļuva neatkarīga.
Vispārīgais likums
Daži no fizikas pamatlikumiem attiecas uz dažādām zinātnes nozarēm. Papildus tiem ir tādi, kas tiek uzskatīti par kopīgiem visai dabai. Tas ir par enerģijas nezūdamības un pārveidošanas likumu.
Tas nozīmē, ka katras slēgtās sistēmas enerģija, kad tajā notiek kādas parādības, noteikti tiek saglabāta. Tomēr tas spēj pārveidoties citā formā un efektīvi mainīt savu kvantitatīvo saturu dažādās nosauktās sistēmas daļās. Tajā pašā laikā atvērtā sistēmā enerģija samazinās, ja palielinās visu ķermeņu un lauku enerģija, kas ar to mijiedarbojas.
Papildus augstākminētajam vispārīgajam principam fizikā ir ietverti pamatjēdzieni, formulas, likumi, kas nepieciešami pasaulē notiekošo procesu interpretācijai. To izpēte var būt neticami aizraujoša. Tāpēc šajā rakstā īsumā tiks apskatīti fizikas pamatlikumi, un, lai tos izprastu dziļāk, ir svarīgi tiem pievērst visu uzmanību.
Mehānika
Daudzi fizikas pamatlikumi tiek atklāti jaunajiem zinātniekiem skolas 7.-9.klasē, kur pilnīgāk tiek apgūta tāda zinātnes nozare kā mehānika. Tās pamatprincipi ir aprakstīti tālāk.
- Galileo relativitātes likums (saukts arī par mehānisko relativitātes likumu jeb klasiskās mehānikas pamatu). Principa būtība ir tāda, ka līdzīgos apstākļos mehāniskie procesi jebkurā inerciālajā atskaites sistēmā ir pilnīgi identiski.
- Hūka likums. Tās būtība ir tāda, ka jo lielāks trieciens uz elastīgo korpusu (atsperi, stieni, konsoli, siju) no sāniem, jo lielāka ir tā deformācija.
Ņūtona likumi (kas ir klasiskās mehānikas pamats):
- Inerces princips saka, ka jebkurš ķermenis ir spējīgs atrasties miera stāvoklī vai kustēties vienmērīgi un taisni tikai tad, ja citi ķermeņi to nekādā veidā neietekmē vai ja tie kaut kā kompensē viens otra darbību. Lai mainītu kustības ātrumu, ir nepieciešams iedarboties uz ķermeni ar zināmu spēku, un, protams, atšķirsies arī viena un tā paša spēka ietekmes rezultāts uz dažāda izmēra ķermeņiem.
- Galvenais dinamikas modelis nosaka, ka jo lielāks ir to spēku rezultants, kas pašlaik iedarbojas uz konkrēto ķermeni, jo lielāku paātrinājumu tas saņem. Un attiecīgi, jo lielāks ķermeņa svars, jo zemāks šis rādītājs.
- Ņūtona trešais likums to nosakajebkuri divi ķermeņi vienmēr mijiedarbojas viens ar otru pēc identiskas shēmas: to spēkiem ir vienāda būtība, tie ir vienādi pēc lieluma, un tiem noteikti ir pretējs virziens pa taisno līniju, kas savieno šos ķermeņus.
- Relativitātes princips nosaka, ka visas parādības, kas notiek vienādos apstākļos inerciālās atskaites sistēmās, iziet absolūti identiski.
Termodinamika
Skolas mācību grāmata, kas skolēniem atklāj pamatlikumus ("Fizika. 7. klase"), iepazīstina ar termodinamikas pamatiem. Tālāk īsi pārskatīsim tās principus.
Termodinamikas likumi, kas ir pamata šajā zinātnes nozarē, ir vispārīga rakstura un nav saistīti ar konkrētas vielas uzbūves detaļām atomu līmenī. Starp citu, šie principi ir svarīgi ne tikai fizikā, bet arī ķīmijā, bioloģijā, kosmosa inženierijā utt.
Piemēram, nosauktajā nozarē ir loģiski nenosakāms noteikums, ka slēgtā sistēmā, kuras ārējie apstākļi ir nemainīgi, laika gaitā tiek izveidots līdzsvara stāvoklis. Un procesi, kas tajā turpinās, nemainīgi viens otru kompensē.
Cits termodinamikas noteikums apstiprina sistēmas, kas sastāv no kolosāla skaita daļiņu, kurām raksturīga haotiska kustība, vēlmi patstāvīgi pāriet no sistēmai mazāk ticamiem stāvokļiem uz ticamākiem.
Un Gay-Lussac likums (saukts arī par gāzes likumu) nosaka, ka noteiktas masas gāzei stabila spiediena apstākļos tās tilpumu dalot ar rezultātu.absolūtā temperatūra noteikti kļūst par nemainīgu vērtību.
Vēl viens svarīgs šīs nozares noteikums ir pirmais termodinamikas likums, ko sauc arī par termodinamiskās sistēmas enerģijas saglabāšanas un pārveidošanas principu. Pēc viņa teiktā, jebkurš siltuma daudzums, kas tika nodots sistēmai, tiks tērēts tikai tās iekšējās enerģijas metamorfozei un tās darba veikšanai attiecībā pret jebkuriem ārējiem spēkiem. Tieši šī likumsakarība kļuva par pamatu termodzinēju darbības shēmas veidošanai.
Vēl viena gāzes likumsakarība ir Čārlza likums. Tajā teikts, ka jo lielāks ir noteiktas ideālās gāzes masas spiediens, vienlaikus saglabājot nemainīgu tilpumu, jo augstāka ir tās temperatūra.
Elektrība
Atklāj interesantus fizikas pamatlikumus 10. klašu skolai jaunajiem zinātniekiem. Šobrīd tiek pētīti galvenie dabas principi un elektriskās strāvas darbības likumi, kā arī citas nianses.
Ampēra likums, piemēram, nosaka, ka paralēli savienoti vadītāji, caur kuriem strāva plūst vienā virzienā, neizbēgami pievelk, un pretējā strāvas virziena gadījumā attiecīgi atgrūž. Dažreiz to pašu nosaukumu izmanto fiziskajam likumam, kas nosaka spēku, kas darbojas esošajā magnētiskajā laukā nelielā vadītāja daļā, kas pašlaik vada strāvu. To sauc tā - Ampere spēks. Šo atklājumu deviņpadsmitā gadsimta pirmajā pusē (proti, 1820. gadā) veica zinātnieks.
Likumslādiņu saglabāšana ir viens no dabas pamatprincipiem. Tajā teikts, ka visu elektrisko lādiņu algebriskā summa, kas rodas jebkurā elektriski izolētā sistēmā, vienmēr saglabājas (kļūst nemainīga). Neskatoties uz to, nosauktais princips neizslēdz jaunu lādētu daļiņu parādīšanos šādās sistēmās noteiktu procesu rezultātā. Tomēr visu jaunizveidoto daļiņu kopējam elektriskajam lādiņam noteikti jābūt vienādam ar nulli.
Kulona likums ir viens no elektrostatikas pamatprincipiem. Tas izsaka fiksēto punktu lādiņu mijiedarbības spēka principu un izskaidro attāluma starp tiem kvantitatīvo aprēķinu. Kulona likums dod iespēju eksperimentālā veidā pamatot elektrodinamikas pamatprincipus. Tajā teikts, ka nekustīgi punktveida lādiņi noteikti mijiedarbosies viens ar otru ar spēku, kas ir lielāks, jo lielāks ir to lieluma reizinājums un attiecīgi mazāks, jo mazāks ir attāluma starp aplūkojamajiem lādiņiem un caurlaidības kvadrāts. vide, kurā notiek aprakstītā mijiedarbība.
Oma likums ir viens no elektrības pamatprincipiem. Tajā teikts, ka jo lielāka ir tiešās elektriskās strāvas stiprums, kas darbojas noteiktā ķēdes posmā, jo lielāks ir spriegums tās galos.
"Labās rokas likums" ir princips, kas ļauj noteikt virzienu vadītājā, kas magnētiskā lauka ietekmē virzās noteiktā veidā. Lai to izdarītu, ir nepieciešams novietot labo roku tā, lai magnētiskās indukcijas līnijas būtutēlaini pieskārās atvērtajai plaukstai un pastiepa īkšķi diriģenta virzienā. Šajā gadījumā atlikušie četri iztaisnotie pirksti noteiks indukcijas strāvas virzienu.
Tāpat šis princips palīdz noskaidrot precīzu taisnā vadītāja magnētiskās indukcijas līniju atrašanās vietu, kas šobrīd vada strāvu. Tas notiek tā: novietojiet labās rokas īkšķi tā, lai tas norādītu strāvas virzienu, un ar pārējiem četriem pirkstiem tēlaini satveriet vadītāju. Šo pirkstu atrašanās vieta parādīs precīzu magnētiskās indukcijas līniju virzienu.
Elektromagnētiskās indukcijas princips ir modelis, kas izskaidro transformatoru, ģeneratoru, elektromotoru darbības procesu. Šis likums ir šāds: slēgtā ķēdē radītais indukcijas elektromotora spēks ir lielāks, jo lielāks ir magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrums.
Optika
Nozare "Optika" atspoguļo arī daļu no skolas mācību programmas (fizikas pamatlikumi: 7.-9.klase). Tāpēc šos principus nav tik grūti saprast, kā varētu šķist no pirmā acu uzmetiena. Viņu pētījums sniedz ne tikai papildu zināšanas, bet arī labāku izpratni par apkārtējo realitāti. Fizikas pamatlikumi, ko var attiecināt uz optikas studiju jomu, ir šādi:
- Gainesa princips. Tā ir metode, kas ļauj efektīvi noteikt precīzu viļņu frontes pozīciju jebkurā sekundes daļā. Tās būtība ir šāda:visi punkti, kas atrodas viļņu frontes ceļā noteiktā sekundes daļā, būtībā paši par sevi kļūst par sfērisku viļņu avotiem (sekundāriem), savukārt viļņu frontes izvietojums tajā pašā sekundes daļā ir identisks virsma, kas iet ap visiem sfēriskiem viļņiem (sekundāra). Šis princips tiek izmantots, lai izskaidrotu pastāvošos likumus, kas saistīti ar gaismas laušanu un tās atstarošanu.
- Huygens-Fresnel princips atspoguļo efektīvu metodi ar viļņu izplatīšanos saistītu problēmu risināšanai. Tas palīdz izskaidrot elementārās problēmas, kas saistītas ar gaismas difrakciju.
- Viļņu atstarošanas likums. To vienlīdz izmanto atspoguļošanai spogulī. Tās būtība slēpjas apstāklī, ka gan krītošais, gan atstarotais, kā arī no stara krišanas punkta konstruētais perpendikuls atrodas vienā plaknē. Ir arī svarīgi atcerēties, ka leņķis, pie kura krīt stars, vienmēr ir absolūti vienāds ar laušanas leņķi.
- Gaismas laušanas princips. Tā ir elektromagnētiskā viļņa (gaismas) trajektorijas maiņa kustības brīdī no vienas viendabīgas vides uz citu, kas būtiski atšķiras no pirmās pēc vairākiem refrakcijas rādītājiem. Gaismas izplatīšanās ātrums tajos ir atšķirīgs.
- Gaismas taisnvirziena izplatīšanās likums. Savā būtībā tas ir likums, kas saistīts ar ģeometriskās optikas jomu, un ir šāds: jebkurā viendabīgā vidē (neatkarīgi no tās rakstura) gaisma izplatās stingri taisni, pa īsāko attālumu. Šis likums vienkāršā un saprotamā veidā izskaidro izglītību.ēnas.
Atomu un kodolfizika
Kvantu fizikas pamatlikumi, kā arī atomu un kodolfizikas pamati tiek apgūti vidusskolās un augstskolās.
Tādējādi Bora postulāti ir virkne pamata hipotēžu, kas kļuvušas par teorijas pamatu. Tās būtība ir tāda, ka jebkura atomu sistēma var palikt stabila tikai stacionāros stāvokļos. Jebkurš atoma starojums vai enerģijas absorbcija obligāti notiek, izmantojot principu, kura būtība ir šāda: ar transportēšanu saistītais starojums kļūst vienkrāsains.
Šie postulāti attiecas uz standarta skolas mācību programmu, kurā tiek pētīti fizikas pamatlikumi (11. klase). Viņu zināšanas absolventam ir obligātas.
Fizikas pamatlikumi, kas cilvēkam būtu jāzina
Daži fiziskie principi, lai gan tie pieder pie vienas no šīs zinātnes nozarēm, tomēr ir vispārīgi un būtu jāzina ikvienam. Mēs uzskaitām fizikas pamatlikumus, kas jāzina cilvēkam:
- Arhimēda likums (attiecas uz hidro- un arī aerostatikas jomām). Tas nozīmē, ka jebkurš ķermenis, kas ir iegremdēts gāzveida vielā vai šķidrumā, ir pakļauts sava veida peldošam spēkam, kas noteikti ir vērsts vertikāli uz augšu. Šis spēks vienmēr skaitliski ir vienāds ar ķermeņa izspiestā šķidruma vai gāzes svaru.
- Cits šī likuma formulējums ir šāds: ķermenis, kas iegremdēts gāzē vai šķidrumā, noteikti zaudēs tikpat daudz svara kābija šķidruma vai gāzes masa, kurā tas bija iegremdēts. Šis likums kļuva par peldēšanas ķermeņu teorijas pamatpostulātu.
- Universālās gravitācijas likums (atklāja Ņūtons). Tās būtība ir tāda, ka absolūti visi ķermeņi neizbēgami tiek piesaistīti viens otram ar spēku, kas ir lielāks, jo lielāks ir šo ķermeņu masu reizinājums un attiecīgi mazāks, jo mazāks ir attāluma starp tiem kvadrāts..
Tie ir 3 fizikas pamatlikumi, kas jāzina ikvienam, kurš vēlas izprast apkārtējās pasaules funkcionēšanas mehānismu un tajā notiekošo procesu īpatnības. Izprast viņu darbības principu ir pavisam vienkārši.
Šādu zināšanu vērtība
Fizikas pamatlikumiem ir jābūt cilvēka zināšanu bagāžā neatkarīgi no viņa vecuma un nodarbošanās. Tie atspoguļo visas mūsdienu realitātes pastāvēšanas mehānismu un būtībā ir vienīgā konstante nepārtraukti mainīgajā pasaulē.
Pamatlikumi, fizikas jēdzieni paver jaunas iespējas apkārtējās pasaules pētīšanai. Viņu zināšanas palīdz izprast Visuma pastāvēšanas mehānismu un visu kosmisko ķermeņu kustību. Tas mūs pārvērš ne tikai par ikdienas notikumu un procesu vērotājiem, bet arī ļauj tos apzināties. Kad cilvēks skaidri izprot fizikas pamatlikumus, tas ir, visus apkārt notiekošos procesus, viņš iegūst iespēju tos kontrolēt visefektīvākajā veidā, veicot atklājumus un tādējādi padarot savu dzīvi ērtāku.
Rezultāti
Daži ir spiesti padziļinātapgūt fizikas pamatlikumus Vienotajam valsts eksāmenam, citi - pēc nodarbošanās, bet daži - zinātniskās ziņkārības pēc. Neatkarīgi no šīs zinātnes izpētes mērķiem, iegūto zināšanu ieguvumus diez vai var pārvērtēt. Nav nekā lielāka gandarījuma par apkārtējās pasaules pastāvēšanas pamatmehānismu un modeļu izpratni.
Neesi vienaldzīgs – attīsties!
