Роль физики в формировании научной картины мира. Наблюдение и описание физических явлений. Физический эксперимент. Измерение физических величин.

Физика – одна из наук, изучающих природу. В мире происходят разнообразные изменения или явления. Физика изучает: механические, электрические, магнитные, тепловые, звуковые и световые явления. Все они называются физическими. Изучая самые простые явления, можно вывести общие законы. Задача физики: открывать и изучать законы, которые связывают между собой различные физические явления, происходящие в природе. Фундаментальные законы столь же достоверны и объективны, как и знания о простых явлениях, наблюдаемых непосредственно.

Современная физика демонстрирует нам черты единства природы. Все отчетливее вырисовывается связь между различными типами взаимодействий: гравитационные силы, электромагнитные, ядерные и слабые взаимодействия. Наука стала непосредственной производительной силой. Производство необходимых людям материальных благ непосредственно зависит от достижений науки. В современном естествознании физика является одной из лидирующих наук. Она оказывает огромное влияние на различные отрасли науки, техники, производства.

Например, благодаря развитию радиофизики возникла радиоастрономия, необычайно расширившая наши представления о Вселенной. Основные средства и методы, используемые молекулярной биологией для обнаружения, выделения и изучения своих объектов (рентгеноструктурный анализ, электронография, меченые атомы и т.п.), заимствованы у физики. Революция в энергетике вызвана возникновением атомной энергетики. В создании материалов с заданными свойствами наряду с химией важную роль играют физические методы воздействия на вещество. Это электронные, ионные и лазерные пучки, сверхсильные магнитные поля, сверхвысокие давления и температуры, ультразвук и т.п. Все поколения ЭВМ появились в физических лабораториях. Применение лазеров и развитие голографии таит в себе резервы для совершенствования вычислительной техники. Интернет сегодня – это миллионы компьютеров, связанные между собой как обычными телефонными проводами, так и трансокеанскими оптоволоконными кабелями и спутниковыми каналами.

Существуют два метода изучения явлений наблюдение и опыт (эксперимент). Опыт отличается от наблюдения тем, что его проводят с определенной целью, по заранее обдуманному плану. Перед составлением плана выдвигается гипотеза (предположение). Чтобы получить научные знания, необходимо обдумать и объяснить результаты проведенных опытов, найти причины, сделать выводы. Только в этом случае гипотеза может перерасти в теорию.

Чтобы точнее описать явления, выразить количественные соотношения между величинами, приходится проводить измерения физических величин.

Измерить какую-нибудь величину – значит сравнить её с однородной величиной, принятой за единицу (эталоном). Для этого используют различные измерительные приборы и инструменты – линейки, термометры, секундомеры, амперметры и т.д.

Каждый прибор имеет шкалу. Не все значения величин можно прочитать по шкале. В этом случае надо знать цену деления шкалы – значение наименьшего деления шкалы прибора.

Чтобы определить ЦД надо разность двух рядом стоящих чисел разделить на количество делений между ними.

Для каждой физической величины существуют свои единицы измерения. Например, длина измеряется в метрах, температура в градусах и т.п. Для удобства в разных странах используют одинаковые единицы (Международная система единиц – СИ).

Физическая величина не может быть измерена абсолютно точно. Неизбежны погрешности. Наибольшая погрешность правильно выполняемых отсчетов с помощью большинства приборов составляет половину цены деления.

В физике измерения называют прямыми, если их проводят непосредственно прибором (длину линейкой) и косвенными, если сначала находят величины, для которых возможно прямое измерение, а затем вычислением находят искомую величину (измерив линейкой сторону куба, можно рассчитать его объем).