Füüsika tähtsus

Serena Cuoghi
Bioloogiaprofessori tiitel

Füüsika on üks vanimaid eksisteerivaid alusteadusi, mille mõistmisel on hindamatu tähtsus looduslik fenomen universumis kuni inimkonna evolutsioonini punktini, kus me oleme praegu. Alates sellest, miks objektid liiguvad, kuni selleni, kuidas mateeria muundub ja kuidas see leitakse on nii tugevalt seotud energia mõistega tundmatud, mille eest vastutab füüsika paljastada.

Nagu kõik teised teadused, on ka füüsika jagatud erinevateks valdkondadeks, tuues välja kõige levinumad: 1) mehaanika, mis keskendub kehade liikumine ja käitumine neile mõjuvate jõudude suhtes, mis jaguneb Newtoni mehaanikaks, kvantmehaanikaks ja mehaaniliseks relativistlik; 2) termodünaamika, mis käsitleb soojus- ja energiaülekandeprotsesside uurimist ning nende seost aine füüsikaliste ja keemiliste omaduste muutumisega; 3) elektromagnetism ja elektrodünaamika, mis analüüsivad aine elektrilisi ja magnetilisi omadusi ning nende omavahelist vastasmõju; 4) optika, mis vaatleb valgusega seotud nähtusi ja selle käitumist erinevates materjalides ja olukordades; 5) aatomi- ja tuumafüüsika, mis on keskendunud aatomite ja aatomituumade ehituse ja omaduste ning nende reaktsioonide uurimisele; 6) osakeste füüsika, mille kaudu uuritakse subatomaarseid osakesi ja nende vastasmõju looduse põhijõududega; 7) matemaatiline füüsika, mis on spetsialiseerunud teooriate ja matemaatiliste mudelite väljatöötamisele, mis võimaldavad selgitada ja ennustada aine ja energia käitumist erinevates olukordades ja tingimused; 8) Astrofüüsika, mis on kahtlemata viimaste aegade suurima avalikustamise valdkond tänu suurtele edusammudele kosmose asjade mõistmisel.

Miks õppida füüsikat?

Selle artikli autor oletab, et nooruses tekkis tal küsimus, et "mis kasu oleks õppida füüsika valemeid ja mõisteid?". Noh, on tõsi, et valemid ei ole iga inimese elus konstantseks, küll aga füüsika. See on olemas peaaegu kõiges, mis meie elu puudutab nii rutiinsel viisil, et jääb märkamatuks. Elektrivalgus, auto, mis meid kuhugi viib, gaasipliidil küpsetamine on näiteks. sellest, kui kasulik on füüsika, kuid ärge laske end petta arvata, et see on ainult mugavustes kohal. Kas teate seda leiba, mille jätsite pakist välja ununenud, mis läks kõvaks või jooksite enne selle saabumist bussipeatusesse? Need hõlmavad ka füüsikat.

Just tänu füüsikaõppele leiame vastuse loodusnähtustele ja sellega teadmisi saame arendada tehnikaid, kuidas hallata või täiustada protsesse, kasutades neid meie jaoks kasuks. Seoses meie tsiteeritud leiva näitega täheldame, et selle algoleku pehmus on seotud selle sees oleva vee olemasoluga, et õhuga kokkupuutel toimub selles niiskusvahetus, kaotades keskkonnaga vett ja selle tulemusena leib kõvastub. Selle teabe põhjal säilitame leiva õhukindlas kotis või anumas, mis on sel juhul barjääriks toidu ja keskkond, et säiliks pikemat aega.

Paljudel meist on peaaegu võimatu ette kujutada elu ilma tehnoloogiliste eelisteta meid ümbritsevad, kuid see poleks võimalik ilma selle taga oleva teaduse mõistmiseta. teadmisi. See arusaam läheb palju kaugemale toidu säilitamisest või elektri eeliste tundmisest, kuna inimesed põhifüüsikat hästi tundes suudavad nad teatud ohtlikke olukordi ära hoida ja isegi elusid päästa keegi.

arvutused elamiseks

Ilma pideva ja keeruka matemaatilise käsitlemise võimaluseta baaskeelena ei saaks füüsikalised nähtused isegi olla arusaadav ja palju vähem etteaimatav, mistõttu tuleb selle inimteadmiste valdkonna jaoks kvantifitseerida sündmused.

Kuid matemaatika võimaldab välja töötada ka pelgalt hüpoteesidel põhinevaid ennustavaid mudeleid, mis põhinevad mõnikord tõesti absurdsetel ideedel, kuid võimaldavad või mõni muu viis anda kuju sellise nähtuse analüüsile, mille kohta pole ikka veel piisavalt andmeid ega isegi tõendeid, mistõttu enamik lähenemisviise ja palju muud isegi neid, mis on tehtud sellistest valdkondadest nagu astrofüüsika, ei saa pidada enamaks kui spekulatiivseteks alusteks selle kohta, mida tulevikus saab tõestada või ümber lükata. täielik. Selle näiteks on mustade aukude teooria ise, mis oli aastakümneid vaid Stepheni pakutud potentsiaalne seletus. Hawking sellest, mis tema arvates võib juhtuda pärast liigse energia vabanemist pärast teatud nähtusi universumis, kuid muidu millel ei olnud muud kui arvude ja võrrandite kuhjumine, kuni just 2019. aastal saavutati ükshaaval vaatlemiseks vajalik tehnoloogia tase. esimene kord.

Kõik see oli tingitud sellest, et Hawking pühendas aastaid oma idee edendamisele, millega ta teadis, mida otsida. kus, kuigi puudusid varasemad tõendid selle olemasolust, väljaspool loogikat, millega kaasnevad mõned numbrid.

Füüsika kui teaduse päritolu

Füüsikat määratletakse kui teadust, mis tegeleb uurimine loodusnähtustest selle kõige erinevamates aspektides, otsides teadmisi aine ja energia omaduste ja suhete kohta. Võib öelda, et selle päritolu on seotud Vana-Kreeka loodusfilosoofidega, kes eitasid müstilisi seletusi nähtustele, mida nad täheldasid, ja hakkasid ratsionaliseerima teooriaid faktide kohta, mida ümbritsetud.

Palju sajandeid hiljem, ajal Renessanss, tehti füüsikas suur edasiminek selliste nimede nagu Galileo ja Newton ning paljude teadlaste kogutud teadmistega. formulatsioonid, katsed ja peamiselt tõlgendused, mis põhinevad matemaatilises keeles väljendatud faktidel, st võrrandid.

Sellest laiast ja kasvavast teabevalikust, mis aastate jooksul tekkis/avastati, selle teaduse valdkondadeks ja järelikult alavaldkondadeks jagamise rumalus ilmneb selle arengut ja edusamme jälgides. tehnoloogilised. Seega on meil kaheks põhiharuks klassikaline füüsika ja kaasaegne füüsika. Esimene suunab oma õpingud sellistele makroskoopilistele nähtustele nagu termoloogia, optika, mehaanika, lained ja elekter. Kaasaegne füüsika tegeleb omakorda mikroskoopiliste nähtustega, mille uurimisel, nagu eespool mainitud, sai võimalikuks tänu tehnoloogilistele edusammudele kvantmehaanika, tuumafüüsika ja suhtelisus.

Teoreetilised füüsikud pakuvad praegu välja erinevaid hüpoteese ja mudeleid, et selgitada universumi päritolu ja evolutsiooni, tumeaine ja energia olemust. tume ja mateeria põhistruktuur subatomilisel tasandil, kusjuures iga päev leitakse uusi avastusi, nii et kosmoseuudistest on saanud uus rass suhtlus selle kaudu, kes saab rohkem teavet anda, äratades inimkonna huvi teemade vastu, mida kuni viimase ajani peeti elitaarseteks ja mõne jaoks arusaadavaks vähesed, näidates sellega, et teadused on oma keerukusest hoolimata aine, mille loob inimese uudishimu ja et seetõttu ei jää nad kunagi oma tõelisest olemusest ja olemusest väljapoole. huvi.

Füüsika on igapäevaelus alati olemas

Seal on nii palju seotud mõisteid, alates liikumine meie kehast kuni raketi kosmosesse saatmiseni, et neid kõiki kirjeldada on peaaegu võimatu. Teadmised teatud füüsikaliste nähtuste kohta on aga muutunud ohutuse ja turvalisuse tagamiseks hädavajalikuks. inimeste ellujäämine ja see kandub inimeste vahel üle põlvkondade kaupa, isegi ilma sellest õigesti aru saamata sest. Seoses õppetöö ja teadustöö laienemisega ning arusaamisega, kuidas kõik toimub, hakati füüsikat klassiruumides õpetama lapsepõlvest peale.

Seega peaksime näiteks keset tormi alati vältima lagedaid kohti, kuna välk kipub meelitama kõige kõrgemale punktile ehk inimesele või postile. Samuti ei ole ohutu puule liiga lähedale sattuda, sest selle sees olev mahl on hea elektrijuht, suurendades sellega tõenäosust, et see teie peale sattub. välgulöögid, mistõttu on liigagi tavaline, et puude alla pargitud autod saavad okste murdumisest (rääkimata välgu jõust) kahjustada. tuul).

Viited

Hawking, S. (1988). Ajalugu. Suurest paugust mustade aukudeni. Espasa.

Hawking, S. ja Jou, D. (2002). Universum lühidalt. Barcelona: kriitika.

Hawking, S. (2018). Kõige teooria (illustreeritud väljaanne): Universumi päritolu ja saatus. Arutelu.

Resnick, R., Halliday, D. ja Krane, K. (2004). Physics Vol. YO. YO.

Serway, R. A. ja Jewett, J. W. (2009). Füüsika teadusele ja tehnikale kaasaegse füüsikaga. Cengage Learning Publishers.