Informacije

Osnove fizike v znanstvenem študiju

Osnove fizike v znanstvenem študiju

Fizika je sistematična raziskava naravnega sveta, zlasti interakcije med materijo in energijo. To je disciplina, ki poskuša količinsko ovrednotiti resničnost z natančno uporabo opazovanja skupaj z logiko in razumom.

Če želite uporabiti takšno disciplino, morate najprej razumeti nekatere osnove. Šele s tem, ko se naučite osnov fizike, lahko gradite na njej in se poglobite v to znanstveno področje. Ne glede na to, ali opravljate poklicno pot v fiziki ali vas zanimajo le njene ugotovitve, je vsekakor zanimivo spoznati.

Kaj je upoštevana fizika?

Če želite začeti študij fizike, morate najprej razumeti, kaj fizika dejansko pomeni. Razumevanje tega, kaj spada v področje fizike - in česa ne, pomaga osredotočiti študijsko polje, tako da lahko oblikujete smiselna vprašanja fizike.

Za vsakim fizičnim vprašanjem se skrivajo štirje zelo pomembni izrazi: hipoteza, model, teorija in zakon.

Fizika je lahko eksperimentalna ali teoretična. V eksperimentalni fiziki fiziki obravnavajo znanstveni problem z uporabo tehnik, kot je znanstvena metoda, v poskusu dokazati hipotezo. Teoretična fizika je pogosto bolj konceptualna, saj so fiziki osredotočeni na razvijanje znanstvenih zakonov, kot je teorija kvantne mehanike.

Ti dve obliki fizike sta povezani med seboj in povezani z drugimi oblikami znanstvenega preučevanja. Dokaj pogosto bo eksperimentalna fizika preizkušala hipoteze teoretične fizike. Sami fiziki se lahko specializirajo na različnih področjih, od astronomije in astrofizike do matematične fizike in nanotehnologije. Fizika ima vlogo tudi na drugih znanstvenih področjih, kot sta kemija in biologija.

Temeljni zakoni fizike

Cilj fizike je razviti natančne modele fizične resničnosti. Najboljši scenarij je razviti vrsto zelo temeljnih pravil, ki opisujejo, kako delujejo ti modeli. Ta pravila se pogosto imenujejo "zakoni", potem ko se že vrsto let uspešno uporabljajo.

Fizika je zapletena, vendar se v osnovi temelji na številnih sprejetih naravnih zakonih. Nekatera so zgodovinska in prelomna odkritja v znanosti. Sem spadajo zakon težnosti sir Isaaca Newtona in njegovi trije zakoni gibanja. V to kategorijo spadajo tudi Teorija relativnosti in zakonitosti termodinamike Alberta Einsteina.

Sodobna fizika gradi te monumentalne resnice za proučevanje stvari, kot je kvantna fizika, ki raziskuje nevidno vesolje. Podobno skuša fizika delcev razumeti najmanjše koščke snovi v vesolju. To je področje, kjer čudne besede, kot so kvarki, bozoni, hadroni in leptoni, vstopajo v znanstveni dialog, ki danes postavlja naslove.

Orodja, uporabljena v fiziki

Orodja, ki jih uporabljajo fiziki, segajo od fizičnega do abstraktnega. Vključujejo tehtnice tehtnic in laserske žarke ter matematiko. Razumevanje tega širokega nabora orodij in metod za njihovo uporabo je ključnega pomena za razumevanje procesa, ki ga fiziki izvajajo pri preučevanju fizičnega sveta.

Fizična orodja vključujejo stvari, kot so superprevodniki in sinhrotroni, ki se uporabljajo za ustvarjanje intenzivnih magnetnih polj. Te se lahko uporabijo v študijah, kot je Veliki hadronski trkalnik, ali praktično pri razvoju vlakov za magnetno levitacijo.

Matematika je v središču fizike in je ključnega pomena na vseh področjih znanosti. Ko boste začeli raziskovati fiziko, bodo pomembne osnove, kot je uporaba pomembnih številk in preseganje osnov metričnega sistema. Tudi matematika in fizika segata veliko globlje in pojmi, kot so vektorska matematika in matematične lastnosti valov, so ključnega pomena za delo mnogih fizikov.

Znani fiziki zgodovine

Fizika ne obstaja v vakuumu (čeprav se neka fizika izvaja v dejanskem vakuumu). Sile zgodovine so oblikovale razvoj fizike toliko kot katero koli drugo področje v zgodovini. Pogosto je koristno razumeti zgodovinske perspektive, ki so privedle do našega trenutnega razumevanja. To vključuje številne napačne poti, ki so bile na poti zgrešene.

Koristno in intrigantno je tudi spoznavanje življenj znanih preteklih fizikov. Stari Grki so na primer filozofijo kombinirali s preučevanjem naravnih zakonov in so še posebej znani po zanimanju za astronomijo.

V 16. in 17. stoletju je Galileo Galilei nadalje preučeval, opazoval in eksperimentiral z zakoni narave. Čeprav je bil v svojem času preganjan, ga danes štejejo za "očeta znanosti" (ki ga je skoval Einstein), pa tudi moderne fizike, astronomije in opazovalne znanosti.

Galileo je navdihnil in mu sledili znani znanstveniki, kot so sir Isaac Newton, Albert Einstein, Niels Bohr, Richard P. Feynman in Stephen Hawking. To je le nekaj imen zgodovine fizike, ki so oblikovala naše razumevanje, kako deluje naš svet. Njihove sposobnosti izzivanja sprejetih teorij in oblikovanja novih načinov gledanja v vesolje so navdihnile fizike, ki še naprej dosegajo znanstvene preboje.

Poglej si posnetek: Prof. dr. Peter Šemrl, FMF UL: Matematika uči veščine analitičnega mišljenja (Junij 2020).