Het is natuurlijk en correct om geïnteresseerd te zijn in de wereld rondom en de wetten van haar functioneren en ontwikkeling. Daarom is het redelijk om aandacht te besteden aan de natuurwetenschappen, bijvoorbeeld de natuurkunde, die de essentie van de vorming en ontwikkeling van het heelal verklaart. De fundamentele natuurwetten zijn gemakkelijk te begrijpen. Op zeer jonge leeftijd introduceert de school deze principes aan kinderen.
Voor velen begint deze wetenschap met het leerboek "Natuurkunde (Grade 7)". De basisbegrippen en wetten van mechanica en thermodynamica worden aan scholieren onthuld, ze maken kennis met de kern van de belangrijkste natuurkundige wetten. Maar moet kennis beperkt blijven tot de schoolbank? Welke natuurkundige wetten moet iedereen kennen? Dit wordt later in het artikel besproken.
Wetenschapsfysica
Veel nuances van de beschreven wetenschap zijn bekend bij iedereen vanaf de vroege kinderjaren. En dit komt door het feit dat natuurkunde in wezen een van de gebieden van de natuurwetenschap is. Het vertelt over de wetten van de natuur, waarvan de werking:beïnvloedt het leven van iedereen, en verschaft het in veel opzichten zelfs, over de kenmerken van materie, haar structuur en bewegingspatronen.
De term 'natuurkunde' werd voor het eerst opgetekend door Aristoteles in de vierde eeuw voor Christus. Aanvankelijk was het synoniem met het concept van "filosofie". Beide wetenschappen hadden tenslotte een gemeenschappelijk doel: alle mechanismen van het functioneren van het heelal correct verklaren. Maar al in de zestiende eeuw, als gevolg van de wetenschappelijke revolutie, werd de natuurkunde onafhankelijk.
Algemene wet
Sommige basiswetten van de natuurkunde zijn van toepassing op verschillende takken van wetenschap. Naast hen zijn er die worden beschouwd als gemeenschappelijk voor de hele natuur. Het gaat over de wet van behoud en transformatie van energie.
Het houdt in dat de energie van elk gesloten systeem, wanneer er verschijnselen optreden, zeker behouden blijft. Desalniettemin is het in staat om in een andere vorm te transformeren en zijn kwantitatieve inhoud in verschillende delen van het genoemde systeem effectief te veranderen. Tegelijkertijd neemt in een open systeem de energie af, op voorwaarde dat de energie van alle lichamen en velden die ermee in wisselwerking staan, toeneemt.
Naast het bovenstaande algemene principe bevat de natuurkunde de basisconcepten, formules en wetten die nodig zijn voor het interpreteren van de processen die in de wereld plaatsvinden. Het kan ongelooflijk spannend zijn om ze te verkennen. Daarom zullen in dit artikel de basiswetten van de fysica kort worden beschouwd, en om ze dieper te begrijpen, is het belangrijk om er volledige aandacht aan te besteden.
Mechanica
Veel basiswetten van de natuurkunde worden onthuld aan jonge wetenschappers in de klassen 7-9 van de school, waar een tak van wetenschap als mechanica meer volledig wordt bestudeerd. De basisprincipes worden hieronder beschreven.
- Galileo's relativiteitswet (ook wel de mechanische relativiteitswet of de basis van de klassieke mechanica genoemd). De essentie van het principe ligt in het feit dat onder vergelijkbare omstandigheden mechanische processen in alle traagheidsreferentieframes volledig identiek zijn.
- De wet van Hooke. De essentie is dat hoe groter de impact op een elastisch lichaam (veer, staaf, console, balk) vanaf de zijkant, hoe groter de vervorming.
De wetten van Newton (vertegenwoordigen de basis van de klassieke mechanica):
- Het traagheidsprincipe zegt dat elk lichaam alleen in rust kan zijn of uniform en rechtlijnig kan bewegen als geen enkel ander lichaam het op enigerlei wijze beïnvloedt, of als ze elkaars actie op de een of andere manier compenseren. Om de bewegingssnelheid te veranderen, is het noodzakelijk om met enige kracht op het lichaam in te werken, en natuurlijk zal het resultaat van de impact van dezelfde kracht op lichamen van verschillende groottes ook verschillen.
- Het belangrijkste dynamische patroon stelt dat hoe groter de resultante van de krachten die momenteel op een bepaald lichaam werken, hoe groter de versnelling die het ontvangt. En dienovereenkomstig, hoe groter het lichaamsgewicht, hoe lager deze indicator.
- De derde wet van Newton stelt dattwee willekeurige lichamen werken altijd met elkaar in een identiek patroon samen: hun krachten zijn van dezelfde aard, zijn even groot en hebben noodzakelijkerwijs de tegenovergestelde richting langs de rechte lijn die deze lichamen verbindt.
- Het relativiteitsprincipe stelt dat alle verschijnselen die plaatsvinden onder dezelfde omstandigheden in inertiële referentiekaders op een absoluut identieke manier passeren.
Thermodynamica
Een schoolboek dat leerlingen de basiswetten onthult ("Natuurkunde. Graad 7"), laat ze kennismaken met de basisprincipes van de thermodynamica. We zullen de principes hieronder kort bespreken.
De wetten van de thermodynamica, die fundamenteel zijn in deze tak van wetenschap, zijn van algemene aard en houden geen verband met de details van de structuur van een bepaalde stof op atomair niveau. Trouwens, deze principes zijn niet alleen belangrijk voor natuurkunde, maar ook voor scheikunde, biologie, lucht- en ruimtevaarttechniek, enz.
In de genoemde industrie is er bijvoorbeeld een regel die niet logisch kan worden bepaald, namelijk dat in een gesloten systeem, waarvan de externe omstandigheden onveranderd zijn, in de loop van de tijd een evenwichtstoestand wordt bereikt. En de processen die erin doorgaan, compenseren elkaar steevast.
Een andere regel van de thermodynamica bevestigt de wens van een systeem, dat bestaat uit een kolossaal aantal deeltjes gekenmerkt door chaotische beweging, om onafhankelijk over te gaan van minder waarschijnlijke toestanden voor het systeem naar meer waarschijnlijke.
En de wet van Gay-Lussac (ook wel de gaswet genoemd) stelt dat voor een gas met een bepaalde massa onder omstandigheden van stabiele druk, het resultaat van het delen van het volume doorabsolute temperatuur wordt noodzakelijkerwijs een constante waarde.
Een andere belangrijke regel van deze industrie is de eerste wet van de thermodynamica, die ook wel het principe van behoud en transformatie van energie voor een thermodynamisch systeem wordt genoemd. Volgens hem zal elke hoeveelheid warmte die aan het systeem werd doorgegeven, uitsluitend worden besteed aan de metamorfose van zijn interne energie en de uitvoering van het werk door het in relatie tot eventuele optredende externe krachten. Het was deze regelmaat die de basis werd voor de vorming van een schema voor de werking van thermische motoren.
Een andere gasregelmaat is de wet van Charles. Er staat dat hoe groter de druk van een bepaalde massa van een ideaal gas, terwijl het volume constant blijft, hoe hoger de temperatuur.
Elektriciteit
Ontdek interessante basiswetten van de natuurkunde voor de 10e klas voor jonge wetenschappers. Op dit moment worden de belangrijkste natuurprincipes en de werkingswetten van elektrische stroom, evenals andere nuances, bestudeerd.
De wet van Ampère stelt bijvoorbeeld dat parallel geschakelde geleiders, waardoor stroom in dezelfde richting vloeit, onvermijdelijk aantrekken en in het geval van de tegenovergestelde stroomrichting respectievelijk afstoten. Soms wordt dezelfde naam gebruikt voor een natuurkundige wet die de kracht bepa alt die inwerkt in een bestaand magnetisch veld op een klein deel van een geleider die momenteel stroom geleidt. Het wordt zo genoemd - de kracht van Ampere. Deze ontdekking werd gedaan door een wetenschapper in de eerste helft van de negentiende eeuw (namelijk in 1820).
Wetladingsbehoud is een van de basisprincipes van de natuur. Het stelt dat de algebraïsche som van alle elektrische ladingen die ontstaan in een elektrisch geïsoleerd systeem altijd behouden blijft (constant wordt). Desondanks sluit het genoemde principe het verschijnen van nieuwe geladen deeltjes in dergelijke systemen als gevolg van bepaalde processen niet uit. Niettemin moet de totale elektrische lading van alle nieuw gevormde deeltjes noodzakelijkerwijs gelijk zijn aan nul.
De wet van Coulomb is een van de basisprincipes van elektrostatica. Het drukt het principe uit van de kracht van interactie tussen vaste puntladingen en verklaart de kwantitatieve berekening van de afstand ertussen. De wet van Coulomb maakt het mogelijk om op experimentele wijze de basisprincipes van de elektrodynamica te onderbouwen. Het zegt dat onbeweeglijke puntladingen zeker met elkaar zullen interageren met een kracht die groter is, hoe groter het product van hun grootte en, bijgevolg, hoe kleiner, hoe kleiner het kwadraat van de afstand tussen de ladingen in kwestie en de permittiviteit van het medium waarin de beschreven interactie plaatsvindt.
De wet van Ohm is een van de basisprincipes van elektriciteit. Er staat dat hoe groter de sterkte van de gelijkstroom die in een bepaald deel van het circuit werkt, hoe groter de spanning aan de uiteinden.
"De rechterhandregel" is een principe waarmee u de richting in de geleider kunt bepalen van stroom die op een bepaalde manier beweegt onder invloed van een magnetisch veld. Om dit te doen, is het noodzakelijk om de rechterhand zo te plaatsen dat de magnetische inductielijnenraakte figuurlijk de open handpalm aan en strekte de duim in de richting van de dirigent. In dit geval bepalen de resterende vier gestrekte vingers de richting van de inductiestroom.
Dit principe helpt ook om de exacte locatie te achterhalen van de magnetische inductielijnen van een rechte geleider die op dit moment stroom geleidt. Het gaat als volgt: plaats de duim van de rechterhand zo dat deze de richting van de stroom aangeeft, en pak met de andere vier vingers figuurlijk de geleider vast. De locatie van deze vingers zal de exacte richting van de magnetische inductielijnen aantonen.
Het principe van elektromagnetische inductie is een patroon dat het werkingsproces van transformatoren, generatoren en elektromotoren verklaart. Deze wet is als volgt: in een gesloten circuit is de gegenereerde elektromotorische kracht van inductie groter, hoe groter de veranderingssnelheid van de magnetische flux.
Optica
De tak "Optica" weerspiegelt ook een deel van het schoolcurriculum (basiswetten van de natuurkunde: rangen 7-9). Daarom zijn deze principes niet zo moeilijk te begrijpen als het op het eerste gezicht lijkt. Hun studie brengt niet alleen extra kennis met zich mee, maar ook een beter begrip van de omringende realiteit. De basiswetten van de fysica die kunnen worden toegeschreven aan het vakgebied van de optica zijn als volgt:
- Guynes-principe. Het is een methode waarmee u op een bepaalde fractie van een seconde efficiënt de exacte positie van het golffront kunt bepalen. De essentie ervan is als volgt:alle punten die zich in een bepaalde fractie van een seconde in het pad van het golffront bevinden, worden in wezen bronnen van sferische golven (secundair) op zichzelf, terwijl de plaatsing van het golffront in dezelfde fractie van een seconde identiek is aan het oppervlak dat rond alle sferische golven gaat (secundair). Dit principe wordt gebruikt om de bestaande wetten met betrekking tot de breking van licht en de reflectie ervan uit te leggen.
- Het Huygens-Fresnel-principe weerspiegelt een effectieve methode voor het oplossen van problemen met betrekking tot golfvoortplanting. Het helpt bij het verklaren van de elementaire problemen die samenhangen met de diffractie van licht.
- De wet van golfreflectie. Het wordt ook gebruikt voor reflectie in de spiegel. De essentie ervan ligt in het feit dat zowel de vallende straal als de gereflecteerde straal, evenals de loodlijn die is geconstrueerd vanaf het invalspunt van de straal, zich in een enkel vlak bevinden. Het is ook belangrijk om te onthouden dat de hoek waaronder de straal v alt altijd absoluut gelijk is aan de brekingshoek.
- Principe van lichtbreking. Dit is een verandering in het traject van een elektromagnetische golf (licht) op het moment van beweging van het ene homogeen medium naar het andere, die aanzienlijk verschilt van de eerste in een aantal brekingsindices. De voortplantingssnelheid van het licht daarin is anders.
- De wet van rechtlijnige voortplanting van licht. In de kern is het een wet die verband houdt met het gebied van geometrische optica, en is als volgt: in elk homogeen medium (ongeacht de aard ervan) plant licht zich strikt rechtlijnig voort, langs de kortste afstand. Deze wet legt het onderwijs op een eenvoudige en begrijpelijke manier uit.schaduwen.
Atoom- en kernfysica
De basiswetten van de kwantumfysica, evenals de basisprincipes van de atoom- en kernfysica, worden bestudeerd op middelbare scholen en universiteiten.
Bohrs postulaten zijn dus een reeks basishypothesen die de basis van de theorie zijn geworden. De essentie is dat elk atoomsysteem alleen stabiel kan blijven in stationaire toestanden. Elke straling of absorptie van energie door een atoom vindt noodzakelijkerwijs plaats met behulp van het principe, waarvan de essentie als volgt is: de straling die gepaard gaat met transport wordt monochromatisch.
Deze postulaten verwijzen naar het standaard schoolcurriculum dat de basiswetten van de natuurkunde bestudeert (graad 11). Hun kennis is verplicht voor de afgestudeerde.
Basiswetten van de fysica die een persoon zou moeten kennen
Sommige natuurkundige principes, hoewel ze tot een van de takken van deze wetenschap behoren, zijn niettemin van algemene aard en zouden bij iedereen bekend moeten zijn. We sommen de basiswetten van de natuurkunde op die een persoon zou moeten kennen:
- Wet van Archimedes (verwijst naar het gebied van hydro- en ook aerostatica). Het houdt in dat elk lichaam dat is ondergedompeld in een gasvormige substantie of in een vloeistof, onderhevig is aan een soort opwaartse kracht, die noodzakelijkerwijs verticaal naar boven gericht is. Deze kracht is altijd numeriek gelijk aan het gewicht van de vloeistof of het gas dat door het lichaam wordt verplaatst.
- Een andere formulering van deze wet is als volgt: een lichaam ondergedompeld in een gas of vloeistof zal zeker zoveel gewicht verliezen alswas de massa van de vloeistof of het gas waarin het was ondergedompeld. Deze wet werd het basispostulaat van de theorie van zwemmende lichamen.
- Wet van universele zwaartekracht (ontdekt door Newton). De essentie ervan ligt in het feit dat absoluut alle lichamen onvermijdelijk tot elkaar worden aangetrokken met een kracht die groter is, hoe groter het product van de massa's van deze lichamen en, bijgevolg, hoe kleiner, hoe kleiner het kwadraat van de afstand ertussen..
Dit zijn de 3 basiswetten van de fysica die iedereen die het werkingsmechanisme van de omringende wereld wil begrijpen en de kenmerken van de processen die daarin plaatsvinden, zou moeten kennen. Het principe van hun actie begrijpen is vrij eenvoudig.
De waarde van dergelijke kennis
De basiswetten van de natuurkunde moeten in de bagage van kennis van een persoon zitten, ongeacht zijn leeftijd en beroep. Ze weerspiegelen het bestaansmechanisme van de hele hedendaagse realiteit en zijn in wezen de enige constante in een voortdurend veranderende wereld.
Basiswetten, natuurkundige concepten openen nieuwe mogelijkheden voor het bestuderen van de wereld om ons heen. Hun kennis helpt om het mechanisme van het bestaan van het heelal en de beweging van alle kosmische lichamen te begrijpen. Het maakt ons niet alleen toeschouwers van dagelijkse gebeurtenissen en processen, maar stelt ons in staat om ons ervan bewust te zijn. Wanneer een persoon de basiswetten van de natuurkunde duidelijk begrijpt, dat wil zeggen alle processen die om hem heen plaatsvinden, krijgt hij de kans om ze op de meest effectieve manier te beheersen, ontdekkingen te doen en daardoor zijn leven comfortabeler te maken.
Resultaten
Sommigen worden gedwongen zich te verdiepenom de basiswetten van de fysica te bestuderen voor het Unified State Examination, anderen - per beroep en sommigen - uit wetenschappelijke nieuwsgierigheid. Ongeacht de doelen van het bestuderen van deze wetenschap, kunnen de voordelen van de opgedane kennis nauwelijks worden overschat. Er is niets bevredigender dan de basismechanismen en patronen van het bestaan van de omringende wereld te begrijpen.
Wees niet onverschillig - evolueer!
