Բնական և ճիշտ է հետաքրքրվել շրջապատող աշխարհով և նրա գործունեության ու զարգացման օրենքներով: Այդ իսկ պատճառով խելամիտ է ուշադրություն դարձնել բնական գիտություններին, օրինակ՝ ֆիզիկային, որը բացատրում է Տիեզերքի ձևավորման և զարգացման բուն էությունը։ Հիմնական ֆիզիկական օրենքները հեշտ է հասկանալ: Շատ փոքր տարիքում դպրոցը երեխաներին է ներկայացնում այս սկզբունքները։
Շատերի համար այս գիտությունը սկսվում է «Ֆիզիկա (7-րդ դասարան)» դասագրքով։ Դպրոցականներին բացահայտվում են մեխանիկայի և թերմոդինամիկայի հիմնական հասկացություններն ու օրենքները, նրանք ծանոթանում են հիմնական ֆիզիկական օրենքների էությանը։ Բայց մի՞թե գիտելիքը պետք է սահմանափակվի դպրոցի նստարանով: Ինչ ֆիզիկական օրենքներ պետք է իմանա յուրաքանչյուր մարդ: Սա կքննարկվի ավելի ուշ հոդվածում:
Գիտական ֆիզիկա
Նկարագրված գիտության շատ նրբերանգներ բոլորին ծանոթ են վաղ մանկությունից։ Եվ դա պայմանավորված է նրանով, որ ըստ էության ֆիզիկան բնագիտության բնագավառներից մեկն է։ Այն պատմում է բնության օրենքների մասին, որոնց գործողությունըազդում է յուրաքանչյուրի կյանքի վրա և շատ առումներով նույնիսկ ապահովում է նյութի առանձնահատկությունների, կառուցվածքի և շարժման ձևերի մասին:
«Ֆիզիկա» տերմինը առաջին անգամ արձանագրվել է Արիստոտելի կողմից մ.թ.ա. չորրորդ դարում: Սկզբում այն հոմանիշ էր «փիլիսոփայություն» հասկացության հետ։ Չէ՞ որ երկու գիտություններն էլ ունեին ընդհանուր նպատակ՝ ճիշտ բացատրել Տիեզերքի գործունեության բոլոր մեխանիզմները։ Բայց արդեն տասնվեցերորդ դարում, գիտական հեղափոխության արդյունքում, ֆիզիկան անկախացավ։
Ընդհանուր օրենք
Ֆիզիկայի հիմնական օրենքներից մի քանիսը վերաբերում են գիտության տարբեր ճյուղերին: Նրանցից բացի կան այնպիսիք, որոնք ընդհանուր են համարվում ողջ բնության համար։ Խոսքը էներգիայի պահպանման և փոխակերպման օրենքի մասին է։
Դա ենթադրում է, որ յուրաքանչյուր փակ համակարգի էներգիան, երբ նրանում որևէ երևույթ է տեղի ունենում, անշուշտ պահպանվում է: Այնուամենայնիվ, այն ի վիճակի է փոխակերպվել այլ ձևի և արդյունավետորեն փոխել իր քանակական բովանդակությունը նշված համակարգի տարբեր մասերում։ Միևնույն ժամանակ բաց համակարգում էներգիան նվազում է, պայմանով, որ դրա հետ փոխազդող ցանկացած մարմինների և դաշտերի էներգիան մեծանա։
Բացի վերը նշված ընդհանուր սկզբունքից, ֆիզիկան պարունակում է հիմնական հասկացություններ, բանաձևեր, օրենքներ, որոնք անհրաժեշտ են աշխարհում տեղի ունեցող գործընթացները մեկնաբանելու համար: Դրանք ուսումնասիրելը կարող է աներևակայելի հուզիչ լինել: Ուստի այս հոդվածում համառոտ կքննարկվեն ֆիզիկայի հիմնական օրենքները, և դրանք ավելի խորը հասկանալու համար կարևոր է դրանց լիարժեք ուշադրություն դարձնել։
մեխանիկա
Ֆիզիկայի բազմաթիվ հիմնական օրենքներ բացահայտվում են դպրոցի 7-9-րդ դասարանների երիտասարդ գիտնականներին, որտեղ ավելի լիարժեք ուսումնասիրվում է գիտության այնպիսի ճյուղ, ինչպիսին է մեխանիկա: Դրա հիմնական սկզբունքները նկարագրված են ստորև։
- Գալիլեոյի հարաբերականության օրենքը (նաև կոչվում է հարաբերականության մեխանիկական օրենք կամ դասական մեխանիկայի հիմք): Սկզբունքի էությունը կայանում է նրանում, որ նմանատիպ պայմաններում մեխանիկական գործընթացները ցանկացած իներցիոն հղման շրջանակում լիովին նույնական են։
- Հուկի օրենքը. Դրա էությունը կայանում է նրանում, որ որքան մեծ է ազդեցությունը առաձգական մարմնի վրա (աղբյուր, ձող, վահանակ, ճառագայթ) կողքից, այնքան մեծ է դրա դեֆորմացիան:
Նյուտոնի օրենքները (ներկայացնում են դասական մեխանիկայի հիմքը):
- Իներցիայի սկզբունքն ասում է, որ ցանկացած մարմին կարող է լինել հանգստի վիճակում կամ շարժվել միատեսակ և ուղղագիծ միայն այն դեպքում, եթե որևէ այլ մարմին որևէ կերպ չի ազդում դրա վրա, կամ եթե նրանք ինչ-որ կերպ փոխհատուցում են միմյանց գործողությունները: Շարժման արագությունը փոխելու համար անհրաժեշտ է մարմնի վրա գործել որոշակի ուժով, և, բնականաբար, տարբեր չափերի մարմինների վրա նույն ուժի ներգործության արդյունքը նույնպես տարբեր կլինի։
- Դինամիկայի հիմնական օրինաչափությունը ցույց է տալիս, որ որքան մեծ է տվյալ մարմնի վրա ներկայումս գործող ուժերի արդյունքը, այնքան մեծ է նրա ստացած արագացումը: Եվ, համապատասխանաբար, որքան մեծ է մարմնի քաշը, այնքան ցածր է այս ցուցանիշը։
- Նյուտոնի երրորդ օրենքը ասում է, որՑանկացած երկու մարմին միշտ փոխազդում է միմյանց հետ միանման օրինաչափությամբ. նրանց ուժերը նույն բնույթի են, համարժեք են մեծությամբ և անպայման հակառակ ուղղությունն ունեն այս մարմինները միացնող ուղիղ գծի երկայնքով:
- Հարաբերականության սկզբունքն ասում է, որ բոլոր երևույթները, որոնք տեղի են ունենում նույն պայմաններում, իներցիոն տեղեկանքի համակարգում, անցնում են բացարձակապես նույն ձևով:
:
Թերմոդինամիկա
Դպրոցական դասագիրք, որը բացահայտում է աշակերտներին հիմնական օրենքները («Ֆիզիկա. 7-րդ դասարան»), ծանոթացնում է նրանց թերմոդինամիկայի հիմունքներին: Ստորև մենք համառոտ կվերանայենք դրա սկզբունքները:
Թերմոդինամիկայի օրենքները, որոնք հիմնարար են գիտության այս ճյուղում, ունեն ընդհանուր բնույթ և կապված չեն ատոմային մակարդակում որոշակի նյութի կառուցվածքի մանրամասների հետ։ Ի դեպ, այս սկզբունքները կարևոր են ոչ միայն ֆիզիկայի, այլ նաև քիմիայի, կենսաբանության, օդատիեզերական ճարտարագիտության և այլնի համար։
Օրինակ՝ նշված արդյունաբերության մեջ կա մի կանոն, որը չի կարող տրամաբանորեն որոշվել, որ փակ համակարգում, որի արտաքին պայմաններն անփոփոխ են, ժամանակի ընթացքում հաստատվում է հավասարակշռության վիճակ։ Եվ դրանում շարունակվող գործընթացներն անփոփոխ փոխհատուցում են միմյանց։
Թերմոդինամիկայի մեկ այլ կանոն հաստատում է համակարգի ցանկությունը, որը բաղկացած է քաոսային շարժումով բնութագրվող մասնիկների հսկայական քանակից, համակարգի համար ավելի քիչ հավանական վիճակներից ինքնուրույն անցնել ավելի հավանական վիճակների:
Իսկ Գեյ-Լյուսակի օրենքը (նաև կոչվում է գազի օրենք) ասում է, որ որոշակի զանգվածի գազի համար կայուն ճնշման պայմաններում դրա ծավալը բաժանելու արդյունք է.բացարձակ ջերմաստիճանն անպայման դառնում է հաստատուն արժեք։
Այս արդյունաբերության մեկ այլ կարևոր կանոն է թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը, որը կոչվում է նաև էներգիայի պահպանման և փոխակերպման սկզբունք թերմոդինամիկական համակարգի համար։ Նրա խոսքով, ջերմության ցանկացած քանակություն, որը փոխանցվել է համակարգին, կծախսվի բացառապես նրա ներքին էներգիայի փոխակերպման և նրա կողմից ցանկացած գործող արտաքին ուժերի հետ կապված աշխատանքի կատարման վրա։ Հենց այս օրինաչափությունն էլ հիմք դարձավ ջերմային շարժիչների աշխատանքի սխեմայի ձևավորման համար։
Գազի մեկ այլ օրինաչափություն Չարլզի օրենքն է: Այն ասում է, որ որքան մեծ է իդեալական գազի որոշակի զանգվածի ճնշումը՝ պահպանելով մշտական ծավալը, այնքան մեծ է նրա ջերմաստիճանը։
Էլեկտրականություն
Բացահայտում է երիտասարդ գիտնականների 10-րդ դասարանի դպրոցի ֆիզիկայի հետաքրքիր հիմնական օրենքները: Այս պահին ուսումնասիրվում են բնության հիմնական սկզբունքները և էլեկտրական հոսանքի գործողության օրենքները, ինչպես նաև այլ նրբերանգներ։
Ամպերի օրենքը, օրինակ, ասում է, որ զուգահեռ միացված հաղորդիչները, որոնց միջով հոսանքը հոսում է նույն ուղղությամբ, անխուսափելիորեն ձգում են, իսկ հոսանքի հակառակ ուղղության դեպքում, համապատասխանաբար, վանում են։ Երբեմն նույն անունը օգտագործվում է ֆիզիկական օրենքի համար, որը որոշում է գործող մագնիսական դաշտում գործող ուժը հաղորդիչի մի փոքր հատվածի վրա, որը ներկայումս անցկացնում է հոսանք: Դա այդպես է կոչվում՝ Ամպերի ուժը: Այս հայտնագործությունն արվել է մի գիտնականի կողմից տասնիններորդ դարի առաջին կեսին (մասնավորապես՝ 1820 թվականին):
Օրենքլիցքի պահպանումը բնության հիմնական սկզբունքներից մեկն է։ Այն նշում է, որ ցանկացած էլեկտրական մեկուսացված համակարգում առաջացող բոլոր էլեկտրական լիցքերի հանրահաշվական գումարը միշտ պահպանվում է (դառնում է հաստատուն): Չնայած դրան, նշված սկզբունքը չի բացառում որոշակի գործընթացների արդյունքում նման համակարգերում նոր լիցքավորված մասնիկների հայտնվելը։ Այնուամենայնիվ, բոլոր նոր ձևավորված մասնիկների ընդհանուր էլեկտրական լիցքը պետք է անպայման հավասար լինի զրոյի։
Կուլոնի օրենքը էլեկտրաստատիկայում հիմնարարներից մեկն է: Այն արտահայտում է ֆիքսված կետային լիցքերի փոխազդեցության ուժի սկզբունքը և բացատրում դրանց միջև հեռավորության քանակական հաշվարկը։ Կուլոնի օրենքը հնարավորություն է տալիս փորձարարական եղանակով հիմնավորել էլեկտրադինամիկայի հիմնական սկզբունքները։ Այն ասում է, որ անշարժ կետային լիցքերը, անշուշտ, փոխազդելու են միմյանց հետ այնպիսի ուժով, որը որքան մեծ է, այնքան մեծ է նրանց մեծությունների արտադրյալը և, համապատասխանաբար, որքան փոքր է, այնքան փոքր է դիտարկվող լիցքերի միջև հեռավորության քառակուսին և թույլատրելիությունը: միջավայրը, որում տեղի է ունենում նկարագրված փոխազդեցությունը։
Օհմի օրենքը էլեկտրականության հիմնական սկզբունքներից մեկն է: Այն ասում է, որ որքան մեծ է շղթայի որոշակի հատվածում գործող ուղղակի էլեկտրական հոսանքի ուժը, այնքան մեծ է լարումը դրա ծայրերում։
«Աջ ձեռքի կանոնը» սկզբունք է, որը թույլ է տալիս որոշել մագնիսական դաշտի ազդեցության տակ որոշակի կերպով շարժվող հոսանքի ուղղությունը հաղորդիչում: Դա անելու համար անհրաժեշտ է աջ ձեռքը դնել այնպես, որ մագնիսական ինդուկցիայի գծերըպատկերավոր կերպով դիպավ բաց ափին և բթամատը ձգեց դիրիժորի ուղղությամբ։ Այս դեպքում մնացած չորս ուղղված մատները կորոշեն ինդուկցիոն հոսանքի ուղղությունը։
Նաև այս սկզբունքը օգնում է պարզել ուղիղ հաղորդիչի մագնիսական ինդուկցիայի գծերի ճշգրիտ գտնվելու վայրը, որը տվյալ պահին փոխանցում է հոսանք։ Դա տեղի է ունենում այսպես՝ աջ ձեռքի բթամատը դրեք այնպես, որ ցույց տա հոսանքի ուղղությունը, իսկ մյուս չորս մատներով փոխաբերական կերպով բռնեք հաղորդիչը։ Այս մատների գտնվելու վայրը ցույց կտա մագնիսական ինդուկցիայի գծերի ճշգրիտ ուղղությունը:
Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի սկզբունքը օրինաչափություն է, որը բացատրում է տրանսֆորմատորների, գեներատորների, էլեկտրական շարժիչների աշխատանքի գործընթացը։ Այս օրենքը հետևյալն է. փակ միացումում ինդուկցիայի առաջացած էլեկտրաշարժիչ ուժը որքան մեծ է, այնքան մեծ է մագնիսական հոսքի փոփոխության արագությունը։
Օպտիկա
«Օպտիկա» ճյուղն արտացոլում է նաև դպրոցական ուսումնական պլանի մի մասը (ֆիզիկայի հիմնական օրենքներ. 7-9-րդ դասարաններ): Հետևաբար, այս սկզբունքներն այնքան էլ դժվար չէ հասկանալ, որքան կարող է թվալ առաջին հայացքից: Նրանց ուսումնասիրությունն իր հետ բերում է ոչ միայն լրացուցիչ գիտելիքներ, այլ նաև շրջապատող իրականության ավելի լավ պատկերացում: Ֆիզիկայի հիմնական օրենքները, որոնք կարելի է վերագրել օպտիկայի ուսումնասիրության ոլորտին, հետևյալն են՝
- Գայնեսի սկզբունք. Սա մեթոդ է, որը թույլ է տալիս արդյունավետորեն որոշել վայրկյանի ցանկացած հատվածի ալիքի ճակատի ճշգրիտ դիրքը: Դրա էությունը հետևյալն է.բոլոր կետերը, որոնք գտնվում են ալիքի ճակատի ճանապարհին վայրկյանի որոշակի հատվածում, ըստ էության, դառնում են գնդաձև ալիքների աղբյուրներ (երկրորդական), մինչդեռ ալիքի ճակատի տեղադրումը վայրկյանի նույն հատվածում նույնական է. մակերեսը, որը պտտվում է բոլոր գնդաձև ալիքների շուրջը (երկրորդական): Այս սկզբունքն օգտագործվում է լույսի բեկման և դրա արտացոլման հետ կապված գոյություն ունեցող օրենքները բացատրելու համար։
- Հյուգենս-Ֆրենսելի սկզբունքն արտացոլում է ալիքների տարածման հետ կապված խնդիրների լուծման արդյունավետ մեթոդ: Այն օգնում է բացատրել լույսի ցրման հետ կապված տարրական խնդիրները:
- Ալիքի արտացոլման օրենքը. Այն հավասարապես օգտագործվում է հայելու մեջ արտացոլվելու համար։ Դրա էությունը կայանում է նրանում, որ և՛ ընկնող ճառագայթը, և՛ այն, որը անդրադարձել է, ինչպես նաև ուղղահայացը, որը կառուցված է ճառագայթի անկման կետից, գտնվում են մեկ հարթության մեջ: Կարևոր է նաև հիշել, որ ճառագայթի անկման անկյունը միշտ բացարձակապես հավասար է բեկման անկյան:
- Լույսի բեկման սկզբունքը. Սա էլեկտրամագնիսական ալիքի (լույսի) հետագծի փոփոխություն է մի համասեռ միջավայրից մյուսը շարժվելու պահին, որը զգալիորեն տարբերվում է առաջինից մի շարք բեկման ինդեքսներով։ Դրանցում լույսի տարածման արագությունը տարբեր է։
- Լույսի ուղղագիծ տարածման օրենքը. Իր հիմքում այն երկրաչափական օպտիկայի ոլորտին առնչվող օրենք է և հետևյալն է՝ ցանկացած միատարր միջավայրում (անկախ նրա բնույթից) լույսը տարածվում է խիստ ուղղագիծ՝ ամենակարճ հեռավորության վրա։ Այս օրենքը բացատրում է կրթությունը պարզ և հասկանալի ձևով։ստվերներ.
Ատոմային և միջուկային ֆիզիկա
Քվանտային ֆիզիկայի հիմնական օրենքները, ինչպես նաև ատոմային և միջուկային ֆիզիկայի հիմունքները ուսումնասիրվում են ավագ դպրոցներում և համալսարաններում:
Այսպիսով, Բորի պոստուլատները մի շարք հիմնական վարկածներ են, որոնք դարձել են տեսության հիմքը: Դրա էությունն այն է, որ ցանկացած ատոմային համակարգ կարող է կայուն մնալ միայն անշարժ վիճակում։ Ատոմի կողմից էներգիայի ցանկացած ճառագայթում կամ կլանում անպայման տեղի է ունենում սկզբունքով, որի էությունը հետևյալն է. տրանսպորտի հետ կապված ճառագայթումը դառնում է մոնոխրոմատիկ:
Այս պոստուլատները վերաբերում են ստանդարտ դպրոցական ուսումնական ծրագրին, որն ուսումնասիրում է ֆիզիկայի հիմնական օրենքները (11-րդ դասարան): Նրանց գիտելիքները պարտադիր են շրջանավարտի համար։
Ֆիզիկայի հիմնական օրենքները, որոնք մարդը պետք է իմանա
Որոշ ֆիզիկական սկզբունքներ, թեև պատկանում են այս գիտության ճյուղերից մեկին, այնուամենայնիվ ընդհանուր բնույթ են կրում և պետք է հայտնի լինեն բոլորին։ Մենք թվարկում ենք ֆիզիկայի հիմնական օրենքները, որոնք մարդը պետք է իմանա՝
- Արքիմեդի օրենքը (վերաբերում է հիդրո- և նաև աերոստատիկայի ոլորտներին): Այն ենթադրում է, որ գազային նյութի կամ հեղուկի մեջ ընկղմված ցանկացած մարմին ենթարկվում է մի տեսակ լողացող ուժի, որն անպայմանորեն ուղղահայաց դեպի վեր է ուղղված։ Այս ուժը միշտ թվայինորեն հավասար է մարմնի կողմից տեղաշարժված հեղուկի կամ գազի քաշին։
- Այս օրենքի մեկ այլ ձևակերպում էլ հետևյալն է՝ գազի կամ հեղուկի մեջ ընկղմված մարմինը, անշուշտ, կկորցնի այնքան քաշ, որքանհեղուկի կամ գազի զանգվածն էր, որի մեջ այն ընկղմված էր: Այս օրենքը դարձավ լողալու մարմինների տեսության հիմնական պոստուլատը։
- Համընդհանուր ձգողության օրենքը (հայտնագործել է Նյուտոնը): Դրա էությունը կայանում է նրանում, որ բացարձակապես բոլոր մարմիններն անխուսափելիորեն ձգվում են միմյանց մի ուժով, որն այնքան մեծ է, այնքան մեծ է այդ մարմինների զանգվածների արտադրյալը և, համապատասխանաբար, որքան փոքր է, այնքան փոքր է նրանց միջև հեռավորության քառակուսին:.
Սրանք ֆիզիկայի 3 հիմնական օրենքներն են, որոնք պետք է իմանան բոլորը, ովքեր ցանկանում են հասկանալ շրջապատող աշխարհի գործունեության մեխանիզմը և դրանում տեղի ունեցող գործընթացների առանձնահատկությունները: Նրանց գործողության սկզբունքը հասկանալը բավականին պարզ է։
Նման գիտելիքի արժեքը
Ֆիզիկայի հիմնական օրենքները պետք է լինեն մարդու գիտելիքների ուղեբեռում՝ անկախ նրա տարիքից և զբաղմունքից։ Դրանք արտացոլում են այսօրվա ողջ իրականության գոյության մեխանիզմը և, ըստ էության, միակ հաստատունն են անընդհատ փոփոխվող աշխարհում։
Հիմնական օրենքները, ֆիզիկայի հասկացությունները նոր հնարավորություններ են բացում մեզ շրջապատող աշխարհն ուսումնասիրելու համար: Նրանց գիտելիքներն օգնում են հասկանալ Տիեզերքի գոյության մեխանիզմը և բոլոր տիեզերական մարմինների շարժը: Այն մեզ դարձնում է ոչ միայն ամենօրյա իրադարձությունների և գործընթացների դիտողներ, այլ նաև թույլ է տալիս մեզ տեղյակ լինել դրանց մասին: Երբ մարդը հստակ հասկանում է ֆիզիկայի հիմնական օրենքները, այսինքն՝ իր շուրջը տեղի ունեցող բոլոր գործընթացները, նա հնարավորություն է ստանում առավելագույնս արդյունավետ կերպով կառավարել դրանք՝ բացահայտումներ անելով և դրանով իսկ ավելի հարմարավետ դարձնելով իր կյանքը։
:
Արդյունքներ
Ոմանք ստիպված են խորանալուսումնասիրել ֆիզիկայի հիմնական օրենքները միասնական պետական քննության համար, մյուսները՝ ըստ զբաղմունքի, իսկ ոմանք՝ գիտական հետաքրքրասիրությունից դրդված։ Անկախ այս գիտության ուսումնասիրության նպատակներից, ձեռք բերված գիտելիքների օգուտները դժվար թե գերագնահատվեն։ Չկա ավելի գոհացուցիչ բան, քան շրջապատող աշխարհի գոյության հիմնական մեխանիզմներն ու օրինաչափությունները հասկանալը:
Մի եղիր անտարբեր, զարգացիր:
