Что изучает физика
Первый урок курса физики: разбираемся, что вообще изучает эта наука, чем физические явления отличаются от химических и биологических, какие виды физических явлений бывают вокруг нас каждый день — и почему законами физики пользуются буквально все науки о природе.
Утром небо розовое, днём — синее, вечером — красное. Магнит поднимает гвоздь, но не поднимает монетку из алюминия. Лёд тает, а вода замерзает обратно в лёд. Три совсем разных случая — а есть ли одна наука, которая объясняет их все разом?
Объяснять, что изучает физика и чем её взгляд на явления отличается от биологии и химии.
Различать физические, химические и биологические явления по конкретным примерам из жизни.
Приводить примеры механических, тепловых, световых, звуковых, электрических и магнитных явлений и объяснять, почему их относят именно к этому виду.
Наука о переменах: что изучает физика
Вокруг тебя постоянно что-то меняется: скисает молоко, ржавеет гвоздь на балконе, тает снег, гаснет и загорается свет. Все эти перемены изучают науки о природе — но каждая своя часть. Разобраться, кто за что отвечает, — первый шаг к пониманию физики.
Физика — одна из наук, изучающих природу и происходящие в ней изменения.
Изменения, происходящие в природе, называют явлениями.
Различают биологические, физические, химические и другие явления.
Как отличить один вид явлений от другого? Смотри, что именно меняется.
С биологическими явлениями — изменениями, которые происходят с телами живой природы, т. е. организмами, — вы знакомы из курса биологии: растёт дерево, заживает царапина, распускается цветок. Здесь меняется живой организм.
Горение свечи, образование из молока простокваши, возникновение ржавчины на железной детали — это примеры химических явлений; в них происходит изменение вещества. Молоко превращается в другое вещество — простоквашу, воск свечи сгорает и превращается в копоть и газы, железо превращается в ржавчину.
Живой организм изменился — значит, явление биологическое (это территория биологии). Одно вещество превратилось в другое — явление химическое: молоко навсегда стало простоквашей, железо навсегда стало ржавчиной, обратно не вернуть. А если то же самое вещество осталось тем же самым, просто изменились его свойства — форма, температура, положение, — вот тут в дело вступает физика.
| Явление | Что именно меняется | Пример | Признак-проверка |
|---|---|---|---|
Биологическое | Живой организм — растёт, взрослеет, меняется как живое существо | Распускается цветок, заживает царапина | Происходит только с живым; неживое так не может |
Химическое | Само вещество — превращается в другое, с другим составом | Молоко становится простоквашей, железо — ржавчиной | Вещество стало другим: у него новый состав, исходное вещество уже не восстановить |
Физическое | Свойства тела — форма, температура, положение, состояние, — а вещество то же самое | Лёд тает, шарик катится по столу | Вещество осталось тем же самым — меняются лишь его свойства. Обратимость — только подсказка для тепловых и агрегатных случаев (воду можно снова заморозить), но не общий признак: разбитую чашку не собрать, а явление всё равно физическое |
Раз молоко изменилось, значит это просто физическое явление — молоко ведь никуда не делось, оно и было жидкостью, и осталось жидкостью.
Молоко превратилось в другое вещество — простоквашу с другим составом и свойствами, обратно в молоко её не превратить. Это признак химического явления, а не физического: меняется не форма или температура, а само вещество.
На бабушкином подоконнике окно зимой запотевает и покрывается капельками воды. Вещество при этом не меняется — это по-прежнему вода, просто в другом виде. Какое это явление?
показать
На бабушкином подоконнике окно зимой запотевает и покрывается капельками воды. Вещество при этом не меняется — это по-прежнему вода, просто в другом виде. Какое это явление?
Физическое (тепловое): водяной пар из воздуха охлаждается на холодном стекле и превращается в капли воды — вещество то же самое, меняется только его состояние.
В русский язык слово «физика» ввёл в XVIII в. Михаил Васильевич Ломоносов. Он же создал первую русскую физическую терминологию. А первым исследователем, который обобщил труды своих предшественников в области физики и создал единую научную систему, был Аристотель (384—322 до н. э.).
Гвоздь на балконе заржавел под дождём. Какое это явление?
Мир физических явлений: от шарика на столе до радуги
Физика — это не одна разновидность явлений, а сразу несколько. Прислушайся к будильнику, включи свет, посмотри в окно после дождя — за один обычный день ты сталкиваешься сразу с несколькими видами физических явлений.
Физические явления очень разнообразны. Различают механические, тепловые, световые, звуковые, электрические, магнитные и другие явления.
Движение шарика по столу — изменение его положения на столе с течением времени — это пример механического явления, замерзание воды — теплового, радуга — светового, притяжение магнитом железных предметов — магнитного.
Будильник зазвенел, и звук долетел до твоего уха — это звуковое явление.
Ты нажал на выключатель, и в комнате загорелась лампа — это электрическое явление (ток пошёл по проводам).
Портфель соскользнул со стула и упал на пол — это механическое явление (изменилось положение тела).
Чай в кружке за завтраком остыл — это тепловое явление.
Магнитик на холодильнике удержал листок с запиской — это магнитное явление.
После дождя за окном показалась радуга — это световое явление.
Изменилось место тела — явление механическое. Изменилась температура — тепловое. Появился или изменился свет — световое. Появился или изменился звук — звуковое. Есть электрический ток — электрическое. Есть притяжение к магниту — магнитное.
Радуга — это же про цвета, а цвета — это когда что-то смешивается, значит радуга — химическое явление.
В радуге ничто не превращается в другое вещество — солнечный свет просто разлагается на цвета, проходя сквозь капли воды в воздухе. Ни одно вещество не изменилось, значит явление физическое, а именно световое.
Ты потёр воздушный шарик о шерстяной свитер, и он стал притягивать к себе мелкие бумажки. Какое это явление?
показать
Ты потёр воздушный шарик о шерстяной свитер, и он стал притягивать к себе мелкие бумажки. Какое это явление?
Электрическое: на шарике накопился электрический заряд, который и притягивает лёгкие бумажки.
Металлическая ложка, которую оставили в кастрюле с горячим супом, сама стала горячей. Какое явление здесь происходит?
Законы физики: порядок в мире явлений
Явления вокруг нас не происходят как попало. Лёд всегда тает при плюсовой температуре — что в твоём городе, что на другом конце света. Предмет, выпущенный из рук, всегда падает вниз, а не вбок и не вверх. Значит, у явлений есть свои правила игры.
Физические явления подчиняются определённым правилам, закономерностям, которые называют законами физики.
Физика изучает наиболее общие свойства окружающего нас мира, поэтому её законами пользуются все науки о природе: биология, химия, география, астрономия и др.
Задача физики заключается в том, чтобы находить объяснения физическим явлениям, выявлять их общие свойства, открывать физические законы.
Представь дом: в фундаменте — законы физики, они самые общие и держат всё здание. На фундаменте стоит этаж химии — она изучает вещества, но подчиняется тем же физическим законам. Ещё выше — этаж биологии: живые организмы состоят из веществ и тоже не могут нарушить законы физики. Поэтому, изучая свой этаж, каждая наука опирается на законы физики снизу.
Биолог объясняет, почему птица не падает при полёте, — и опирается на физический закон подъёмной силы воздуха.
Географ рассчитывает, когда на побережье наступит прилив, — и опирается на физический закон притяжения между Землёй и Луной.
Химик определяет, сколько тепла выделится в реакции, — и опирается на физический закон сохранения энергии.
Почему одни и те же законы физики можно использовать и в биологии, и в химии, и в географии?
показать
Почему одни и те же законы физики можно использовать и в биологии, и в химии, и в географии?
Потому что физика изучает самые общие свойства природы — они лежат в основе любых явлений, а другие науки потом изучают частные случаи этих явлений на своём материале (живых организмах, веществах, земной поверхности).
Лёд тает при плюсовой температуре что в Москве, что во Владивостоке. Почему так происходит одинаково в любом городе?
Да, есть — физика. Все три случая устроены по-разному, но каждый из них физика умеет объяснить: цвет неба — это световое явление (солнечный свет рассеивается в воздухе по-разному в зависимости от того, под каким углом он идёт); притяжение гвоздя магнитом — магнитное явление, и здесь же понятно, почему монетка из алюминия к магниту не липнет: не каждый металл магнитится, гвоздь сделан из стали, а монетка — из немагнитного алюминия, но оба случая — про одно и то же магнитное явление, просто с разным результатом; а таяние льда и обратное замерзание воды — тепловое явление, при котором вещество остаётся тем же самым, просто меняется его состояние. Всё это — разные физические явления, но подчиняются они не разным наукам, а одним и тем же законам физики: физика изучает наиболее общие свойства окружающего мира, поэтому её законами объясняются самые непохожие друг на друга вещи — от цвета неба до поведения магнита.
Физика — одна из наук о природе; она изучает явления — изменения, происходящие в природе.
Явления бывают физические, химические и биологические: различие в том, что именно меняется — свойства тела, вещество или живой организм.
Физические явления бывают механическими, тепловыми, световыми, звуковыми, электрическими, магнитными и другими.
Явления подчиняются законам физики — общим правилам, которые физика открывает, а пользуются ими все науки о природе.
Слово «физика» ввёл в русский язык М. В. Ломоносов, а первым, кто создал единую научную систему знаний о природе, был Аристотель.
- Физика
Одна из наук, изучающих природу и происходящие в ней изменения.
- Явление
Изменения, происходящие в природе.
- Физическое явление
Явление природы, которое изучает физика: механическое, тепловое, световое, звуковое, электрическое, магнитное и др.
- Закон физики
Определённое правило, закономерность, которой подчиняются физические явления.
Физика за минуту
- Физика — наука о природе и её изменениях (явлениях).
- Явления: физические, химические, биологические — различаются тем, что именно меняется.
| Явление | Что меняется | Пример | Проверка |
|---|---|---|---|
| Биологическое | живой организм | цветок распускается | происходит только с живым |
| Химическое | само вещество | молоко → простокваша | вещество стало другим (новый состав) |
| Физическое | свойства тела (форма/температура/положение) | лёд тает, шарик катится | вещество осталось тем же (обратимость — лишь подсказка для тепловых случаев, не общий признак) |
- Виды физических явлений: механические · тепловые · световые · звуковые · электрические · магнитные.
- Явления подчиняются законам физики — их используют все науки о природе (химия, биология, география, астрономия).
- Слово «физика» ввёл М. В. Ломоносов; первую научную систему создал Аристотель.
Слово «физика» пришло в русский язык в XVIII веке — его ввёл Михаил Васильевич Ломоносов, который создал и первую русскую физическую терминологию.
Первым, кто объединил труды предшественников в единую научную систему по физике, был древнегреческий философ Аристотель, живший в 384—322 годах до нашей эры — больше двух тысяч лет назад.
Что такое физика?
Одна из наук, изучающих природу и происходящие в ней изменения.
На хлебе, забытом неделю назад в тёплом влажном шкафу, появились и разрослись зелёные пятнышки плесени. Какое это явление?