Что изучает физика?
1. Введение
Сегодня состоится ваше первое знакомство с удивительно интересной наукой – физикой.
Впервые слово «физика» появилось в сочинениях Аристотеля в 4 веке до нашей эры. В переводе с греческого языка слово «фюзис» означает «природа». В русский язык этот термин ввел в XVIII веке Михаил Васильевич Ломоносов. Физика – это одна из наук о природе.
Физика изучает явления природы.
2. Что такое физические явления?
В жизни мы постоянно сталкиваемся с различными изменениями, которые происходят в окружающем нас мире. В физике эти изменения принято называть физическими явлениями.
Задача физики состоит в том, чтобы открывать различные закономерности, которые позволяют объяснить и объединить разные физические явления.
Каждый вид физических явлений изучает отдельный раздел физики (механика, электродинамика, оптика, термодинамика, акустика и другие). Но эти разделы тесно взаимосвязаны и образуют единую стройную физическую науку, которая позволяет описать и объяснить причины самых разнообразных явлений природы – от образования галактик до процессов внутри атомов – кирпичиков, их которых состоит всё, что мы видим вокруг себя, включая нас самих.
3. Виды физических явлений
Явления могут быть механическими. Например, скатывание шарика по наклонной плоскости (см. Рис. 1).
Рис. 1. Пример механического явления
Существуют электрические явления. Например, при замыкании электрической цепи загорается лампочка (см. Рис. 2).
Рис. 2. Пример электрического явления
Явления могут быть магнитными (см. Рис. 3). Возможно, вы знаете, что магниты, поднесенные друг к другу одноименными полюсами, отталкиваются, а поднесенные разноименными полюсами – притягиваются. Также известно, что магниты притягивают предметы, сделанные из одного материала (например, железа), но заметно не действуют на предметы из других материалов (стекла, дерева, пластмассы).
Рис. 3. Пример магнитного явления
Даже самый обычный мыльный пузырь может стать объектом изучения физики (см. Рис. 4). Радужное переливание красок его стенок – это световые (оптические) явления.
Рис. 4. Пример светового явления
Все вы видели кипение воды в чайнике, таяние льда (см. Рис. 5). Это – примеры тепловых явлений.
Рис. 5. Пример теплового явления
Колебания струн скрипки или гитары, колебания воздуха в духовых музыкальных инструментах порождают звук. Совсем другой звук возникает от волн морского прибоя. Звуковые явления также изучает физика (см. Рис. 6).
Рис. 6. Примеры звуковых явлений
Важно понимать, что явления природы и физические явления – не совсем одно и то же. Как правило, явление природы – это несколько физических явлений, происходящих одновременно (см. Рис. 7).
Например, молния, ударяющая в землю, – это одновременно:
- электрическое явление (между тучей и землей протекает электрический ток),
- магнитное явление (они всегда сопровождают протекание электрического тока),
- тепловое (воздух в канале молнии разогревается до температуры в несколько тысяч градусов),
- световое (вспышка молнии видна за несколько километров),
- звуковое (мощные раскаты грома).
Рис. 7. Разряд молнии сопровождается сразу несколькими физическими явлениями, происходящими одновременно
4. Физические термины
Для описания физических явлений используются специальные термины. Мы будем знакомиться с ними постепенно, и очень скоро из этих терминов сложится язык физической науки. С некоторыми из них мы познакомимся прямо сейчас.
На снимке ниже вы видите различные предметы. Каждый из них мы будем называть физическим телом или просто телом. Тела можно охарактеризовать по их внешнему виду. Они могут иметь форму и объем. Некоторые тела могут быть одной формы, но разного объема. Другие же, наоборот, одного объема, но разной формы (см. Рис. 8).
Рис. 8. Гайки имеют одинаковую форму, но разный объем, а скрепки, наоборот, обладают одинаковым объемом, но различной формой
Правда, существуют тела, у которых нет формы, – это жидкости. А есть и тела, у которых нет ни формы, ни объема, – это газы. Подробнее об этом мы будем говорить на следующих уроках.
Тела могут состоять из различных веществ. Например, шарик стальной, основу термометра составляет стекло, а на катушку намотана медная проволока.
Рис. 8. Тела могут состоять из различных веществ.
Обратите внимание на термины, которыми мы пользуемся. Шарик – это физическое тело, сталь, из которой он сделан, – вещество, а скатывание шарика по наклонной плоскости – это физическое явление (см. Рис. 9).
Рис. 9. Стальной (вещество) шарик (тело) скатывается (явление) с наклонной плоскости