№ | Слайд | Текст |
1 |
 |
ФизикаЛекция № 1 Физика – фундаментальная наука о природе 08/02/2014 Алексей Викторович Гуденко |
2 |
 |
Наука о природеПлан лекции Физика – наука о природе. Фундаментальные законы Примеры необычных физических явлений (тепловой и электро- двигатели, велосипедное колесо, кипение холодной жидкости, левитация карандашного грифеля) Научный метод (Айсберг, Желоб Галилея) Инерциальные системы отсчёта. Свободное тело. Принцип относительности. Фильм «Чем занимается физика» |
3 |
 |
Бабочка на окне |
4 |
 |
ДемонстрацииТепловой и электро- двигатели Велосипедное колесо и китайский волчок Левитация грифеля Неуравновешенные шарики Кипение воды (молока) Труба, желоб Галилея Воздушная дорога |
5 |
 |
Что такое физикаФизика это естественная наука, изучающая фундаментальные, наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы её движения. |
6 |
 |
Физический законФизический закон – это количественное соотношение между физическими величинами, которое устанавливается на основе обобщения опытных фактов и выражают объективные закономерности, существующие в природе. |
7 |
 |
Наука фундаментальнаяЧто такое физика Физика – наука фундаментальная. Физика – наука естественная. Фундаментальность означает, что законы или принципы не могут быть доказаны логическим путём. Их доказательством является опыт. |
8 |
 |
Фундаментальные законыФундаментальные законы – это что? «Называем мы их фундаментальными потому, что законы их действия фундаментально просты» Ричард Фейнман (Richard Feynman) (1918 - 1988) выдающийся американский учёный. Один из создателей квантовой электродинамики. В 1943—1945 годах входил в число разработчиков атомной бомбы в Лос-Аламосе. Лауреат Нобелевской премии по физике 1965 г. |
9 |
 |
Фундаментальный физический законЗакон всемирного тяготения - фундаментальный физический закон F = GmM/r2 |
10 |
 |
Принципы научного метода по Эйнштейну«Высшим долгом физиков является поиск тех общих элементарных законов, из которых путём чистой дедукции можно получить картину мира. К этим законам ведёт не логический путь, а только основанная на проникновении в суть опыта интуиция» |
11 |
 |
Исаак Ньютон«Что такое время, пространство, место и движение, я не объясняю, так как это известно всем» Сэр Исаак Ньютон (Sir Isaac Newton) (1643 —1727) английский физик, математик и астроном, основатель классической механики. Автор фундаментального труда «Математические начала натуральной философии», в котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики, ставшие основой классической механики. |
12 |
 |
Единицы и размерности физических величинМеждународная система единиц СИ: основные механические единицы: метр (м); килограмм (кг); секунда (с). Секунда – это промежуток времени, в течение которого совершается 9 192 631 770 колебаний электромагнитного излучения, соответствующее переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 в отсутствие внешних полей (атомные часы). Метр – это длина пути, проходимая светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды. Килограмм – масса платино-иридиевого тела в Международном бюро мер и весов в Севре (близ Парижа). |
13 |
 |
Научный метод по Ломоносову«Из наблюдений установлять теорию, через теорию исправлять наблюдения, - есть лучший всех способ к изысканию правды» «Мысленные рассуждения произведены бывают из надёжных и много раз повторённых опытов» Михаил Васильевич Ломоносов (1711–1765) Великий русский учёный, зачинатель науки в России; экспериментально доказал закон сохранения массы, открыл атмосферу на Венере, создал основы русского научного языка. |
14 |
 |
Тепловой двигательСамый простой тепловой двигатель Самый простой электродвигатель |
15 |
 |
Левитация карандашного грифеляЛевитация карандашного грифеля (фото) |
16 |
 |
ЛевитацияЛевитация карандашного грифеля (видео) |
17 |
 |
Шарики«Неуравновешенные» (!?) шарики |
18 |
 |
Уравновешиваем |
19 |
 |
Вода кипит при комнатной температуреА будет ли убегать кипящее под вакуумом молоко? |
20 |
 |
«Непадающее» колесо |
21 |
 |
Научный методОсновной метод исследования в физике является опыт, эксперимент, т.е. наблюдение исследуемого явления в точно контролируемых условиях, позволяющих следить за ходом явления и воссоздать его каждый раз при повторении этих условий. Наблюдение Размышление Гипотезы, модели, теории Эксперимент |
22 |
 |
Переворот айсберга |
23 |
 |
Эксперимент |
24 |
 |
ГипотезыГипотезы, теория Из-за таяния поперечные размера айсберга уменьшаются вдвое быстрее, чем вертикальные. Айсберг абсолютно неустойчив, если его характерные поперечные размеры на 20% меньше размеров вертикальных |
25 |
 |
Размер модельного «айсберга»Измеряем размер модельного «айсберга»:10х10х8 см3 температура воды t0 = 20 0C время переворота T = 30 минут. Каковы размеры «айсберга» непосредственно перед опрокидыванием? Через какое время опрокинется реальный айсберг с размерами 500х500х400 м3 в океане при температуре 5 °С? Каковы размеры перевернувшегося айсберга? |
26 |
 |
Толщина растаявшего льдаСчитаем Если толщина растаявшего льда x, то к моменту переворота: (a0 – 2x) = 0,8(c0 - x) ? x = 3 см ? Размеры перевернувшегося модельного «айсберга» 4х4х5 см3 |
27 |
 |
Реальный айсбергРеальный айсберг с размерами 500х500х400 м3 к моменту переворота будет иметь размеры 200х200х250 м3. Толщина растаявшего льда X = 150 м. Переворот произойдёт через время: ? = ?0(X/x) (t0/t) ? 1год и 2 месяца. |
28 |
 |
Инерциальная система отсчётаПринцип относительности Все законы природы имеют одинаковый вид во всех инерциальных системах отсчёта Все физические явления протекают одинаково в различных ИСО. ИСО – система, связанная со свободно движущимся телом. |
29 |
 |
Физическая модельМодель – это идеальный объект, отражающий существенные для данного явления свойства. На вопрос, что существенно, а что нет может ответить только опыт. Примеры моделей: материальная точка, абсолютно твёрдое тело, идеальная жидкость, идеальный газ. |
30 |
 |
Галилео ГалилейГалилео Галилей – первый физик, основатель научного метода Принцип относительности: «Дайте движение кораблю, и притом с какой угодно скоростью; тогда (если только движение его будет равномерным, а не колеблющимся туда и сюда) вы не заметите ни малейшей разницы» Закон инерции: «…если бы все сопротивления были уничтожены, то его (тела) движение было бы вечно равномерным, если бы плоскость простиралась в бесконечность» («неистребимо запечатлённое движение»). Законы свободного падения: скорость нарастает пропорционально времени, а путь — пропорционально квадрату времени. Научный метод – наблюдение, размышление и опыт В 1992 папа Иоанн Павел II объявил решение суда инквизиции ошибочным и реабилитировал Галилея. ГАЛИЛЕЙ, ГАЛИЛЕО (Galilei, Galileo) (1564–1642) итальянский физик, механик и астроном. Основоположник экспериментально- математического метода исследования природы |
31 |
 |
Свободное падение телВсе тела, независимо от их массы, в поле тяжести Земли приобретают одинаковые ускорения (падение в вакууме) Гипотеза: скорость нарастает линейно ? закон нечётных чисел: S1: S2:S3 …= 1:3:5… Эксперимент: жёлоб Галилея |
32 |
 |
Закон всемирного тяготенияЖёлоб Галилея: закон нечётных чисел Свободное падение вблизи Земли: H = 4,9 м за секунду; R = 6380 км; r = 384000 км ? 60,2R ? h = H/60,22 ? 1,352 мм Что на самом деле? Рассчитаем «падение Луны»: T = 27,3 суток; скорость Луны v = 2?r/T ? 1,02 км/с; за секунду Луна падает на hr = (vt)2/2r ? 1,355 мм ? h ? hr |
33 |
 |
Петр Леонидович КапицаПетр Леонидович Капица – основатель Физтеха На дне стакана, стоящего на весах, сидит муха. В какой момент весы начнут чувствовать, что муха улетела? Какие движения должен совершать человек, чтобы вращать обруч? С какой скоростью должен бежать по воде человек, чтобы не тонуть? Почему жидкий азот (-195 0С) можно лить на руку, не боясь «ожога»? Какого цвета будет казаться красная жидкость, если сосуд с ней поместить в сосуд с синей жидкостью? Петр Леонидович Капица (1894–1984) Выдающийся российский физик, академик. Открыл сверхтекучесть жидкого гелия. Основатель Физтеха, системы Физтеха. Лауреат Нобелевской премии по физике 1978 года |
34 |
 |
Бесконечные вещиО бесконечности «Есть две бесконечные вещи — Вселенная и человеческая глупость. Впрочем, насчёт Вселенной я не уверен». |
35 |
 |
Альберт ЭйнштейнПознаваем ли мир? «Самое непостижимое в этом мире — это то, что он постижим». Альберт Эйнштейн (Albert Einstein) (1879 -1955) физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики, лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года. |
«Физика – фундаментальная наука о природе» |
http://900igr.net/prezentacija/fizika/fizika-fundamentalnaja-nauka-o-prirode-53758.html