Podstawy fizyki w badaniach naukowych
Fizyka jest systematycznym badaniem świata przyrody, w szczególności interakcji pomiędzy materią i energią. Jest to dyscyplina, która próbuje określić rzeczywistość ilościowo poprzez precyzyjne zastosowanie obserwacji połączonej z logiką i rozumem.
Aby móc korzystać z tej dyscypliny, należy najpierw zrozumieć pewne podstawy. Tylko ucząc się podstaw fizyki można na nich bazować i zagłębić się w tę dziedzinę nauki. Niezależnie od tego, czy dążysz do kariery w fizyce, czy tylko interesujesz się jej odkryciami, z pewnością jest to fascynujące zajęcie.
Co jest uważane za fizykę?
Aby rozpocząć naukę fizyki, należy najpierw zrozumieć, co właściwie oznacza fizyka. Zrozumienie, co wchodzi w zakres fizyki, a co nie, pomaga skupić się na dziedzinie nauki, dzięki czemu można sformułować sensowne pytania z zakresu fizyki.
Za każdym pytaniem w fizyce kryją się cztery bardzo ważne terminy, które będziesz chciał zrozumieć: hipoteza, model, teoria i prawo.
Fizyka może być albo eksperymentalna, albo teoretyczna. W fizyce eksperymentalnej fizycy zajmują się problemem naukowym, wykorzystując techniki takie jak metoda naukowa, próbując udowodnić hipotezę. Fizyka teoretyczna jest często bardziej konceptualna, ponieważ fizycy skupiają się na opracowywaniu praw naukowych, takich jak teoria mechaniki kwantowej.
Te dwie formy fizyki są ze sobą powiązane i łączą się z innymi formami badań naukowych. Dość często fizyka eksperymentalna testuje hipotezy fizyki teoretycznej. Sami fizycy mogą specjalizować się w różnych dziedzinach, od astronomii i astrofizyki po fizykę matematyczną i nanotechnologię. Fizyka odgrywa również rolę w innych dziedzinach nauki, takich jak chemia i biologia.
Fundamentalne prawa fizyki
Celem fizyki jest opracowanie precyzyjnych modeli rzeczywistości fizycznej. Najlepszym scenariuszem jest opracowanie serii bardzo fundamentalnych reguł opisujących funkcjonowanie tych modeli. Reguły te są często nazywane "prawami" po tym, jak były z powodzeniem stosowane przez wiele lat.
Fizyka jest skomplikowana, ale zasadniczo opiera się na kilku przyjętych prawach natury. Niektóre z nich są historycznymi i przełomowymi odkryciami w nauce. Należą do nich prawo grawitacji Sir Isaaca Newtona oraz jego trzy prawa ruchu. Teoria względności Alberta Einsteina i prawa termodynamiki również należą do tej kategorii.
Współczesna fizyka opiera się na tych monumentalnych prawdach, aby badać takie rzeczy jak fizyka kwantowa, która bada niewidzialny wszechświat. Podobnie fizyka cząstek stara się zrozumieć najmniejsze kawałki materii we wszechświecie. To właśnie na tym polu dziwne słowa, takie jak kwarki, bozony, hadrony i leptony, wchodzą do naukowego dialogu, który dziś trafia na pierwsze strony gazet.
Narzędzia używane w fizyce
Narzędzia, którymi posługują się fizycy, obejmują zakres od fizyki do abstrakcji. Obejmują one wagi, emitery wiązki laserowej oraz matematykę. Zrozumienie tego szerokiego wachlarza narzędzi i metod ich stosowania jest niezbędne do zrozumienia procesu, przez który fizycy przechodzą badając świat fizyczny.
Narzędzia fizyczne obejmują takie rzeczy jak nadprzewodniki i synchrotrony, które są używane do tworzenia intensywnych pól magnetycznych. Można je zastosować w badaniach takich jak Wielki Zderzacz Hadronów lub praktycznie w rozwoju pociągów magnetycznych.
Matematyka leży u podstaw fizyki i jest niezbędna we wszystkich dziedzinach nauki. Gdy zaczynasz zgłębiać tajniki fizyki, ważne są takie podstawy, jak używanie cyfr znaczących i wychodzenie poza podstawy systemu metrycznego. Matematyka i fizyka sięgają znacznie głębiej, a pojęcia takie jak matematyka wektorowa i matematyczne właściwości fal są kluczowe dla pracy wielu fizyków.
Słynni fizycy w historii
Fizyka nie istnieje w próżni (nawet jeśli część fizyki jest uprawiana w rzeczywistej próżni). Siły historii ukształtowały rozwój fizyki w takim samym stopniu, jak każdej innej dziedziny w historii. Bardzo często warto zrozumieć historyczne perspektywy, które doprowadziły do naszego obecnego zrozumienia. Dotyczy to również wielu błędnych ścieżek, które zostały zawiedzione po drodze.
Przydatne i intrygujące jest również poznanie życia słynnych fizyków z przeszłości. Starożytni Grecy, na przykład, łączyli filozofię z badaniem praw natury i są szczególnie znani z zainteresowania astronomią.
W XVI i XVII wieku Galileo Galilei dalej badał, obserwował i eksperymentował z prawami natury. Choć w swoim czasie był prześladowany, dziś uważa się go za "ojca nauki" (co ukuł Einstein), a także współczesnej fizyki, astronomii i nauk obserwacyjnych.
Galileusz zainspirował słynnych naukowców, takich jak Sir Isaac Newton, Albert Einstein, Niels Bohr, Richard P. Feynman i Stephen Hawking, a jego śladem podążyli inni. To tylko kilka nazwisk z historii fizyki, które ukształtowały nasze rozumienie tego, jak działa nasz świat. Ich zdolności do podważania przyjętych teorii i opracowywania nowych sposobów patrzenia na wszechświat zainspirowały fizyków, którzy nadal dokonują przełomowych odkryć naukowych.
Zacytuj ten artykuł Format mla apa chicago Twój cytat Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. "Podstawy fizyki w badaniach naukowych." ThoughtCo, Aug. 4, 2021, thoughtco.com/physics-basics-4140295. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2021, 4 sierpnia). Podstawy fizyki w badaniach naukowych. Retrieved from https://www.thoughtco.com/physics-basics-4140295. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. "The Basics of Physics in Scientific Study." ThoughtCo. https://www.thoughtco.com/physics-basics-4140295 (accessed September 9, 2021). kopia cytatu
