ابتدایی ترین فیزیک که باید بدانید. اشکال فیزیک در مدرسه مدرن چیست؟

ما در حال شروع یک سری مقاله در مورد مشکلات و مفاهیم قدیمی در برنامه درسی مدرسه هستیم و پیشنهاد می کنیم در مورد اینکه چرا دانش آموزان مدرسه به فیزیک نیاز دارند و چرا امروزه آن طور که ما می خواهیم آموزش داده نمی شود، بحث کنیم.

چرا یک دانشجوی مدرن فیزیک می خواند؟ یا برای اینکه والدین و معلمان او را اذیت نکنند و یا برای اینکه امتحان مورد نظر خود را با موفقیت پشت سر بگذارد، امتیاز لازم را کسب کند و وارد یک دانشگاه خوب شود. گزینه دیگری وجود دارد که دانش آموز عاشق فیزیک است، اما این عشق معمولاً به نوعی جدا از برنامه درسی مدرسه وجود دارد.

در هر یک از این موارد، آموزش بر اساس همان طرح انجام می شود. با سیستم کنترل خود سازگار می شود - دانش باید به گونه ای ارائه شود که بتوان به راحتی آن را تأیید کرد. برای این، یک سیستم GIA و آزمون یکپارچه دولتی وجود دارد و در نتیجه، آمادگی برای این امتحانات به هدف اصلی آموزش تبدیل می شود.

آزمون یکپارچه دولتی در فیزیک در نسخه فعلی خود چگونه تنظیم شده است؟ تکالیف امتحانی بر اساس یک کدنویس خاص جمع‌آوری می‌شوند که شامل فرمول‌هایی است که از نظر تئوری، هر دانش‌آموز باید بداند. این حدود صد فرمول برای تمام بخش های برنامه درسی مدرسه است - از سینماتیک تا فیزیک هسته ای.

بیشتر وظایف - تقریباً 80٪ - دقیقاً با هدف استفاده از این فرمول ها انجام می شود. علاوه بر این، روش های دیگر حل را نمی توان استفاده کرد: من فرمولی را جایگزین کردم که در لیست نیست - تعداد مشخصی امتیاز را دریافت نکردم، حتی اگر پاسخ همگرا باشد. و فقط 20 درصد باقیمانده کارهای درک مطلب است.

در نتیجه، هدف اصلی تدریس این است که اطمینان حاصل شود که دانش آموزان این مجموعه فرمول ها را می دانند و می توانند آن را به کار گیرند. و تمام فیزیک به ترکیبات ساده خلاصه می شود: شرایط مسئله را بخوانید، بفهمید به چه فرمولی نیاز دارید، شاخص های لازم را جایگزین کنید و فقط نتیجه را بگیرید.

البته در مدارس نخبه و تخصصی فیزیک و ریاضی، آموزش به گونه‌ای دیگر تنظیم می‌شود. در آنجا، مانند آماده سازی برای انواع المپیادها، برخی از عناصر خلاقیت وجود دارد، و ترکیبات فرمول ها بسیار پیچیده تر می شود. اما در اینجا ما به برنامه پایه در فیزیک و کاستی های آن علاقه مندیم.

وظایف استاندارد و ساختارهای نظری انتزاعی که یک دانش آموز معمولی باید بداند خیلی سریع از ذهن او پاک می شود. در نتیجه، هیچ کس پس از فارغ التحصیلی از مدرسه فیزیک را نمی داند - به جز اقلیتی که به دلایلی به آن علاقه دارند یا در تخصص خود به آن نیاز دارند.

معلوم می شود که علم، که هدف اصلی آن شناخت طبیعت و جهان فیزیکی واقعی بود، در مدرسه کاملاً انتزاعی و از تجربه روزمره بشر دور می شود. فیزیک، مانند سایر دروس، با فشرده سازی تدریس می شود، و وقتی در دبیرستان میزان دانشی که باید آموخته شود به طور چشمگیری افزایش می یابد، حفظ کردن همه چیز به سادگی غیرممکن می شود.

به وضوح در مورد رویکرد "فرمول" برای یادگیری.

اما اگر هدف از یادگیری استفاده از فرمول ها نبود، بلکه درک موضوع بود، این امر ضروری نبود. درک در نهایت بسیار ساده تر از جمع کردن است.

تصویری از جهان بسازید

به عنوان مثال، بیایید ببینیم که چگونه کتاب های یاکوف پرلمن "فیزیک سرگرم کننده"، "ریاضیات سرگرم کننده"، که بسیاری از نسل های دانش آموزان و بچه های پس از مدرسه خوانده اند، چگونه است. تقریباً در هر پاراگراف «فیزیک» پرلمن، پرسیدن سؤالاتی که هر کودک می تواند از خود بپرسد، از منطق ابتدایی و تجربه روزمره آموزش می دهد.

وظایفی که در اینجا به ما پیشنهاد می‌شود حل کنیم، کمی نیستند، بلکه کیفی هستند: ما نیازی به محاسبه برخی شاخص‌های انتزاعی مانند کارایی نداریم، بلکه باید فکر کنیم که چرا یک ماشین حرکت دائمی در واقعیت غیرممکن است، آیا می‌توان از یک توپ به توپ شلیک کرد. ماه؛ شما باید آزمایشی انجام دهید و ارزیابی کنید که تأثیر هر تعامل فیزیکی چه خواهد بود.

نمونه ای از "فیزیک سرگرم کننده" 1932: مشکل قو، خرچنگ و پیک کریلوف، طبق قوانین مکانیک حل شد. حاصل (OD) باید گاری را به داخل آب حمل کند.

در یک کلام، در اینجا لازم نیست فرمول ها را به خاطر بسپارید - نکته اصلی این است که درک کنید اشیاء واقعیت اطراف از چه قوانین فیزیکی پیروی می کنند. تنها مشکل این است که تأیید عینی دانش از این نوع بسیار دشوارتر از وجود مجموعه ای دقیق از فرمول ها و معادلات در ذهن یک دانش آموز است.

بنابراین ، فیزیک برای یک دانش آموز معمولی به یک انباشتگی کسل کننده و در بهترین حالت - نوعی بازی انتزاعی ذهن تبدیل می شود. تشکیل یک تصویر کامل از جهان در یک فرد اصلاً وظیفه ای نیست که سیستم آموزشی مدرن به طور عملی انجام می دهد. از این نظر، اتفاقاً با شوروی که بسیاری تمایل دارند آن را بیش از حد تخمین بزنند، تفاوت چندانی ندارد (چون قبلا بمب اتمی تولید می کردیم و به فضا پرواز می کردیم، اما اکنون فقط می دانیم چگونه نفت بفروشیم).

با توجه به دانش فیزیک، دانش‌آموزان پس از فارغ‌التحصیلی در حال حاضر، مانند آن زمان، تقریباً به دو دسته تقسیم می‌شوند: کسانی که آن را خیلی خوب می‌دانند و کسانی که اصلاً آن را نمی‌دانند. با دسته دوم، وضعیت بدتر شد، به ویژه زمانی که زمان تدریس فیزیک در پایه های 7-11 از 5 به 2 ساعت در هفته کاهش یافت.

اکثر دانش‌آموزان واقعاً نیازی به فرمول‌ها و تئوری‌های فیزیکی (که خیلی خوب می‌فهمند) ندارند و مهم‌تر از همه، علاقه‌ای به شکل انتزاعی و خشکی که اکنون در آن ارائه می‌شوند، ندارند. در نتیجه، آموزش انبوه هیچ عملکردی را انجام نمی دهد - فقط به زمان و تلاش نیاز دارد. دانش آموزان کمتر از معلم ندارند.

توجه: رویکرد اشتباه در آموزش علوم می تواند ویرانگر باشد

اگر وظیفه برنامه درسی مدرسه ایجاد تصویری از جهان بود، وضعیت کاملاً متفاوت بود.

البته باید کلاس‌های تخصصی نیز وجود داشته باشد که در آنها نحوه حل مسائل پیچیده را آموزش دهند و عمیقاً با این نظریه آشنا شوند که دیگر با تجربه روزمره تلاقی ندارد. اما برای یک دانش‌آموز عادی و «انبوه» جالب‌تر و مفیدتر است که بداند دنیای فیزیکی که در آن زندگی می‌کند در چه قوانینی کار می‌کند.

البته موضوع به این خلاصه نمی‌شود که دانش‌آموزان به جای کتاب‌های درسی، پرلمن را می‌خوانند. ما باید رویکرد خود را به تدریس تغییر دهیم. بسیاری از بخش‌ها (مثلاً مکانیک کوانتومی) را می‌توان از برنامه درسی مدرسه حذف کرد، بخش‌های دیگر را می‌توان کاهش داد یا تجدید نظر کرد، اگر به خاطر مشکلات سازمانی فراگیر، محافظه‌کاری اساسی موضوع و سیستم آموزشی به عنوان یک کل نبود.

اما بگذارید کمی رویاپردازی کنیم. شاید پس از این تغییرات، کفایت اجتماعی کلی نیز افزایش یابد: مردم کمتر به انواع کلاهبرداران پیچشی که در مورد "حفاظت از میدان زیستی" و "عادی سازی هاله" با کمک وسایل ساده و حدس و گمان می پردازند اعتماد می کنند. قطعاتی از مواد معدنی ناشناخته

ما قبلاً همه این عواقب یک سیستم آموزشی شرور را در دهه 90 مشاهده کردیم ، زمانی که موفق ترین کلاهبرداران حتی از مبالغ قابل توجهی از بودجه دولتی استفاده کردند - ما اکنون مشاهده می کنیم ، اگرچه در مقیاس کوچکتر.

گریگوری گرابووی معروف نه تنها اطمینان داد که می تواند مردم را احیا کند، بلکه سیارک ها را با قدرت فکر از زمین خارج کرد و هواپیماهای دولتی "تشخیص روانی" داشت. او نه توسط کسی، بلکه توسط ژنرال گئورگی روگوزین، معاون سرویس امنیتی تحت ریاست رئیس جمهور فدراسیون روسیه حمایت شد.

5.2.

5.3.

6.

فیزیک را می توان علم اصلی مطالعه طبیعت نامید. تمام الگوهای وجودی آن توسط این شاخه از دانش مطالعه می شود. با همه پیچیدگی هایش، یافتن راهی برای یادگیری آسان فیزیک کار سختی نیست.

نکته اصلی این است که به فرآیند آموزشی به درستی نزدیک شوید.

چرا فیزیک بخوانیم؟

هنگامی که شروع به مطالعه فیزیک می کنید، همیشه نمی دانید که چرا می تواند مفید باشد. نکته تنها این نیست که دانش کسب شده ممکن است از نقطه نظر حرفه ای مورد نیاز باشد.

فیزیک به عنوان یک علم چیزهای زیادی می دهد:

. تشکیل مشاهده مطلق؛

. توانایی دیدن ارتباط، حفظ آن در پدیده ها. (اگر توپ را شارژ کنید و فیوز را روشن کنید، شلیک می کند).

. تفکر درست هدایت شده، گاهی اوقات غیر استاندارد؛

. مطالعه فیزیک به درک کامل دنیای اطرافمان کمک می کند و دریابیم که در پشت معمولی ترین چیزها چه چیزی نهفته است.

. دانش خوب پایه ای برای یک شغل خوب در خارج از کشور خواهد بود.

هنگام مطالعه یک رشته، می توان آن را بسیار دشوار و گیج کننده تلقی کرد. اگر علم را به عنوان یک سیستم مطالعه کنید، مدام تمرین کنید و یک معلم خوب پیدا کنید، ساده و حتی جالب می شود.

شاخه های فیزیک کدامند؟

"فیزیک" در یونان باستان به معنای "طبیعت" است. این علم می‌کوشد در محاسبات نظری و نتیجه‌گیری‌های عملی خود، تمامی اشکال و حالت‌های وجود ماده و میدان را پوشش دهد. مبانی فیزیک در دو بخش مختلف بررسی می شود: میکرو و ماکروفیزیک.

میکروفیزیک موضوع اصلی مطالعه آن دسته از اجسامی است که با چشم غیر مسلح دیده نمی شوند (مولکول ها، اتم ها، الکترون ها، سایر ذرات بنیادی).

ماکروفیزیک هم اجسام با اندازه های معمول برای ما (مثلاً حرکت یک توپ) و هم جرم بزرگتر (سیاره) را مطالعه می کند.

ترکیب فیزیک ماکروسکوپی شامل مکانیک است - حرکت اجسام و تعامل بین آنها، سرعت، حرکت، فاصله را مطالعه می کند (می تواند کلاسیک، نسبیتی، کوانتومی باشد).

میکروسکوپی شامل بخش هایی از کوانتومی، هسته ای، فیزیک عناصر، خواص آنها است.

درس فیزیک مدرسه نیز به همین ترتیب شکل می گیرد. این به این دلیل است که دانش آموزان درک آنچه را که از دوران کودکی با آن آشنا هستند بسیار آسان تر است. بنابراین، مطالعه مقوله های فیزیکی انتزاعی میکروفیزیک دشوارتر از مکانیک کلاسیک است.

چرا مطالعه فیزیک دشوار است؟

اولین آشنایی با قوانین فیزیکی در مدرسه و از کلاس ششم یا هفتم شروع می شود. در ابتدا، یک انتقال آرام از تاریخ طبیعی به نمونه های خاص تر از زندگی وجود دارد. سرعت، مسیر، وزن بدن مورد مطالعه قرار می گیرد.

یادگیری فیزیک از ابتدا ممکن است همیشه موثر نباشد. برای این شاید چندین دلیل وجود داشته باشد:

. فقدان تجهیزات لازم برای نمایش بصری قوانین فیزیکی. حتی ساده‌ترین آنها را نیز با استفاده از مفاهیم انتزاعی «کانتور»، «انرژی جنبشی»، «انرژی پتانسیل»، «اتم»، «جریان»، «پایه‌داری انرژی»، «ثابت گاز»، «موج» دشوار است. ". تنها ارائه انتزاعی موضوع در کتاب درسی جایگزین آزمایش فیزیکی نخواهد شد.

. معلمان همیشه به کودکان علاقه مند نیستند که آنچه را که فیزیک مطالعه می کند یاد بگیرند. روند آموزشی به حفظ تعاریف، حفظ قوانین و تئوری خشک خلاصه می شود.

. موضوعات پیچیده صرفاً در چارچوب برنامه درسی ارائه می شود، فقط تعداد ساعاتی که به آن اختصاص داده شده است. مثال ها و پارادوکس های جالب کنار گذاشته شده است.

این "انزوای" فرآیند آموزشی و سطحی بودن مطالعه این رشته از نمونه های واقعی است که مطالعه فیزیک در مدرسه و حفظ دانش را دشوار می کند.

اشتباهات رایج در آماده سازی برای ZNO در فیزیک

هنگام آماده شدن برای ZNO، بسیاری از مردم این اشتباهات را مرتکب می شوند که می توان آنها را معمولی نامید:

. تکالیف و مسائل عملی به صورت تصادفی حل می شوند، در حالی که تمام فرمول های فیزیک لازم برای حل کار یاد نگرفته اند.

. فرمول ها و قوانین جدید با قلب مطالعه می شوند، در حالی که ضروری ترین و اساسی ترین آنها تکرار نمی شوند.

. یک تصمیم فوری همیشه به دلیل سادگی آن تصمیم درستی به نظر می رسد.

. هنگام آماده شدن برای ZNO در فیزیک، می توانید فراموش کنید که زبان اصلی فیزیک ریاضیات است. تکرار مقادیر مطلق و نسبی، قضایای اصلی ضروری است (مربع هیپوتانوس برابر است با مجموع مربع های پاها).

. موضوعات دشوارتر (فیزیک کوانتومی، نظریه نسبیت، ترمودینامیک) کنار گذاشته می شوند.

. قبل از حل یک مسئله در فیزیک، حتی تصور اینکه می توان آن را با هم ترکیب کرد مجاز نیست: برای یافتن پاسخ، لازم است چندین بخش علم را ترکیب کنید، واحدهای اندازه گیری مقادیر را به خاطر بسپارید.

. جلسات آمادگی به طور نامنظم برگزار می شوند و اغلب فقط چند ماه قبل از آزمون برنامه ریزی می شوند.

برای جلوگیری از چنین خطاهایی، علاوه بر این، حل وظایف سطح بالاتر ضروری است، آنها به شکل گیری خواص یک راه حل سریع و صحیح کمک می کنند.

بنابراین چگونه می توان فیزیک را به طور موثر آموزش داد؟

ممکن است در بسیاری از موارد نیاز به مطالعه فیزیک داشته باشید: پذیرش در یک دانشگاه تخصصی، قبولی در امتحان، نوشتن یک آزمون یا فقط برای خودتان. از کجا باید مطالعه فیزیک را شروع کرد، سوال اصلی است و پاسخ آن این است که یک برنامه مطالعه برای خود ترسیم کنید. این در همه موارد فوق موثر است.

این طرح نه تنها برنامه کلاس ها، بلکه اصل جذب آنها را نیز شامل می شود:

. هنگام در نظر گرفتن یک موضوع جدید، لازم است تمام تعاریف، کمیت ها، فرمول ها، واحدهای اندازه گیری را بنویسید.

. با تجزیه و تحلیل قانون فیزیکی و بیان ریاضی آن، دریابید که چه مقادیری در آن به هم مرتبط هستند.

. در حین تمرین در حل تکالیف جدید، برای تکرار، چندین موضوع گذشته را حل کنید. سعی کنید به تنهایی وظایف خود را انجام دهید.

. با سرعت کار نکنید - همه چیز را به تدریج انجام دهید. حجم مواد باید دوز شود.

. حل مسائل بدون توسل به اعداد متوسط فرمول نهایی باید فقط حاوی مقادیری باشد که در شرط داده شده است.

چگونه فیزیک و فرمول های آن را بفهمیم؟

در ابتدا، فیزیک از طبیعت جدایی ناپذیر بود. اولین مشاهدات به لطف آن اشیاء و پدیده هایی که روزانه یک فرد را احاطه می کردند انجام شد. قوانین اساسی فیزیک بر اساس تجربه شکل گرفت که به تدریج انباشته شد و از کانتور به مرکز حرکت کرد. تنها با گذشت زمان بود که تجربه ابتدا به قوانین متفاوت و سپس به نظریه تبدیل شد.

فیزیک قابل درک اساس ساخت و سازهای فرضی پیچیده تری را تشکیل داد که به درک مدرن جهان منجر شد.

برای درک فیزیک به عنوان یک علم و فرمول هایی که روابط پدیده ها را توصیف می کنند، فقط باید به بیرون بروید یا از پنجره به بیرون نگاه کنید. تمام محاسبات نظری که در سخنرانی شنیده می شود در هر لحظه است.

سقوط یک سنگ تبدیل انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی، غلبه بر فاصله تا زمین است. کشش پرده پنجره نتیجه حرکت توده های هوا تحت تأثیر فشارهای مختلف در نقاط مختلف است. اگزوز گاز یک ماشین عمل فشار است. اما اگر انگشتان خود را در سوکت قرار دهید - این یک جریان الکتریکی است.

این موضوع فقط یک پاراگراف چاپ شده در یک کتاب درسی یا یک مسئله انتزاعی نیست. با این وجود، دانش به دست آمده باید در دنیای اطراف فرافکنی شود و متناسب با موجود شناخته شود.

چگونه مسائل فیزیک را حل کنیم؟

حل مسائل در فیزیک شامل یک الگوریتم خاص است:

. شرایط تکلیف را با دقت بخوانید، دریابید که کدام بخش از فیزیک در آن دخیل است.

. یک شرط را به درستی ترسیم کنید، تمام واحدهای اندازه گیری مقادیر را در سیستم SI بیاورید: کیلومتر - به متر، گرم - به کیلوگرم.

. لیستی از فرمول های شناخته شده در دسترس داشته باشید. از میان آنها مواردی را انتخاب کنید که ممکن است مفید باشند.

. استفاده از جداول ثابت (سرعت نور، چگالی مواد، ثابت گاز، طول موج، حجم 1 مول گاز ایده آل).

. قوانینی را که فعل و انفعالات کمیت های پیشنهادی را توصیف می کنند را به یاد بیاورید (آنها می توانند هم از بخش های اولیه و هم از فیزیک کوانتومی باشند).

. با استفاده از فرمول ها، آنها را ترکیب کنید تا عدد نهایی پاسخ را بیابید.

. محاسبات را انجام دهید و واحد اندازه گیری مقدار مورد نیاز را نمایش دهید.

اگر مشکلاتی پیش بیاید، یک راه مؤثر این است که شرایط را در زندگی واقعی تصور کنید. منطق معمول زندگی به شما می گوید که کدام پاسخ مطلق و صحیح است و کدام گزینه را باید کنار بگذارید.

چگونه فرمول های فیزیک را حفظ کنیم؟

استفاده از لیست فرمول های مورد نیاز در آزمون ها و آزمون ها مجاز نمی باشد. بنابراین، استفاده از قوانین یادگاری برای به خاطر سپردن روابط و قوانین مفید خواهد بود - این نحوه یادگیری سریع فیزیک است.

اگر فرمول ها به یک انجمن صوتی یا مقیاس مرتبط باشند، به خاطر سپرده می شوند:

قانون ارشمیدس برای مایع: F = pgV: گل سرخ - در!

قانون آمپر F = Bilsina : آمپر با نیروی ضربان آلفای سینوسی.

انرژی پتانسیل: E = mgh: WeWho - هس!

حرکت یک ذره باردار در میدان الکتریکی یکنواخت: p = qBR تکانه ذرات (پ ) تکانه مار کبری است ( q، B، R).

معادله گاز ایده آل: pV = (m/M) RT . چرخش از مادرید به مسکو: pV - چرخش، RT - دهان، m / M - از مادرید تا مسکو (آر - ضریب ثابت و جهانی).

قانون اول نیوتن:اگر لگد نزنی، پرواز نخواهد کرد.

قانون دوم نیوتن (برای شتاب):همانطور که شما لگد می زنید - بنابراین پرواز خواهد کرد.

قانون سوم نیوتن: چگونه لگد می زنید، نحوه دریافت آن است.

به خاطر سپردن قوانین فیزیکی به شکل قافیه بسیار ساده تر است:

قانون اهم برای بخش مدار:

چه کسی قانون اهم را نمی داند؟

البته همه او را می شناسند.

سریع تکرار کنید.

U برابر با RI است.

تعریف "اهرم":

اگر هر جسم صلب به دور یک تکیه گاه ثابت بچرخد،

می دانید - به آن اهرم می گویند.

آماده سازی برای ZNO در فیزیک باید با جدیت تمام انجام شود:

1. یک برنامه آموزشی تهیه کنید و به شدت از آن پیروی کنید.

2. به طور منظم، حدود سه بار در هفته به مدت یک و نیم تا دو ساعت، بدون استرس ورزش کنید.

3. فهرستی از موضوعات توصیه شده برای آماده سازی برای ZNO را پیدا کنید.

4. تمام فرمول ها و قوانین، واحدهای اندازه گیری (مثلاً 1 کیلومتر = 1000 متر) باید در یک دفترچه جداگانه نوشته شود.

5. حل مسائل مربوط به هر یک از موضوعات و سطوح مختلف پیچیدگی، و همچنین وظایف ترکیبی از بخش های مختلف علم (به عنوان مثال، انرژی و حرکت، گرما و میدان الکتریکی، ترمودینامیک، نظریه نسبیت).

6. چند ماه قبل از ZNO، نمونه های سال های قبل را مرور کنید و آنها را در یک جلسه حل کنید.

7. اگر سوالی دارید، از یک معلم حرفه ای کمک یا راهنمایی بخواهید.

کتاب های درسی خوب نظری و عملی فیزیک عبارتند از:

. Yavorsky B. M.، Detlaf A. A. فیزیک برای دانش آموزان دبیرستانی و دانشجویان دانشگاه. M. Bustard. 2003.

. Savchenko N. E. مشکلات در فیزیک با تجزیه و تحلیل راه حل آنها.م.: آموزش و پرورش، 2000.

کرشک E. V.، O.I. لیاشنکو O. I. فیزیک. K.: Perun، 2011.

علاقه به دنیای اطراف و قوانین عملکرد و توسعه آن طبیعی و صحیح است. به همین دلیل منطقی است که به علوم طبیعی، به عنوان مثال، فیزیک، که ماهیت شکل گیری و توسعه جهان را توضیح می دهد، توجه کنیم. درک قوانین فیزیکی اولیه آسان است. مدرسه در سنین بسیار پایین بچه ها را با این اصول آشنا می کند.

برای بسیاری، این علم با کتاب درسی "فیزیک (پایه هفتم)" آغاز می شود. مفاهیم اساسی و و ترمودینامیک برای دانش‌آموزان آشکار می‌شود، آنها با هسته اصلی قوانین فیزیکی آشنا می‌شوند. اما آیا دانش باید به نیمکت مدرسه محدود شود؟ هر فردی باید چه قوانین فیزیکی را بداند؟ در ادامه مقاله به این موضوع پرداخته خواهد شد.

علم فیزیک

بسیاری از تفاوت های ظریف علم توصیف شده از دوران کودکی برای همه آشنا است. و این به این دلیل است که در اصل، فیزیک یکی از حوزه های علوم طبیعی است. در مورد قوانین طبیعت می گوید که عمل آنها بر زندگی همه تأثیر می گذارد و از بسیاری جهات حتی آن را در مورد ویژگی های ماده، ساختار و الگوهای حرکت آن فراهم می کند.

اصطلاح فیزیک اولین بار توسط ارسطو در قرن چهارم قبل از میلاد ثبت شد. در ابتدا مترادف با مفهوم «فلسفه» بود. از این گذشته ، هر دو علم یک هدف مشترک داشتند - توضیح صحیح همه مکانیسم های عملکرد جهان. اما در قرن شانزدهم، در نتیجه انقلاب علمی، فیزیک مستقل شد.

قانون عمومی

برخی از قوانین اساسی فیزیک در شاخه های مختلف علم به کار می روند. علاوه بر آنها، مواردی نیز وجود دارند که در همه طبیعت مشترک تلقی می شوند. این در مورد است

این بدان معناست که انرژی هر سیستم بسته، زمانی که هر پدیده ای در آن رخ می دهد، لزوما حفظ می شود. با این وجود، می تواند به شکل دیگری تبدیل شود و به طور موثر محتوای کمی خود را در بخش های مختلف سیستم نام برده تغییر دهد. در عین حال، در یک سیستم باز، انرژی کاهش می یابد، مشروط بر اینکه انرژی هر جسم و میدانی که با آن تعامل دارد افزایش یابد.

علاوه بر اصل کلی فوق، فیزیک حاوی مفاهیم اساسی، فرمول ها، قوانینی است که برای تفسیر فرآیندهای در حال وقوع در دنیای اطراف ضروری است. کاوش در آنها می تواند فوق العاده هیجان انگیز باشد. بنابراین در این مقاله قوانین اساسی فیزیک به اختصار مورد بررسی قرار می گیرد و برای درک عمیق تر آنها توجه کامل به آنها ضروری است.

مکانیک

بسیاری از قوانین اساسی فیزیک برای دانشمندان جوان در کلاس های 7-9 مدرسه آشکار می شود، جایی که شاخه ای از علم مانند مکانیک به طور کامل مطالعه می شود. اصول اولیه آن در زیر توضیح داده شده است.

1. قانون نسبیت گالیله (که قانون نسبیت مکانیکی یا اساس مکانیک کلاسیک نیز نامیده می شود). ماهیت اصل در این واقعیت نهفته است که در شرایط مشابه، فرآیندهای مکانیکی در هر قاب مرجع اینرسی کاملاً یکسان هستند.
2. قانون هوک ماهیت آن این است که هرچه ضربه بیشتر به یک بدنه الاستیک (چشمه، میله، کنسول، تیر) از جانب بیشتر باشد، تغییر شکل آن بیشتر است.

قوانین نیوتن (نماینده اساس مکانیک کلاسیک):

1. اصل اینرسی می گوید که هر جسمی فقط در صورتی قادر است که در حالت سکون یا حرکت یکنواخت و مستقیم خطی قرار گیرد که هیچ جسم دیگری به هیچ وجه بر آن تأثیری نداشته باشد یا به نحوی عمل یکدیگر را جبران کند. برای تغییر سرعت حرکت باید با مقداری نیرو به بدن وارد شد و البته نتیجه اعمال همان نیرو بر اجسام با اندازه های مختلف نیز متفاوت خواهد بود.
2. الگوی اصلی دینامیک بیان می کند که هر چه برآیند نیروهایی که در حال حاضر بر جسم معین وارد می شوند بیشتر باشد، شتاب دریافتی توسط آن بیشتر است. و بر این اساس، هر چه وزن بدن بیشتر باشد، این شاخص کمتر است.
3. قانون سوم نیوتن بیان می کند که هر دو جسم همیشه در یک الگوی یکسان با یکدیگر تعامل دارند: نیروهای آنها از طبیعت یکسان هستند، از نظر قدر معادل هستند، و لزوما دارای جهت مخالف در امتداد خط مستقیمی هستند که این اجسام را به هم متصل می کند.
4. اصل نسبیت بیان می کند که همه پدیده هایی که در شرایط یکسان در چارچوب های مرجع اینرسی رخ می دهند به روشی کاملاً یکسان پیش می روند.

ترمودینامیک

کتاب درسی مدرسه که قوانین اساسی را برای دانش آموزان آشکار می کند ("فیزیک. کلاس 7")، آنها را با اصول ترمودینامیک آشنا می کند. در زیر اصول آن را به اختصار بررسی می کنیم.

قوانین ترمودینامیک که در این شاخه از علم پایه هستند، ماهیتی کلی دارند و به جزئیات ساختار یک ماده خاص در سطح اتمی مربوط نمی شوند. به هر حال، این اصول نه تنها برای فیزیک، بلکه برای شیمی، زیست شناسی، مهندسی هوافضا و غیره نیز مهم هستند.

به عنوان مثال، در صنعت نامبرده قاعده ای وجود دارد که به طور منطقی نمی توان تعیین کرد که در یک سیستم بسته که شرایط خارجی آن تغییری نکرده است، در طول زمان یک حالت تعادل برقرار می شود. و فرآیندهایی که در آن ادامه می‌یابد همواره یکدیگر را جبران می‌کنند.

یکی دیگر از قوانین ترمودینامیک تمایل یک سیستم را تأیید می کند، که شامل تعداد عظیمی از ذرات است که با حرکت آشفته مشخص می شود، به انتقال مستقل از حالت های کمتر محتمل برای سیستم به حالت های محتمل تر.

و قانون Gay-Lussac (همچنین به آن گفته می شود که برای گازی با جرم معین در شرایط فشار پایدار، نتیجه تقسیم حجم آن بر دمای مطلق مطمئناً یک مقدار ثابت خواهد بود.

یکی دیگر از قوانین مهم این صنعت، قانون اول ترمودینامیک است که به آن اصل بقا و تبدیل انرژی برای یک سیستم ترمودینامیکی نیز می گویند. به گفته وی، هر مقدار گرمایی که به سیستم منتقل شود منحصراً صرف دگردیسی انرژی درونی آن و انجام کار توسط آن در رابطه با هر نیروی خارجی فعال می شود. این نظم است که مبنای شکل گیری طرحی برای عملکرد موتورهای حرارتی شد.

یکی دیگر از قوانین گاز قانون چارلز است. بیان می کند که هر چه فشار جرم معینی از یک گاز ایده آل بیشتر باشد، در حالی که حجم آن ثابت است، دمای آن بیشتر می شود.

برق

برای دانشمندان جوان باز می شود قوانین اساسی جالب فیزیک پایه دهم. در این زمان، اصول اصلی طبیعت و قوانین عمل جریان الکتریکی و همچنین سایر تفاوت های ظریف مورد مطالعه قرار می گیرد.

به عنوان مثال، قانون آمپر بیان می کند که هادی هایی که به صورت موازی به هم متصل شده اند و جریان از طریق آنها در یک جهت جریان می یابد، به طور اجتناب ناپذیری جذب می شوند و در مورد جهت مخالف جریان، به ترتیب دفع می کنند. گاهی اوقات از همین نام برای قانون فیزیکی استفاده می شود که نیروی وارد شده در یک میدان مغناطیسی موجود بر بخش کوچکی از یک رسانا را که در حال حاضر جریان را هدایت می کند، تعیین می کند. به آن می گویند - قدرت آمپر. این کشف توسط یک دانشمند در نیمه اول قرن نوزدهم (یعنی در سال 1820) انجام شد.

قانون بقای بار یکی از اصول اساسی طبیعت است. بیان می کند که مجموع جبری همه بارهای الکتریکی که در هر سیستم ایزوله الکتریکی ایجاد می شود همیشه حفظ می شود (ثابت می شود). با وجود این، اصل نامبرده ظهور ذرات باردار جدید در چنین سیستم هایی را در نتیجه فرآیندهای خاص منتفی نمی کند. با این وجود، بار الکتریکی کل تمام ذرات تازه تشکیل شده لزوماً باید برابر با صفر باشد.

قانون کولن یکی از اصول اساسی در الکترواستاتیک است. این اصل نیروی برهمکنش بین بارهای نقطه ثابت را بیان می کند و محاسبه کمی فاصله بین آنها را توضیح می دهد. قانون کولن امکان اثبات اصول اولیه الکترودینامیک را به روش تجربی فراهم می کند. می گوید که بارهای نقطه ثابت مطمئناً با نیرویی برهم کنش خواهند داشت که هر چه بیشتر باشد، حاصل ضرب قدر آنها بیشتر باشد و بر این اساس، هر چه کوچکتر باشد، مجذور فاصله بین بارهای مورد بررسی و متوسط ​​کوچکتر باشد. که تعامل توصیف شده رخ می دهد.

قانون اهم یکی از اصول اساسی الکتریسیته است. این می گوید که هر چه قدرت جریان الکتریکی مستقیمی که روی یک بخش معین از مدار تأثیر می گذارد بیشتر باشد، ولتاژ در انتهای آن بیشتر است.

آنها این اصل را می نامند که به شما امکان می دهد جهت را در هادی جریانی که تحت تأثیر میدان مغناطیسی به روش خاصی حرکت می کند تعیین کنید. برای انجام این کار، لازم است دست راست را طوری قرار دهید که خطوط القای مغناطیسی به طور مجازی کف دست باز را لمس کنند و انگشت شست را در جهت هادی بکشید. در این حالت، چهار انگشت صاف شده باقیمانده، جهت حرکت جریان القایی را تعیین می کنند.

همچنین، این اصل به یافتن محل دقیق خطوط القای مغناطیسی یک هادی مستقیم که جریان را در لحظه هدایت می کند، کمک می کند. این کار به این صورت است: شست دست راست را طوری قرار دهید که اشاره کند و به طور مجازی با چهار انگشت دیگر هادی را بگیرید. محل این انگشتان جهت دقیق خطوط القای مغناطیسی را نشان می دهد.

اصل القای الکترومغناطیسی الگویی است که روند عملکرد ترانسفورماتورها، ژنراتورها، موتورهای الکتریکی را توضیح می دهد. این قانون به شرح زیر است: در یک مدار بسته، القای ایجاد شده بیشتر است، نرخ تغییر شار مغناطیسی بیشتر است.

اپتیک

شاخه "اپتیک" نیز بخشی از برنامه درسی مدرسه را منعکس می کند (قوانین اساسی فیزیک: کلاس های 7-9). بنابراین، درک این اصول آنقدرها که در نگاه اول به نظر می رسد دشوار نیست. مطالعه آنها نه تنها دانش اضافی، بلکه درک بهتر واقعیت اطراف را به همراه دارد. قوانین اصلی فیزیک که می توان به رشته مطالعات اپتیک نسبت داد به شرح زیر است:

1. اصل هوینز این روشی است که به شما امکان می دهد در هر کسری از ثانیه موقعیت دقیق جبهه موج را تعیین کنید. ماهیت آن چنین است: تمام نقاطی که در کسری معینی از ثانیه در مسیر جبهه موج قرار می گیرند، در واقع به خودی خود منبع امواج کروی (ثانویه) می شوند، در حالی که قرار گرفتن جبهه موج در همان کسری. یک ثانیه با سطح یکسان است که در اطراف تمام امواج کروی (ثانویه) می چرخد. از این اصل برای توضیح قوانین موجود در رابطه با شکست نور و بازتاب آن استفاده می شود.
2. اصل هویگنز-فرنل منعکس کننده یک روش موثر برای حل مسائل مربوط به انتشار موج است. این به توضیح مشکلات ابتدایی مرتبط با پراش نور کمک می کند.
3. امواج. به همان اندازه برای انعکاس در آینه استفاده می شود. ماهیت آن در این واقعیت نهفته است که هم پرتو در حال سقوط و هم آن که منعکس شده است و همچنین عمودی که از نقطه فرود پرتو ساخته شده است در یک صفحه قرار دارند. همچنین مهم است که به یاد داشته باشید که در این مورد زاویه ای که پرتو در آن می افتد همیشه کاملاً برابر با زاویه شکست است.
4. اصل شکست نور. این تغییر در مسیر یک موج الکترومغناطیسی (نور) در لحظه حرکت از یک محیط همگن به محیط دیگر است که در تعدادی از ضرایب شکست به طور قابل توجهی با اولی متفاوت است. سرعت انتشار نور در آنها متفاوت است.
5. قانون انتشار مستقیم نور. در هسته خود، این قانون مربوط به حوزه اپتیک هندسی است و به شرح زیر است: در هر محیط همگن (صرف نظر از ماهیت آن)، نور به طور کاملاً مستطیلی و در کوتاه ترین فاصله منتشر می شود. این قانون به سادگی و به وضوح شکل گیری یک سایه را توضیح می دهد.

فیزیک اتمی و هسته ای

قوانین اساسی فیزیک کوانتوم و همچنین مبانی فیزیک اتمی و هسته ای در دبیرستان ها و موسسات آموزش عالی مطالعه می شود.

بنابراین، فرضیه های بور مجموعه ای از فرضیه های اساسی هستند که مبنای نظریه قرار گرفته اند. ماهیت آن این است که هر سیستم اتمی فقط در حالت های ساکن می تواند پایدار بماند. هر تابش یا جذب انرژی توسط یک اتم لزوماً با استفاده از این اصل اتفاق می افتد که ماهیت آن به شرح زیر است: تابش مرتبط با حمل و نقل تک رنگ می شود.

این فرضیه ها به برنامه درسی استاندارد مدرسه که قوانین اساسی فیزیک را مطالعه می کند (پایه 11) اشاره دارد. دانش آنها برای فارغ التحصیل اجباری است.

قوانین اساسی فیزیک که یک فرد باید بداند

برخی از اصول فیزیکی اگرچه متعلق به یکی از شاخه های این علم هستند، اما ماهیتی کلی دارند و باید برای همگان شناخته شوند. ما قوانین اساسی فیزیک را که یک فرد باید بداند فهرست می کنیم:

• قانون ارشمیدس (در زمینه های آبی و همچنین هواشناسی اعمال می شود). دلالت بر این دارد که هر جسمی که در یک ماده گازی یا در مایعی غوطه ور شده باشد، در معرض نوعی نیروی شناور است که لزوماً به صورت عمودی به سمت بالا هدایت می شود. این نیرو همیشه از نظر عددی برابر با وزن مایع یا گاز جابجا شده توسط جسم است.
• فرمول دیگر این قانون به این صورت است: جسمی که در یک گاز یا مایع غوطه ور شده باشد، قطعاً به اندازه جرم مایع یا گازی که در آن غوطه ور شده وزن خود را از دست می دهد. این قانون به اصل اساسی نظریه اجسام شناور تبدیل شد.
• قانون گرانش جهانی (کشف شده توسط نیوتن). ماهیت آن در این واقعیت نهفته است که مطلقاً همه اجسام به ناچار با نیرویی به یکدیگر جذب می شوند که هر چه بیشتر باشد، حاصل ضرب جرم این اجسام بیشتر باشد و بر این اساس، مربع فاصله بین آنها کمتر می شود. .

اینها 3 قانون اساسی فیزیک است که هر کسی که می خواهد مکانیسم عملکرد دنیای اطراف و ویژگی های فرآیندهای رخ داده در آن را درک کند باید بداند. درک نحوه کار آنها بسیار آسان است.

ارزش چنین دانشی

قوانین اساسی فیزیک بدون توجه به سن و نوع فعالیت فرد باید در توشه دانش او باشد. آنها مکانیسم وجود تمام واقعیت های امروزی را منعکس می کنند، و در اصل، تنها ثابت در یک جهان پیوسته در حال تغییر هستند.

قوانین اساسی، مفاهیم فیزیک فرصت های جدیدی را برای مطالعه دنیای اطراف ما باز می کند. دانش آنها به درک مکانیسم وجود جهان و حرکت تمام اجسام کیهانی کمک می کند. این ما را نه تنها ناظر رویدادها و فرآیندهای روزانه می کند، بلکه به ما امکان می دهد از آنها آگاه باشیم. هنگامی که یک فرد به وضوح قوانین اساسی فیزیک را درک می کند، یعنی تمام فرآیندهایی که در اطراف او اتفاق می افتد، این فرصت را پیدا می کند که آنها را به مؤثرترین روش کنترل کند، اکتشافاتی انجام دهد و در نتیجه زندگی خود را راحت تر کند.

نتایج

برخی مجبور به مطالعه عمیق قوانین اساسی فیزیک برای امتحان هستند، برخی دیگر - به دلیل شغل و برخی - به دلیل کنجکاوی علمی. صرف نظر از اهداف مطالعه این علم، به سختی می توان مزایای دانش به دست آمده را دست بالا گرفت. هیچ چیز رضایت بخش تر از درک مکانیسم ها و قوانین اساسی وجود دنیای اطراف نیست.

بی تفاوت نباشید - توسعه دهید!

فیزیک علمی دقیق و بنیادی است که به مطالعه الگوهای کلی پدیده های مختلف طبیعی و همچنین قوانین ساختار و حرکت ماده می پردازد. همه قوانین و مفاهیم فیزیک اساس موضوع علوم طبیعی را تشکیل می دهند.

در دبیرستان، یک موضوع جداگانه ظاهر می شود - فیزیک، که هدف اصلی آن توسعه دانش دانش آموزان از موضوع، سبک تفکر و جهان بینی علمی است. از کلاس هفتم تا نهم، دانش آموزان دوره ابتدایی فیزیک را مطالعه می کنند که به لطف آن ایده ای از تصویر فیزیکی جهان شکل می گیرد، مفاهیم اولیه فیزیکی، اصطلاحات و قوانین و همچنین الگوریتم های اساسی برای حل مورد مطالعه قرار می گیرد. مشکلات، و مهارت های تحقیقاتی و تجربی ایجاد می شود. در پایان کلاس نهم دانش آموزان شرکت می کنند GIA در فیزیک. در صورت درخواست در موتور جستجوی "فیزیک به صورت رایگان" در اینترنت، می توانید آموزش های ویدئویی مختلف، کتاب های مرجع، کتاب ها و مقالات را پیدا کنید. , تا به شما کمک کند خود را آماده کنید .

فیزیک تجربی و نظری

تعیین خطی که بخش نظری درس فیزیک در آن پایان می یابد و بخش تجربی آغاز می شود بسیار دشوار است، زیرا آنها بسیار به هم مرتبط هستند و یکدیگر را تکمیل می کنند. هدف فیزیک تجربی انجام آزمایش های مختلف برای آزمایش فرضیه ها، قوانین و ایجاد حقایق جدید است. فیزیک نظری بر توضیح پدیده های طبیعی مختلف بر اساس قوانین فیزیکی متمرکز است.

ساختار موضوع فیزیک

از نظر ساختاری، تقسیم بندی موضوع فیزیک بسیار دشوار است، زیرا ارتباط نزدیکی با سایر رشته ها دارد. با این حال، تمام بخش های آن بر اساس نظریه ها، قوانین و اصول اساسی است که جوهر فرآیندها و پدیده های فیزیکی را توصیف می کند.

بخش های اصلی فیزیک:

• مکانیک - علم حرکت و نیروهایی که باعث حرکت می شوند.
• فیزیک مولکولی - بخشی که خواص فیزیکی اجسام را از نقطه نظر ساختار مولکولی آنها مطالعه می کند.
• نوسانات و امواج - شاخه ای از فیزیک که به تغییرات دوره ای در حرکت ذرات می پردازد.
• فیزیک حرارتی - گروهی از رشته ها در زمینه مبانی نظری انرژی؛
• الکترودینامیک - بخشی که خواص میدان الکترومغناطیسی، پدیده های الکتریکی و مغناطیسی، جریان الکتریکی را مطالعه می کند.
• الکترواستاتیک - شاخه ای از فیزیک که به میدان الکترواستاتیک و همچنین بارهای الکتریکی می پردازد.
• مغناطیس - علم میدان های مغناطیسی؛
• اپتیک خواص و ماهیت نور را مطالعه می کند.
• فیزیک اتمی - شاخه ای از فیزیک در مورد خواص اتم ها و مولکول ها.
• فیزیک کوانتومی شاخه ای از فیزیک است که به مطالعه سیستم های مکانیکی کوانتومی و میدان کوانتومی، قوانین حرکت آنها می پردازد.

چگونه برای GIA در فیزیک آماده شویم؟

تکرار و مطالعه مطالب مطابق با الزامات GIA در فیزیک ضروری است. کتاب های مرجع مختلف، راهنماها و مجموعه ای از وظایف آزمون به این امر کمک می کند. مفید خواهد بود فیزیک رایگانکلاس هایی با تجزیه و تحلیل گزینه های آزمایشی GIA که در سایت ارائه شده است.

شما باید به مواد اضافی علاقه مند باشید و در آزمایش آزمایشی شرکت کنید. در حین اجرای تکالیف تستی، آشنایی با ویژگی های سوالات صورت می گیرد. مشاهده شد که دانش‌آموزانی که در کلاس‌های آزمایشی شرکت کردند، نمرات بالاتری کسب کردند. لازم است برنامه ای برای خودآموزی ترسیم شود و موضوعاتی را که برای یادگیری آنها برنامه ریزی شده است مشخص کند. GIA در فیزیک. شما می توانید با سخت ترین و نامفهوم ترین شروع کنید. همچنین، لازم نیست سعی کنید کل کتاب درسی را یکجا یاد بگیرید یا تمام دروس ویدیویی را مرور کنید. مهم است که مطالب مورد مطالعه را ساختاربندی کنید، طرح ها و جداولی تهیه کنید که به حفظ و تکرار بهتر کمک کند. جایگزین کردن کلاس ها و استراحت و همچنین اعتماد به توانایی های خود و عدم فکر کردن به شکست ها ضرری ندارد.