что такое метод в физике

Предмет и структура физики, методы изучения физических явлений

п.1. Предмет и объект изучения физики

Примеры наблюдений и объяснений:

Корабли скрываются за линией горизонта

Земля вращается вокруг своей оси, подставляя одну сторону под солнечные лучи

Многократное эхо слышно в просторном помещении или в горах

Звуковые волны отражаются от препятствия (стены или скалы)

Мы воспринимаем окружающий мир с помощью ощущений (зрение, обоняние, осязание, вкус). Построенные нами приборы дополняют наши органы чувств, но и от них мы воспринимаем информацию в основном через зрение.

п.2. Место физики среди других наук

Физика является естественной наукой, поскольку изучает природу. Наряду с физикой к естественным наукам относятся химия, биология, астрономия, география.

Физика является точной наукой, поскольку исследует количественно точные закономерности и использует строгие методы проверки гипотез, основанные на воспроизводимых экспериментах и строгих логических рассуждениях. К точным наукам также относят математику, химию, информатику и некоторые разделы биологии.

Физика является фундаментальной наукой, поскольку включает в себя как теоретические, так и экспериментальные исследования материальных систем, и является основой для остальных естественных наук. Её понятия, законы, теории, методы и средства используются во всех областях науки и техники.

Физика является прикладной наукой в значительной части своих разделов и направлений (акустика, баллистика, гидродинамика, оптика, материаловедение и т.п.), где изучаются конкретные технологические и технические применения полученных знаний в приборах, установках, машинах и механизмах.

п.3. Физические явления

Окружающий нас мир заполнен твёрдыми, жидкими и газообразными физическими телами.

Примеры физических тел:

Песчинка

Пружина

Воздушный шар

Ракета

Планета

Любое физическое тело из чего-то состоит или из чего-то изготовлено.

Сегодня нам известны десятки миллионов веществ. Многие из них можно найти в природе, но гораздо больше создается и применяется человеком.

Источник

Методы исследования в физике

Исследование как процесс научного изучения чего-либо, основные принципы и правила его осуществления, анализ полученных результатов. Особенности проведения в физической сфере, используемые методы и приемы: наблюдение, накопление фактов, гипотеза.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методы исследования в физике

2. Какие методы исследование в физике

3. Для чего проводятся исследования

научный физика гипотеза

Во все времена накопление знаний являлось чрезвычайно важным для человечества, ибо человек, в отличие от животных, выживает за счёт знаний о природе и способностей изменять окружающий мир под свои потребности. Развитие человека стало возможным благодаря проводимым на протяжении жизни исследованиям и способности делать открытия в результате накопленных фактов. От лучины до электрической лампочки, от водяной мельницы до атомных реакторов человечество прошло методом проб и ошибок, наблюдая явления, накапливая факты, выдвигая гипотезы, опираясь на экспериментальные проверки.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Интерес физиков к биологии и тяга к физическим методам исследования в биологических дисциплинах. Крупнейшие события в истории физической химии. Техническое перевооружение физиологии. Термодинамика систем вблизи равновесия (линейная термодинамика).

контрольная работа [17,8 K], добавлен 07.03.2011

Понятие о физической величине как одно из общих в физике и метрологии. Единицы измерения физических величин. Нижний и верхний пределы измерений. Возможности и методы измерения физических величин. Реактивный, тензорезистивный и терморезистивный методы.

контрольная работа [301,1 K], добавлен 18.11.2013

Сущность физики как науки о формах движения материи и их взаимных превращениях. Теснейшая связь физики с другими отраслями естествознания, ее методы исследований. Основные величины, используемые в механике, молекулярной физике, термодинамике и оптике.

лекция [339,3 K], добавлен 28.06.2013

Психолого-педагогические основы проверки знаний, умений и навыков по физике. Основные функции и формы проверки. Методика тестового контроля знаний, виды тестов по физике. Систематизация знаний по физике при подготовке к централизованному тестированию.

дипломная работа [3,6 M], добавлен 13.10.2009

Обработка и анализ результатов экспериментального исследования теплоотдачи конвекцией от вертикального цилиндра к закрученному потоку воздуха в циклонной камере. Оценка степени достоверности результатов обработки и погрешности полученных измерений.

курсовая работа [126,0 K], добавлен 12.09.2010

Источник

Методы исследования в физике

План-конспект урока по теме «Методы исследования в физике»

Тема: «Методы исследования в физике»

Образовательная : Обеспечить и сформировать осознанное усвоение знаний о методах исследования в физике;

Развивающая : совершенствовать интеллектуальные умения (наблюдать, сравнивать, размышлять, применять знания, делать выводы), вызвать интерес и желание изучать новый предмет; развивать познавательный интерес;

Воспитательная : прививать культуру умственного труда, аккуратность, учить видеть практическую пользу знаний, продолжить формирование коммуникативных умений, воспитывать внимательность, наблюдательность.

Тип урока: урок усвоения новых знаний

Оборудование и источники информации:

Исаченкова, Л. А. Физика : учеб. для 7 кл. учреждений общ. сред. образования с рус. яз. обучения / Л. А. Исаченкова, Г. В. Пальчик, А. А. Сокольский ; под ред. А. А. Сокольского. Минск : Народная асвета, 2017

Организационный момент(3 мин)

Актуализация опорных знаний(5 мин)

Изучение нового материала (18 мин)

Закрепление знаний (15 мин)

Актуализация опорных знаний

За многие тысячелетия своего существования человечество накопило огромные научные знания об окружающем мире. Например, научно доказано, что Земля вращается вокруг оси; что свет в большинстве случаев распространяется прямолинейно; что гроза есть электрический разряд и т. д. Но в результате чего и как появились эти и другие знания? Каков метод научного познания окружающего мира?

Изучение нового материала

Метод научного познания окружающего мира включает несколько этапов. Первый из них — это наблюдение явлений.

Наблюдение осуществляется с помощью органов чувств человека, а также с помощью приборов. Например, в результате повседневных наблюдений установлено, что непрозрачные тела в солнечный день дают тень (рис. 12). На основе дальнейших наблюдений были накоплены факты (результаты наблюдений), говорящие о том, что размеры тени изменяются в течение дня (рис. 13). Ее длина самая большая утром и вечером, а самая малая — в полдень. Как объяснить данные факты? Для этого выдвигается гипотеза (предположение, догадка). Если гипотеза верна, то из нее вытекают полезные следствия.

Гипотез может быть несколько. В рассмотренном примере гипотеза состоит в том, что свет распространяется прямолинейно. Гипотеза иногда может быть и ошибочной, неверной. Тогда выдвигается новая гипотеза.

Опыты, проводимые с двумя источниками света (рис. 14) и с одним источником больших размеров (рис. 15), показали, что размеры тени, а также наличие тени и полутени полностью подтверждают гипотезу о прямолинейном распространении света.

Если гипотеза подтвердилась, то она становится законом. Гипотеза существует до тех пор, пока не появляются новые факты, которые ей противоречат. Схематически научный путь познания можно представить так, как показано на рисунке 16.

Каковы источники наших знаний о физических явлениях? Приведите примеры.

Что является основанием для выдвижения гипотезы? Может ли гипотеза быть ошибочной? Приведите примеры, известные вам из других наук.

Какова роль опыта в научном познании?

Почему астрологию нельзя считать наукой?

Итак, подведем итоги.

Познание природы начинается с наблюдений и накопления фактов.

Для объяснения фактов выдвигается гипотеза.

Результаты экспериментальной проверки гипотезы позволяют установить закон.

Появление новых фактов, противоречащих данной гипотезе, приводит к выдвижению новой гипотезы.

Организация домашнего задания

Сегодня на уроке я узнал…

Знания, которые я получил на уроке, пригодятся

Оформление классной доски

Методы исследования в физике

Методы исследования в физике

Гипотеза объясняет известные факты и предсказывает новые, еще неизвестные.

Источник

Физика как наука. Предмет и методы исследования в физике. Механическое движение. Системы отсчета

Главная > Документ

ВВЕДЕНИЕ. ОСНОВЫ КИНЕМАТИКИ

1. Физика как наука. Предмет и методы исследования в физике.

2. Механическое движение. Системы отсчета.

3. Поступательное движение и его характеристики.

4. Вращательное движение и его характеристики.

5. Связь между векторами линейных, угловых скоростей и ускорений.

Физика – наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи, а также законы ее движения.

Фундаментальные физические законы лежат в основе химических и биологических закономерностей.

Физические методы исследования :наблюдение,эксперимент, выдвижение гипотез.

Наблюдение – изучение явлений в естественной, природной обстановке. Научное наблюдение представляет собой далеко не простую задачу, так как требует умения совместно сгруппировать ряд родственных явлений, отметив их характерные черты сходства и различия, выяснения факторов, от которых зависит изучаемое явление, и установление влияния каждого фактора в отдельности при сохранении неизменными всех остальных.

Эксперимент – изучение явления путем его воспроизведения в искусственной (лабораторной) обстановке, т.е. наблюдение исследуемых явление в точно учитываемых условиях, позволяющих следить за ходом процессов и многократно воспроизводить их при повторении этих условий.

Гипотеза – научное предположение, выдвигаемое для объяснения какого-либо явления и требующее проверки на опыте и теоретического обоснования для того, чтобы стать достоверным научным фактом.

К физическим моделям относятся следующие:

— материальная точка – точка, характеризующаяся только массой и положением в пространстве. Приближением материальной точки может быть любое тело, размерами и формой которого можно пренебречь в данных условиях (то есть размеры которого пренебрежимо малы по сравнению с масштабами движения);

— абсолютно твердое тело – тело, расстояние между любыми двумя точками которого всегда остается неизменным;

— абсолютно упругое тело – тело, деформации которого пропорциональны вызывающим их силам, после прекращения действия сил такое тело полностью восстанавливает свои размеры и форму.

В результате обобщения экспериментальных фактов устанавливаются физические законы – устойчиво повторяющиеся объективные закономерности, существующие в природе. Физические законы выражаются в виде математических соотношений между физическими величинами – измеряемыми характеристиками физических объектов и параметрами процессов.

Физические величины разделяются на:

— скалярные – полностью характеризуются численным значением и единицей измерения. Например: время , масса . В расчетах скалярные величины выражаются действительными числами и с ними можно производить все без исключения действия, которые выполняются с действительными числами;

— векторные – полностью характеризуются численным значением, единицей измерения и направлением. Например: скорость , сила . Векторная величина геометрически изображается вектором, т.е. отрезком, имеющим определенные направление и длину. Математические операции над векторными величинами подчиняются особым закономерностям.

Источник

Методы научного познания

Одной из наук о природе является физика. Физика – это наука о наиболее простых и вместе с тем наиболее общих законах окружающего мира.

Эксперимент и теория в физическом познании мира

Познание окружающего мира с помощью научного метода заключается в следующем: опираясь на опыт, установить количественные законы природы и проверить их с помощью эксперимента.

Научный метод познания природы состоит из следующих этапов:

В физике используют два метода научного познания: экспериментальный и теоретический.

По мере изучения какого-либо явления перед человеком все больше открываются его свойства и связи с другими явлениями. Такой процесс познания называют постижением истины.

Наблюдения позволяют накопить фактический материал. Для объяснения данных, полученных при наблюдениях, необходимо провести рассуждения, выдвинуть научную гипотезу. Гипотеза – предположение о причинах наблюдаемых явлений.

Научная гипотеза проверяется физическим экспериментом.

Эксперимент – это научный или лабораторный опыт, результатом которого может быть определение величин или зависимостей, опровержение или подтверждение теории или гипотезы, открытие нового явления. На основе результатов физических экспериментов формулируются физические законы.

В результате эксперимента могут быть выявлены определенные закономерности. Гипотеза может выступать основанием для построения на основе накопленных экспериментальных данных физической теории.

Теория – это система основных идей в данной области знаний.

Критерий истинности и основа развития теории – практика (физический эксперимент). Цель теории – формулировка законов природы, объяснение на их основе существующих и предсказание новых явлений.

Научная теория содержит постулаты, определения, гипотезы и законы, объясняющие наблюдаемые явления. В самом общем виде структуру любой теории можно представить в виде схемы:

Любая теория является некоторым приближением к реальности. Результаты теории проверяются экспериментом, являющимся критерием ее истинности. Расхождение теории с поставленным экспериментом приводит к совершенствованию старой или созданию принципиально новой теории, дающей уточненные законы и более глубокое понимание физической реальности. Таким образом, любая теория рассматривается как верная для определенного круга явлений, т. е. имеет границы применимости. Существующие физические теории формируют физическую картину мира.

При расхождении новых экспериментальных данных и существующих законов и теорий ученые выдвигают новые гипотезы и физические теории. Однако любая новая физическая теория, претендующая на более глубокое и широкое описание явлений окружающего мира, чем старая, должна включать последнюю в качестве предельного случая. Это важнейшее требование, предъявляемое ко всякой новой физической теории, называют принципом соответствия. Например, специальная теория относительности при описании движения тел со скоростями, гораздо меньшими скорости света, переходит в классическую механику.

Моделирование явлений и объектов природы в физической науке. Роль математики в физике

Модель – абстрактная система, являющаяся упрощенной копией исследуемой реальной физической системы.

Модельная система должна:

Модель тем лучше, чем шире область ее применимости и чем проще ее описание. Механика основана на двух моделях: материальной точки и абсолютно твердого тела.

Для выражения количественных закономерностей в физике широко применяется математический аппарат. При этом использование того или иного раздела математики в конечном счете диктуется опытными фактами.

Понятие о физических законах и границах их применимости

Физические законы отражают связь между физическими величинами. Физические законы, имеющие наиболее обширные области применимости, называются фундаментальными. Например, законы Ньютона, закон сохранения энергии, закон Кулона.

Каждый физический закон имеет границы применимости.

Границы применимости физического закона определяются:

Внутри своей области применимости закон выполняется для любых физических явлений.

Принцип причинности

Принцип причинности – один из наиболее общих принципов, устанавливающий допустимые пределы влияния физических событий друг на друга.

Принцип причинности исключает влияние данного события на все прошедшие события («будущее не влияет на прошедшие события», «событие – причина предшествует событию – следствию»).

Измерение физических величин. Погрешность измерений

Измерение физических величин – совокупность действий, выполненных с помощью средств измерения (приборов) для нахождения численных значений физических величин.

При измерении физическая величина сравнивается с однородной величиной, принятой за единицу.

Измерения бывают:

Выполняемые измерения величин не являются абсолютно точными. Даже основные физические константы измерены с погрешностью. Различают абсолютную и относительную погрешности измерений.

Абсолютная погрешность измерения:

В ряде случаев при многократных измерениях используют

где ​ \( \mathrm_<ср>=\sum\!\frac<\mathrm_i> \) ​, где ​ \( N \) ​ – количество измерений, ​ \( i \) ​ – номер измерения.

Предполагают, что ​ \( \mathrm_ <ср>\) ​в наибольшей степени соответствует истинному значению измеряемой величины.

После того как вычислена граница абсолютной погрешности, ее значение обычно округляется до одной значащей цифры. Затем результат измерения записывается с числом десятичных знаков, которых не больше, чем в абсолютной погрешности.

Относительная погрешность измерения:

Построение графиков по результатам эксперимента

Физическая картина мира

Современная физика содержит небольшое число фундаментальных физических теорий, которые, однако, вместе с данными о характере физических процессов и явлений дают приближенное, но наиболее полное отображение различных форм движения материи (тепловая, механическая, электромагнитная).

Материя состоит из вещества и поля. Четкой границы между веществом и полем нет. Всем формам материи присущ корпускулярно-волновой дуализм. Законы движения всех микрочастиц носят статистический характер, для описания которых применяют принципы квантовой теории.

Единство мира проявляется в единстве строения материи и взаимодействий.

Существует четыре типа фундаментальных взаимодействий: сильные, электромагнитные, гравитационные, слабые.

Окружающий нас мир – вечно движущаяся и развивающаяся материя, которая изменяется, но не исчезает.

Источник