Краткое изложение теоретических вопросов:
1. Физика – это наука, занимающаяся изучением основополагающих и вместе с тем наиболее общих свойств окружающего нас материального мира. В настоящее время физика очень тесно связана с астрономией, геологией, химией, биологией и другими естественными науками. Физика – наука о неживой природе. Любое природное явление в окружающем нас мире имеет множество характеристик и признаков. Желание систематизировать их, понять причины различных проявлений, предсказать их стимулировали научное познание. Начало научному познанию в физике как науке положил итальянский учёный Галилео Галилей, поставивший первые физические эксперименты и предложивший теоретическое объяснение движения тел. Изучая падение тел разной массы, он впервые провёл измерения физических величин при падении тел с высоты и получил количественные соотношения между ними. Естественнонаучный метод познания состоит в следующем: опираясь на опыт, отыскивают количественные (формулируемые математически) законы природы; открытые законы проверяются практикой. Дополнительную информацию можно получить лишь с помощью экспериментальных установок. Суть любого эксперимента – наблюдение явления и получение данных, характеризующих результаты исследований. Наблюдение – это целенаправленный строгий процесс восприятия предметов действительности, которые не должны быть изменены. Наблюдение как метод познания применяется либо там, где невозможен или очень затруднен эксперимент (в астрономии, вулканологии, гидрологии), либо там, где стоит задача изучить именно естественное функционирование или поведение объекта (в этологии, социальной психологии и т. п. ). Наблюдение как метод предполагает наличие программы исследования, формирующейся на базе прошлых убеждений, установленных фактов, принятых концепций. Частными случаями метода наблюдения являются измерение и сравнение. Эксперимент – метод познания, при помощи которого явления действительности исследуются в контролируемых и управляемых условиях. Он отличается от наблюдения вмешательством в исследуемый объект, то есть активностью по отношению к нему. Проводя эксперимент, исследователь не ограничивается пассивным наблюдением явлений, а сознательно вмешивается в естественный ход их протекания путем непосредственного воздействия на изучаемый процесс или изменения условий, в которых проходит этот процесс.
Научная теория содержит постулаты, определения, гипотезы и законы, объясняющие явления. Постулат – это предположение, которое не нуждается в строгом доказательстве, но должно быть сделано веско и обоснованно (правдоподобно) на основе фактов или исходя из систематических или практических объяснений. Физический закон – описание соотношений в природе, проявляющихся при определённых условиях эксперименте. Особенность закона состоит в том, что с его помощью мжно описать другие явления, с которыми были поставлены эксперименты. Научная гипотеза – предположение о том, что существует связь между известным и вновь объясняемым явлением. Любая созданная теория должна быть подтверждена экспериментом. Расхождение теории с практикой приводит к совершенствованию старой или созданию принципиально новой теории, дающей новые законы и более глубокое понимание физической реальности. Особенно ценной в науке считается терия, предсказывающая новые экспериментальные данные, которые не могут быть объяснены в рамках старой теории.
Примером такой теории в физике является теория относительности Альберта Эйнштейна, предсказавшая и количественно описавшая изменение массы движущегося тела со скоростью, соизмеримой со скоростью света, явление, которое нельзя было объяснить в рамках теории классической физики. Особенность фундаментальных теорий – их преемственность. Теория может иметь границы применимости. Например, классическая механика справедлива для описания движения тел, скорость которых много меньше скорости света, но с помощью законов Ньютона нельзя описать процессы в микромире. Ни одна научная теория на может быть признана окончательной и верной навсегда. Всегда существует вероятность, что новые наблюдения потребуют поправок к теории. Физику называют экспериментальной наукой. Дело в том, что опыт имеет в этой науке очень важное значение. Многие законы физики открыты благодаря наблюдениям за явлениями природы или специально поставленным опытам. Проводя опыт (эксперимент), физик как бы вопрошает природу. А для того, чтобы ее ответ был ясным и четким, требуется особое искусство: вопрос природе нужно задавать так, чтобы исключить различные толкования ответа, т. е. он должен быть однозначным и доказательным. Этот ответ природа дает в виде показаний приборов.
Полную информацию смотрите в файле.