Natūralu ir teisinga domėtis supančiu pasauliu ir jo veikimo bei vystymosi dėsniais. Štai kodėl tikslinga atkreipti dėmesį į gamtos mokslus, pavyzdžiui, fiziką, kuri paaiškina pačią Visatos formavimosi ir vystymosi esmę. Pagrindinius fizinius dėsnius lengva suprasti. Dar labai jauname amžiuje mokykloje vaikai supažindinami su šiais principais.
Daugeliui šis mokslas prasideda nuo vadovėlio „Fizika (7 klasė)“. Moksleiviams atskleidžiamos pagrindinės mechanikos ir termodinamikos sąvokos ir dėsniai, jie susipažįsta su pagrindinių fizikinių dėsnių esme. Tačiau ar žinios turėtų apsiriboti mokyklos suole? Kokius fizinius dėsnius turėtų žinoti kiekvienas žmogus? Tai bus aptarta vėliau straipsnyje.
Mokslo fizika
Daugelis aprašyto mokslo niuansų yra žinomi kiekvienam nuo ankstyvos vaikystės. Ir taip yra dėl to, kad iš esmės fizika yra viena iš gamtos mokslų sričių. Jame pasakojama apie gamtos dėsnius, kurių veikimąturi įtakos kiekvieno žmogaus gyvenimui, o daugeliu atžvilgių netgi suteikia jį apie materijos ypatybes, jos struktūrą ir judėjimo modelius.
Sąvoką „fizika“pirmą kartą užrašė Aristotelis IV amžiuje prieš Kristų. Iš pradžių tai buvo „filosofijos“sąvokos sinonimas. Juk abu mokslai turėjo bendrą tikslą – teisingai paaiškinti visus Visatos veikimo mechanizmus. Tačiau jau XVI amžiuje dėl mokslo revoliucijos fizika tapo nepriklausoma.
Bendroji teisė
Kai kurie pagrindiniai fizikos dėsniai taikomi įvairioms mokslo šakoms. Be jų, yra ir tokių, kurie laikomi būdingais visai gamtai. Kalbama apie energijos tvermės ir transformacijos dėsnį.
Tai reiškia, kad kiekvienos uždaros sistemos energija, kai joje vyksta kokie nors reiškiniai, tikrai išsaugoma. Nepaisant to, ji gali transformuotis į kitą formą ir efektyviai keisti kiekybinį turinį įvairiose įvardintos sistemos dalyse. Tuo pačiu metu atviroje sistemoje energija mažėja, jei bet kokių su ja sąveikaujančių kūnų ir laukų energija didėja.
Be minėto bendrojo principo, fizikoje yra pagrindinės sąvokos, formulės, dėsniai, kurie būtini interpretuojant pasaulyje vykstančius procesus. Jų tyrinėjimas gali būti neįtikėtinai įdomus. Todėl šiame straipsnyje bus trumpai apžvelgti pagrindiniai fizikos dėsniai, o norint juos suprasti giliau, svarbu į juos skirti visą dėmesį.
Mechanika
Daugelis pagrindinių fizikos dėsnių atskleidžiami jauniesiems mokslininkams 7-9 mokyklos klasėse, kur išsamiau studijuojama tokia mokslo šaka kaip mechanika. Pagrindiniai jo principai aprašyti toliau.
- Galilėjaus reliatyvumo dėsnis (dar vadinamas mechaniniu reliatyvumo dėsniu arba klasikinės mechanikos pagrindu). Principo esmė slypi tame, kad panašiomis sąlygomis mechaniniai procesai bet kuriose inercinėse atskaitos sistemose yra visiškai identiški.
- Huko dėsnis. Jo esmė ta, kad kuo didesnis smūgis į elastingą korpusą (spyruoklę, strypą, konsolę, siją) iš šono, tuo didesnė jo deformacija.
Niutono dėsniai (atstovauja klasikinės mechanikos pagrindui):
- Inercijos principas sako, kad bet kuris kūnas gali būti ramybės būsenoje arba judėti tolygiai ir tiesiškai tik tada, kai jokie kiti kūnai jo niekaip neveikia arba kažkaip kompensuoja vienas kito veiksmus. Norint pakeisti judėjimo greitį, reikia kūną veikti tam tikra jėga, ir, žinoma, skirsis ir tos pačios jėgos poveikio skirtingų dydžių kūnams rezultatas.
- Pagrindinis dinamikos modelis teigia, kad kuo didesnis jėgų, kurios šiuo metu veikia tam tikrą kūną, rezultatas, tuo didesnis pagreitis jo gaunamas. Ir, atitinkamai, kuo didesnis kūno svoris, tuo šis rodiklis mažesnis.
- Trečiasis Niutono dėsnis teigia, kadbet kurie du kūnai visada sąveikauja vienas su kitu identiškai: jų jėgos yra tos pačios prigimties, lygiaverčio dydžio ir būtinai turi priešingą kryptį tiesioje linijoje, jungiančioje šiuos kūnus.
- Reliatyvumo principas teigia, kad visi reiškiniai, vykstantys tomis pačiomis sąlygomis inercinėse atskaitos sistemose, praeina absoliučiai identiškai.
Termodinamika
Mokyklinis vadovėlis, atskleidžiantis mokiniams pagrindinius dėsnius („Fizika. 7 klasė“), supažindinantis su termodinamikos pagrindais. Toliau trumpai apžvelgsime jo principus.
Terodinamikos dėsniai, kurie yra pagrindiniai šioje mokslo šakoje, yra bendro pobūdžio ir nesusiję su konkrečios medžiagos sandaros detalėmis atominiame lygmenyje. Beje, šie principai svarbūs ne tik fizikoje, bet ir chemijoje, biologijoje, aviacijos ir kosmoso inžinerijoje ir kt.
Pavyzdžiui, įvardintoje pramonėje galioja taisyklė, kurios logiškai neįmanoma nustatyti, kad uždaroje sistemoje, kurios išorinės sąlygos nesikeičia, laikui bėgant nusistovi pusiausvyros būsena. Ir jame besitęsiantys procesai visada kompensuoja vienas kitą.
Kita termodinamikos taisyklė patvirtina sistemos, susidedančios iš didžiulio skaičiaus dalelių, kurioms būdingas chaotiškas judėjimas, troškimą savarankiškai pereiti iš mažiau tikėtinų sistemos būsenų į labiau tikėtinas.
Ir Gay-Lussac dėsnis (taip pat vadinamas dujų dėsniu) teigia, kad tam tikros masės dujoms esant stabiliam slėgiui gaunamas jų tūrio padalijimas išabsoliuti temperatūra būtinai tampa pastovia reikšme.
Kita svarbi šios pramonės taisyklė yra pirmasis termodinamikos dėsnis, kuris dar vadinamas termodinaminės sistemos energijos išsaugojimo ir transformacijos principu. Pasak jo, bet koks šilumos kiekis, kuris buvo perduotas sistemai, bus išleistas tik jos vidinės energijos metamorfozei ir jos darbui, atsižvelgiant į bet kokias veikiančias išorines jėgas. Būtent šis dėsningumas tapo pagrindu formuojant šiluminių variklių veikimo schemą.
Kitas dujų dėsningumas yra Charleso dėsnis. Sakoma, kad kuo didesnis tam tikros idealių dujų masės slėgis, išlaikant pastovų tūrį, tuo aukštesnė jų temperatūra.
Elektra
Atranda įdomių pagrindinių fizikos dėsnių, skirtų jaunųjų mokslininkų 10 klasės mokyklai. Šiuo metu tiriami pagrindiniai gamtos principai ir elektros srovės veikimo dėsniai bei kiti niuansai.
Ampero dėsnis, pavyzdžiui, teigia, kad lygiagrečiai sujungti laidininkai, kuriais srovė teka ta pačia kryptimi, neišvengiamai traukia, o esant priešingos krypties srovei, atitinkamai atstumia. Kartais tas pats pavadinimas naudojamas fizikiniam dėsniui, kuris apibrėžia jėgą, veikiančią esamame magnetiniame lauke mažoje laidininko dalyje, kuri šiuo metu teka srove. Ji vadinama taip – Ampero galia. Šį atradimą mokslininkas padarė XIX amžiaus pirmoje pusėje (būtent 1820 m.).
Teisėkrūvio išsaugojimas yra vienas pagrindinių gamtos principų. Jame teigiama, kad visų elektros krūvių, atsirandančių bet kurioje elektrai izoliuotoje sistemoje, algebrinė suma visada išlieka (tampa pastovi). Nepaisant to, minėtas principas neatmeta naujų įkrautų dalelių atsiradimo tokiose sistemose dėl tam tikrų procesų. Nepaisant to, visų naujai susidariusių dalelių bendras elektros krūvis būtinai turi būti lygus nuliui.
Kulono dėsnis yra vienas pagrindinių elektrostatikos dalykų. Jis išreiškia fiksuotų taškinių krūvių sąveikos jėgos principą ir paaiškina kiekybinį atstumo tarp jų apskaičiavimą. Kulono dėsnis leidžia eksperimentiniu būdu pagrįsti pagrindinius elektrodinamikos principus. Jame teigiama, kad nejudrūs taškiniai krūviai tikrai sąveikaus vienas su kitu jėga, kuri yra didesnė, tuo didesnė jų dydžių sandauga ir, atitinkamai, kuo mažesnis, tuo mažesnis atstumo tarp nagrinėjamų krūvių ir skvarbumo kvadratas. terpė, kurioje vyksta aprašytoji sąveika.
Omo dėsnis yra vienas iš pagrindinių elektros energijos principų. Sakoma, kad kuo didesnė tam tikroje grandinės atkarpoje veikianti nuolatinė elektros srovė, tuo didesnė įtampa jos galuose.
„Dešiniosios rankos taisyklė“– tai principas, leidžiantis nustatyti srovės laidininko kryptį, judančią tam tikru būdu veikiant magnetiniam laukui. Norėdami tai padaryti, dešinę ranką reikia pastatyti taip, kad būtų magnetinės indukcijos linijosperkeltine prasme palietė atvirą delną, o nykštį ištiesė laidininko kryptimi. Tokiu atveju likę keturi ištiesinti pirštai nustatys indukcijos srovės kryptį.
Be to, šis principas padeda išsiaiškinti tikslią tiesiojo laidininko, kuris šiuo metu veda srovę, magnetinės indukcijos linijų vietą. Būna taip: padėkite dešinės rankos nykštį taip, kad jis rodytų srovės kryptį, o kitais keturiais pirštais perkeltine prasme suimkite laidininką. Šių pirštų vieta parodys tikslią magnetinės indukcijos linijų kryptį.
Elektromagnetinės indukcijos principas yra modelis, paaiškinantis transformatorių, generatorių, elektros variklių veikimo procesą. Šis dėsnis yra toks: uždaroje grandinėje sukuriama elektrovaros indukcijos jėga yra didesnė, tuo didesnis magnetinio srauto kitimo greitis.
Optika
Šakos „Optika“taip pat atspindi dalį mokyklos mokymo programos (pagrindiniai fizikos dėsniai: 7-9 kl.). Todėl šiuos principus suprasti nėra taip sunku, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio. Jų studijos suteikia ne tik papildomų žinių, bet ir geresnį supančios tikrovės supratimą. Pagrindiniai fizikos dėsniai, kuriuos galima priskirti optikos studijų sričiai, yra šie:
- Guyneso principas. Tai metodas, leidžiantis efektyviai bet kurią sekundės dalį nustatyti tikslią bangos fronto padėtį. Jo esmė yra tokia:visi taškai, esantys bangos fronto kelyje per tam tikrą sekundės dalį, iš esmės patys savaime tampa sferinių bangų š altiniais (antriniais), o bangos fronto išdėstymas toje pačioje sekundės dalyje yra identiškas paviršius, einantis aplink visas sferines bangas (antrinis). Šis principas naudojamas aiškinant esamus dėsnius, susijusius su šviesos lūžimu ir jos atspindžiu.
- Huygenso-Fresnelio principas atspindi veiksmingą su bangų sklidimu susijusių problemų sprendimo būdą. Tai padeda paaiškinti pagrindines problemas, susijusias su šviesos difrakcija.
- Bangos atspindžio dėsnis. Jis taip pat naudojamas atspindėjimui veidrodyje. Jo esmė slypi tame, kad tiek krintantis, tiek atsispindėjęs spindulys, tiek statmenas, sukonstruotas iš spindulio kritimo taško, yra vienoje plokštumoje. Taip pat svarbu atsiminti, kad kampas, kuriuo krenta spindulys, visada yra visiškai lygus lūžio kampui.
- Šviesos lūžio principas. Tai elektromagnetinės bangos (šviesos) trajektorijos pokytis judėjimo iš vienos homogeninės terpės į kitą momentu, kuris nuo pirmosios labai skiriasi daugybe lūžio rodiklių. Šviesos sklidimo greitis juose yra skirtingas.
- Tiesiojo šviesos sklidimo dėsnis. Iš esmės tai yra dėsnis, susijęs su geometrinės optikos sritimi, ir yra toks: bet kurioje vienalytėje terpėje (nepriklausomai nuo jos pobūdžio) šviesa sklinda griežtai tiesiškai, trumpiausiu atstumu. Šis įstatymas paprastai ir suprantamai paaiškina švietimą.šešėliai.
Atominė ir branduolinė fizika
Pagrindiniai kvantinės fizikos dėsniai, taip pat atominės ir branduolinės fizikos pagrindai mokomi aukštosiose mokyklose ir universitetuose.
Taigi, Bohro postulatai yra eilė pagrindinių hipotezių, kurios tapo teorijos pagrindu. Jo esmė ta, kad bet kuri atominė sistema gali išlikti stabili tik stacionariose būsenose. Bet koks atomo spinduliavimas arba energijos sugertis būtinai vyksta naudojant principą, kurio esmė yra tokia: su pernešimu susijusi spinduliuotė tampa vienspalvė.
Šie postulatai nurodo standartinę mokyklos programą, kurioje nagrinėjami pagrindiniai fizikos dėsniai (11 klasė). Jų žinios abiturientams yra privalomos.
Pagrindiniai fizikos dėsniai, kuriuos žmogus turėtų žinoti
Kai kurie fiziniai principai, nors ir priklauso vienai iš šio mokslo šakų, vis dėlto yra bendro pobūdžio ir turėtų būti žinomi visiems. Mes išvardijame pagrindinius fizikos dėsnius, kuriuos žmogus turėtų žinoti:
- Archimedo dėsnis (tai susiję su hidro- ir aerostatikos sritimis). Tai reiškia, kad bet koks kūnas, panardintas į dujinę medžiagą arba skystį, yra veikiamas tam tikros plūduriuojančios jėgos, kuri būtinai nukreipta vertikaliai aukštyn. Ši jėga visada skaičiais lygi kūno išstumto skysčio ar dujų svoriui.
- Kita šio dėsnio formuluotė yra tokia: kūnas, panardintas į dujas ar skystį, tikrai numes tiek svorio, kiekbuvo skysčio ar dujų, į kuriuos jis buvo panardintas, masė. Šis dėsnis tapo pagrindiniu plaukimo kūnų teorijos postulatu.
- Visuotinės gravitacijos dėsnis (atrado Niutonas). Jo esmė slypi tame, kad absoliučiai visi kūnai neišvengiamai traukia vienas kitą jėga, kuri yra didesnė, kuo didesnė šių kūnų masių sandauga ir, atitinkamai, kuo mažesnė, tuo mažesnis atstumo tarp jų kvadratas..
Tai 3 pagrindiniai fizikos dėsniai, kuriuos turėtų žinoti kiekvienas, norintis suprasti supančio pasaulio funkcionavimo mechanizmą ir jame vykstančių procesų ypatumus. Suprasti jų veikimo principą yra gana paprasta.
Tokių žinių vertė
Pagrindiniai fizikos dėsniai turi būti žmogaus žinių bagaže, nepaisant jo amžiaus ir profesijos. Jie atspindi visos šiandieninės tikrovės egzistavimo mechanizmą ir iš esmės yra vienintelė konstanta nuolat besikeičiančiame pasaulyje.
Pagrindiniai dėsniai, fizikos sampratos atveria naujas galimybes tyrinėti mus supantį pasaulį. Jų žinios padeda suprasti Visatos egzistavimo mechanizmą ir visų kosminių kūnų judėjimą. Tai paverčia mus ne tik kasdienių įvykių ir procesų stebėtojais, bet ir leidžia juos suvokti. Kai žmogus aiškiai supranta pagrindinius fizikos dėsnius, tai yra visus aplink vykstančius procesus, jis turi galimybę efektyviausiai juos valdyti, darydamas atradimus ir taip padarydamas savo gyvenimą patogesnį.
Rezultatai
Kai kurie priversti gilintisstudijuoti pagrindinius fizikos dėsnius Vieningam valstybiniam egzaminui, kiti – pagal profesijas, o kai kurie – vedami mokslinio smalsumo. Nepriklausomai nuo šio mokslo studijų tikslų, įgytų žinių naudos vargu ar galima pervertinti. Nėra nieko labiau pasitenkinimo, kaip suprasti pagrindinius aplinkinio pasaulio egzistavimo mechanizmus ir modelius.
Nebūk abejingas – tobulėk!
