uabooks.top

Физика как естественная наука

Человек по своей природе очень любознателен. Его интересует все, что происходит вокруг: почему на смену весне приходит лето, а затем - осень; почему светит Солнце; почему день сменяется ночью; откуда утром появляется роса; какие наименьшие частицы в мире, а какие наибольшие; из чего состоит Вселенная; что ожидает нас в будущем и еще многие, многие вопросы.

На эти вопросы отвечает физика - наука, которая дает возможность понять природу, потому что уже в самом названии кроется ее суть. Phisis в переводе с греческого значит «природа». Природу изучает не только физика, но и биология, химия, география, астрономия. Чем же особенна физика?

Физика - это наука, которая изучает самые простые и вместе с тем самые общие свойства и законы движения объектов окружающего мира.

За этим сухим определением из энциклопедии кроется огромный мир науки. Вы будете знакомиться с ней постепенно, открывая для себя все новые и новые вершины физики.

КАК ФИЗИКИ ИЗУЧАЮТ ПРИРОДУ. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Вы, наверное, давно заметили, что мир вокруг нас постоянно меняется. Яблоки с дерева падают вниз, а шары, наполненные гелием, поднимаются вверх. Изменения в природе называют явлениями.

События происходят в определенном порядке, то есть с течением времени: во время грозы сначала вспыхивает молния (рис. 1.1), а после нее слышатся раскаты грома. Почему так происходит, в чем здесь причина?

Явления имеют разную природу. Падение яблока и полет воздушного шара - это механические явления. Таяние снежинки в ладони -тепловое явление. Гром - звуковое явление, а молния - световое, электрическое и множество других сопутствующих явлений.

Физика основывается на фактах, полученных в результате наблюдений. Наблюдения часто быва-

ют случайными, но факты добывают в итоге целенаправленно проведенных экспериментов и исследований с использованием специальных приборов, проводя соответствующие измерения. Полученные факты анализируют и пытаются объяснить. Так появляются предположения, которые в науке называют гипотезами. Проверенные многими исследователями гипотезы становятся теориями.

Физики изучают явления природы, используя разнообразные приборы, и объясняют их физическими теориями.

ЭТО ИНТЕРЕСНО

Наблюдаем за небом

Когда мы смотрим на звездное небо, нас поражает грандиозность и величие Космоса. Люди наблюдают за небом уже много тысячелетий. Но по-настоящему поняли и объяснили увиденное именно физики.

Солнце - ближайшая к нам звезда - это раскаленный газовый шар, диаметр которого приблизительно 1,5 млн. км. Наша планета находится от нее на расстоянии 150 млн. км. Температура на «поверхности» Солнца достигает 6000 градусов, а в центре - уже 15 млн. градусов. При таких температурах происходят термоядерные реакции, которые позволяют звезде излучать энергию на протяжении десятков миллиардов лет. Откуда же все это стало известно?!

Оказывается, свет переносит значительную информацию о звезде, в частности: а) ее температуре; б) приближается она к нам или отдаляется; в) скорости ее движения и г) из каких веществ она состоит.

^Физические приборы, установленные на телескопах, позволяют измерять все эти физические величины. Первый оптический (линзовый) телескоп построил итальянский физик Галилео Галилей, а первый зеркальный телескоп -английский физик Исаак Ньютон. Физики научились расшифровывать информацию, которую приносит не только видимый свет, но и невидимое инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, радиоволны, а также рентгеновские и гамма-лучи.

Галактики

Современные телескопы (рис. 1.2) позволяют увидеть звездные системы -галактики, которые находятся от нас на огромных расстояниях. На рис. 1.3 изображена фотография нашей «соседки» - Галактики М 31, которая наблюдается в созвездии Андромеды.

При ясной погоде темной ночью на небе можно разглядеть светлую полосу, которая тянется через весь небосклон - Млечный путь. Она содержит такое огромное количество звезд, что наш глаз их не различает. Это наша Галактика (или Млечный путь), которая насчитывает около 200 млрд. звезд и имеет диаметр 100 000 световых лет (световой год - это расстояние, преодолеваемое светом за один год). Этот своеобразный звездный диск делает один оборот в 250 млн. лет. Наша Солнечная система (Солнце и планеты, которые вращаются вокруг него) расположена довольно далеко от центра Галактики (около 26 000 световых лет).

Рис. 1.3. Галактика М 31 находится так далеко от нас, что свет от нее доходит к нам приблизительно за 2,8 млн. лет (за одну секунду свет преодолевает 300 000 км). Это одно из ближайших к нам звездных скоплений, и наша Галактика - Млечный путь (Galaxy - лат. «молоко») - очень на нее похожа

Расстояние от самых отдаленных галактик до нас свет преодолевает примерно за 14 млрд. лет. Это значит, что мы видим их такими, какими они были миллиарды лет назад. Таким образом, мощный телескоп, как своеобразная машина времени, дает возможность заглянуть в прошлое Вселенной.

КРАТКИЕ ИТОГИ

Физики изучают явления природы с помощью физических приборов. Изменения в природе называются явлениями.

Физика - это наука, которая изучает самые простые и вместе с тем самые общие свойства и законы движения объектов окружающего мира. При изучении явлений окружающего мира физики наблюдают, проводят опыты и вычисления, на основании которых создают физические теории. Полученные физиками знания дают нам возможность понимать окружающий мир и способствуют прогрессу человечества.

ТВОРЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

1.1. Внимательно рассмотрите рис. 1.1. Сколько вопросов вы сможете задать о явлении молнии, изображенном на рисунке?

1.2. Где находятся самые большие в мире телескопы? Каковы их размеры и характеристики?

1.3. Какое основное отличие телескопов, сконструированных двумя выдающимися физиками - Ньютоном и Галилеем?

УПРАЖНЕНИЕ 1

1. Что изучает физика?

2. Приведите примеры физических явлений: а) механических, б) звуковых, в) тепловых, г) электрических и д) световых.

3. Для каких потребностей в физике используют приборы?

4. Как ученые определяют состав звезд, их температуру и скорость?

5. Назовите несколько разновидностей телескопов, при помощи которых исследуют Вселенную (используйте разные источники информации - Интернет, энциклопедии и тому подобное).

6. Почему телескоп можно назвать своеобразной «машиной времени»?

7. Какое расстояние называют «световым годом»?

8. Какое расстояние (в километрах) от нас до Солнца?

9. Какая температура на: а) поверхности и б) в центре Солнца, в)*Почему слово «поверхность» в тексте параграфа взято в кавычки?

10. Что собой представляет Млечный путь?

11. Сколько звезд насчитывает наша Галактика?

12. Насколько далеко от нас находится «край» Вселенной?

13. Почему мы сначала видим молнию и только потом слышим гром?

14. Во сколько раз расстояние от Земли до Солнца больше диаметра Солнца?

15. Рассчитайте, какое расстояние в километрах проходит свет за: а) одну минуту, б) один час, в) одни сутки, г)*один год?

16. Во сколько раз Солнце больше Земли?

17. Выразите скорость света в м/с.

18. Почему телескопы строят высоко в горах или выносят за пределы атмосферы?

19. На какое расстояние от Земли уже распространились в космосе сигналы наших радиостанций?

20. Почему, когда мы смотрим ночью на звездное небо, оно кажется похожим на сферический купол? Так и говорят: «небесная сфера».

Это материал учебника Физика за 7 класс Пшеничка