Профессор Знаев – ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ФИЗИКИ
Второй закон термодинамики
Согласно этому закону процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от более холодного тела к более нагретому, невозможен без изменений в самой системе и окружающей среде. Второй закон термодинамики выражает стремление системы, состоящей из большого количества хаотически движущихся частиц, к самопроизвольному переходу из состояний менее вероятных в состояния более вероятные. Запрещает создание вечного двигателя второго рода.
Закон Авогардо
В равных объемах идеальных газов при одинаковой температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Закон открыт в 1811 году итальянским физиком А. Авогадро (1776–1856).
Закон Ампера
Закон взаимодействия двух токов, текущих в проводниках, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга гласит: параллельные проводники с токами одного направления притягиваются, а с токами противоположного направления отталкиваются.
Закон открыт в 1820 году А. М. Ампером.
Закон Архимеда
Закон гидро– и аэростатики: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх, равная весу жидкости или газа, вытесненного телом, и приложенная в центре тяжести погруженной части тела. FA = gV, где g – плотность жидкости или газа, V – объем погруженной части тела. Иначе закон можно сформулировать следующим образом: тело, погруженное в жидкость или газ, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость (или газ). Тогда P = mg – FA. Закон открыт древнегреческим ученым Архимедом в 212 году до н. э. Он является основой теории плавания тел.
Закон всемирного тяготения
Закон всемирного тяготения, или закон тяготения Ньютона: все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Закон Бойля – Мариотта
Один из законов идеального газа: при постоянной температуре произведение давления газа на его объем есть величина постоянная.
Формула: pV = const. Описывает изотермический процесс.
Закон Гука
Согласно этому закону упругие деформации твердого тела прямо пропорциональны вызывающим их внешним воздействиям.
Закон Дальтона
Один из основных газовых законов: давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений этих газов. Открыт в 1801 году Дж. Дальтоном.
Закон Джоуля – Ленца
Описывает тепловое действие электрического тока: количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении по нему постоянного тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения. Открыт Джоулем и Ленцем независимо друг от друга в XIX веке.
Закон Кулона
Основной закон электростатики, выражающий зависимость силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов от расстояния между ними: два неподвижных точечных заряда взаимодействуют с силой, прямо пропорциональной произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними и диэлектрической проницаемости среды, в которой находятся заряды.
Величина численно равна силе, действующей между двумя расположенными в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга точечными неподвижными зарядами по 1 Кл каждый. Закон Кулона является одним из экспериментальных обоснований электродинамики. Открыт в 1785 году.
Закон Ленца
Согласно этому закону индукционный ток всегда имеет такое направление, что его собственный магнитный поток компенсирует изменения внешнего магнитного потока, вызвавшие этот ток. Закон Ленца – следствие закона сохранения энергии. Установлен в 1833 году Э. Х. Ленцем.
Закон Ома
Один из основных законов электрического тока: сила постоянного электрического тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению. Справедлив для металлических проводников и электролитов, температура которых поддерживается постоянной. В случае полной цепи формулируется следующим образом: сила постоянного электрического тока в цепи прямо пропорциональна эдс источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению электрической цепи.
Открыт в 1826 году Г. С. Омом.
Закон отражения волн
Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости, причем угол падения равен углу преломления. Закон справедлив для зеркального отражения.
Закон Паскаля
Основной закон гидростатики: давление, производимое внешними силами на поверхность жидкости или газа, передается одинаково по всем направлениям.
Закон преломления света
Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости, причем для данных двух сред отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная, называемая относительным показателем преломления второй среды относительно первой.
Закон прямолинейного распространения света
Закон геометрической оптики, заключающийся в том, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Объясняет, например, образование тени и полутени.
Закон сохранения заряда
Один из фундаментальных законов природы: алгебраическая сумма электрических зарядов любой электрически изолированной системы остается неизменной. В электрически изолированной системе закон сохранения заряда допускает появление новых заряженных частиц, но суммарный электрический заряд появившихся частиц всегда должен быть равен нулю.
Закон сохранения импульса
Один из основных законов механики: импульс любой замкнутой системы при всех процессах, происходящих в системе, остается постоянным (сохраняется) и может только перераспределяться между частями системы в результате их взаимодействия.
Закон Шарля
Один из основных газовых законов: давление данной массы идеального газа при постоянном объеме прямо пропорционально температуре.
Закон электромагнитной индукции
Описывает явление возникновения электрического поля при изменении магнитного (явление электромагнитной индукции): электродвижущая сила индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока.
Коэффициент пропорциональности определяется системой единиц, знак – правилом Ленца. Закон открыт М. Фарадеем.
Закон сохранения и превращения энергии
Общий закон природы: энергия любой замкнутой системы при всех процессах, происходящих в системе, остается постоянной (сохраняется). Энергия может только превращаться из одной формы в другую и перераспределяться между частями системы. Для незамкнутой системы увеличение (уменьшение) ее энергии равно убыли (возрастанию) энергии взаимодействующих с ней тел и физических полей.
Законы Ньютона
В основе классической механики лежат 3 закона Ньютона. Первый закон Ньютона (закон инерции): материальная точка находится в состоянии прямолинейного и равномерного движения или покоя, если на нее не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано. Второй закон Ньютона (основной закон динамики): ускорение, полученное телом, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, и обратно пропорционально массе тела.
Третий закон Ньютона: действия двух тел всегда равны по величине и направлены в противоположные стороны.
Законы Фарадея
Первый закон Фарадея: масса вещества, выделившегося на электроде при прохождении электрического тока, прямо пропорциональна количеству электричества (заряду), прошедшему через электролит (m = kq = kIt). Второй закон Фарадея: отношение масс различных веществ, претерпевающих химические превращения на электродах при прохождении одинаковых электрических зарядов через электролит, равно отношению химических эквивалентов. Законы установлены в 1833–1834 годах М. Фарадеем.
Первый закон термодинамики
Первый закон термодинамики является законом сохранения энергии для термодинамической системы: количество теплоты Q, сообщенное системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы U и совершение системой работы A против внешних сил. Формула Q = U + A лежит в основе работы тепловых машин.
Постулаты Бора
Первый постулат Бора: атомная система устойчива только в стационарных состояниях, которые соответствуют дискретной последовательности значений энергии атома.
Каждое изменение этой энергии связано с полным переходом атома из одного стационарного состояния в другое. Второй постулат Бора: поглощение и излучение энергии атомом происходит по закону, согласно которому связанное с переходом излучение является монохроматическим и обладает частотой: h = Ei – Ek, где h – постоянная Планка, а Ei и Ek – энергии атома в стационарных состояниях.
Правило левой руки
Определяет направление силы, которая действует на находящийся в магнитном поле проводник с током (или движущуюся заряженную частицу). Правило гласит: если левую руку расположить так, чтобы вытянутые пальцы показывали направление тока (скорости частицы), а силовые линии магнитного поля (линии магнитной индукции) входили в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник (положительную частицу; в случае отрицательной частицы направление силы противоположно).
Правило правой руки
Определяет направление индукционного тока в проводнике, движущемся в магнитном поле: если ладонь правой руки расположить так, чтобы в нее входили линии магнитной индукции, а отогнутый большой палец направить по движению проводника, то четыре вытянутых пальца покажут направление индукционного тока.
Принцип Гюйгенса
Позволяет определить положение фронта волны в любой момент времени. Согласно принципу Гюйгенса, все точки, через которые проходит фронт волны в момент времени t, являются источниками вторичных сферических волн, а искомое положение фронта волны в момент времени t совпадает с поверхностью, огибающей все вторичные волны. Принцип Гюйгенса объясняет законы отражения и преломления света.
Принцип Гюйгенса – Френеля
Согласно данному принципу в любой точке, находящейся вне произвольной замкнутой поверхности, охватывающей точечный источник света, световая волна, возбуждаемая этим источником, может быть представлена как результат интерференции вторичных волн, излучаемых всеми точками указанной замкнутой поверхности. Принцип позволяет решать простейшие задачи дифракции света.
Принцип относительности
В любых инерциальных системах отсчета все физические (механические, электромагнитные и др.) явления при одних и тех же условиях протекают одинаково.
Является обобщением принципа относительности Галилея.
Принцип относительности Галилея
Механический принцип относительности, или принцип классической механики: в любых инерциальных системах отсчета все механические явления протекают одинаково при одних и тех же условиях.
Звук
Звуком называют упругие волны, которые распространяются в жидкостях, газах и твердых телах и воспринимаются ухом человека и животных. Человек обладает способностью слышать звуки с частотами в пределах 16–20 кГц. Звук с частотами до 16 Гц принято называть инфразвуком; с частотами 2·104–109 Гц – ультразвуком, а с частотами 109–1013 Гц – гиперзвуком. Наука, изучающая звуки, носит наименование «акустика».
Свет
Светом в узком смысле термина называют электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых глазом человека: 7,5 ‘1014–4,3 ‘1014 Гц. Длина волн варьируется от 760 нм (красный свет) до 380 нм (фиолетовый свет).
Физика и лирика
18+
Анна Ступенькова взяла в руки школьные учебники и попыталась разложить на формулы истории любви.
Даже если у тебя была двойка по физике, о физических понятиях ты знаешь немало. В выходные с наслаждением проводишь время с книгой или перед компьютером? Пожалуйста – первый закон Ньютона: материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет состояние покоя. Никогда не отказываешься от своих убеждений? Вспомни определение: тело называется твердым, если под действием внешних сил не изменяет формы. Что уж говорить об ускорении, инерции и равновесии? В общем, почти все физические законы можно применить к отношениям, а учебник по физике читать вместо «Все мужчины с Марса, все женщины с Венеры». Именно такой эксперимент я и решила провести, дав друзьям задание – освоить отдельные параграфы.
Задача № 1
Костя, Алиса и Ньютон
Дано: Алиса и Костя, с которыми я познакомилась недавно, встречались несколько месяцев. Чудесная пора: романтика, огромные расходы на рестораны и цветы, трата времени на макияж и подбор туфель к платью.
И все были довольны, пока зачем-то Алисе и Косте не понадобилось съехаться. С тех пор любой наш разговор с подругой начинался с дежурной фразы: «Мы поссорились!» Алиса хотела купить синие обои, а он – в полоску; она предлагала провести уборку, а он сбегал на футбол с друзьями; она ловила его и заставляла прикручивать полочку, а он ворчал весь день и портил настроение и себе, и ей. Ситуация казалась безвыходной еще и потому, что оба не считали себя виноватым в конфликте. Алиса с Костей мирились, просто забывая о причинах разногласий, а в следующую ссору припоминали все прошлые обиды.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Решение:
Третий закон Ньютона: всякая действующая на тело сила приводит его в движение или вызывает в нем равную и противоположную по направлению силу противодействия.
Всем нам знакома укороченная формула этого закона: сила действия равна силе противодействия. Алиса давит на Костю – Костя выскальзывает и сопротивляется.
Она ему говорит десять слов – он отвечает одним, но веским. Казалось бы, ничего не поделаешь: не сошлись характерами, но ключ к решению проблемы есть и он в слове «сила». И совсем не в том смысле, о котором говорил Йода в «Звездных войнах». Давление, принуждение, шантаж – повседневные методы, к которым любят прибегать многие милые люди, когда дело касается любви. И это неудивительно: на определенной стадии отношений начинает казаться, что любимый человек должен понимать с полуслова. Когда этого не происходит, появляются раздражение, агрессия – начинается «действие». А оно, в свою очередь, вызывает «противодействие» – защитный механизм, призванный оградить личное пространство от «вторжения инопланетян».
Ответ: Действовать надо деликатно и тихо: вспомни, как в детстве ты пробиралась на кухню за конфетами, пока родители спят. Одно неосторожное движение – и сладкого не видать. Другой пример из голливудских фильмов, когда герои-воры попадают в комнату с инфракрасными лазерами и планируют каждый шаг.
Задача № 2
Максим, Лена и Кулон
Дано: Лена – моя школьная подруга. Она всю жизнь занималась танцами, постоянно гастролировала, а однажды попала в Нью-Йорк. Там, во время посещения одного из музеев, она и познакомилась с Максимом. Аспирант Бауманки, он выиграл грант на обучение в США и должен был оставаться там четыре года. Сердцу не прикажешь: Максим и Лена стали проводить все свободное время вместе, не думая о последствиях. А они не замедлили появиться. Пришла пора расставания, клятв в вечной любви и обещаний звонить. Вернувшись домой, Лена каждую ночь плакала в подушку, улыбалась любимому по «Скайпу» и получала письма с признаниями.
Но через полгода неожиданно заметила, что подушка потихоньку просыхает. Через год, когда на каникулы должен был приехать Максим, Лена ждала его с легким недоумением. Тем не менее в аэропорту он крепко ее обнял, и все закрутилось по новой. Впрочем, после его отъезда история повторилась: слезы – пылкие письма – угасание чувств.
Решение:
Закон Кулона: два неподвижных точечных заряда взаимодействуют с силой, прямо пропорциональной произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Закон объясняет эту ситуацию. Чем дальше влюбленные друг от друга (обязательное условие – невозможность часто видеться), тем сложнее сохранить отношения. Чем сильнее чувство, тем медленнее оно угасает. В отдалении сложно поддерживать «электричество», которое должно быть между влюбленными. И дело не в том, что на расстоянии человеку легче засмотреться на симпатичного прохожего. Тут работает физика: ваши «заряды» не достигают цели. А это значит, что от любви остаются лишь взаимоуважение и общие интересы.
Если остаются.
Ответ: В общем, такие платонические отношения тоже неплохи. По крайней мере сразу можно определиться, связывают вас лишь основные инстинкты или большее. Но в какой-то момент все же хочется прекратить играть в юную Ассоль и начать ходить на свидания. Здесь важно принять правильное решение: либо смириться с законами физики и дождаться воссоединения, либо расстаться и искать «заряд» поближе. Впрочем, не факт, что его сила будет больше. Как и не факт, что, наконец-то оказавшись в одном месте, пара вновь «заискрит». Лена и Максим решили ждать. Не знаю, выдержат ли они еще два года, но очень хочу в это верить.
Задача № 3
Аня, Артем и точка
Дано: Аня с Артемом были парой, когда я только собиралась на свое первое свидание. Они как-то сразу определились: никаких задерганных косичек и стыдливых записок, переданных под партой. Вместе делали школьную газету, потом поступили на журфак, постоянно ездили в командировки – она как журналист, а он как фоторепортер.
На дружеских посиделках Артем начинал рассказывать увлекательную историю из их жизни, а Аня заканчивала. И, как ни странно, такое удивительное единение никому не казалось приторным. Конечно, потом Аня и Артем поженились, и у них родилась дочка. А вот тут-то и сформулировалась задача: за время беременности девушка поправилась почти на 20 кг, а из-за проблем со здоровьем практически сразу ушла в декретный отпуск, Артему же пришлось работать за двоих. И когда он наконец-то остановился, чтобы хоть взглянуть на новорожденную дочь, заметил, что жена очень изменилась. В глаза бросались лишний вес и неухоженность, да и его занимательные истории Аня уже продолжить не могла, потому что больше в них не участвовала. Тогда Артему и закралась в голову крамольная мысль: а любит ли он еще свою супругу?
Решение:
Материальная точка (одна из тех двух точек, которые участвуют в законе тяготения) – идеальное тело, размерами и формой которого можно пренебречь.
Да, ничего идеального в этом мире нет.
Но в науке «идеальный» – значит наиболее соответствующий заданным условиям. Размер и форма здесь не имеют значения, потому что влюбляются не в стройность и не в пышные формы, а в женственность и жизнелюбие. Уж сколько раз твердили миру, что важна не форма, а то, как ее подают, потому и пропадает в определенный момент чувство: не из-за лишних килограммов, а из-за изменения отношения к себе и к миру. Если человек решил махнуть на себя рукой и потерял оптимизм, чувство юмора и силу воли, это не может не отразиться на взаимопонимании в паре. А мы почему-то все переносим на внешний уровень и считаем бедствием лишнюю складочку. А она следствие, а не причина.
Ответ: Размерами и формой пренебрегать, конечно, нужно, но и о золотой середине неплохо бы помнить. Если с близким человеком происходят не лучшие трансформации, стоит разобраться в их причине и только потом решать, нравится вам это или нет. Артем поступил как настоящий мужчина: помог Ане выбраться из депрессии, связанной с отсутствием работы и нехваткой внимания с его стороны.
И вскоре увидел прежнюю жену – с огоньком в глазах и с интересом к жизни. Каким стал размер ее одежды, собственно, уже неважно.
P.S. Почти вся наша любовная терминология взята из физики. Или это физики украли определения? Как бы то ни было, мы испытываем притяжение, находим спутника и осознаем, что значит сила (F) любви. Но это теория. А на практике мы нарушаем все физические законы, забывая о гравитации и взлетая на седьмое небо, переживая взрывы чувств и термоядерную реакцию, сворачивая горы и поворачивая реки вспять. И об этом нас тоже предупредил Эйнштейн: в этом мире все относительно.
Формулы любви
И все-таки тебе кажется, что наука и чувства несовместимы? Да что ты! Вспомни о любовных историях известных ученых.
Item 1 of 6
1 / 6
Мария и Пьер Кюри
ТЕКСТ: Анна Ступенькова
Что такое закон в науке?
Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию.
В общем, научный закон — это описание наблюдаемого явления. Это не объясняет, почему явление существует или что его вызывает. Объяснение явления называется научной теорией . Это заблуждение, что теории превращаются в законы при достаточном количестве исследований.
«В науке законы — это отправная точка», — сказал Питер Коппингер, адъюнкт-профессор биологии и биомедицинской инженерии в Технологическом институте Роуз-Халман в Индии. «Отсюда ученые могут задавать вопросы: «Почему и как?»»
Разница между научной теорией и научным законом
Многие люди думают, что если ученые находят доказательства, подтверждающие гипотезу, гипотеза становится теорией, а если оказывается, что теория верна, она становится законом . Однако это не так. Факты, теории и законы — так же как и гипотезы — являются отдельными элементами научного метода . Хотя они могут развиваться, они не обновляются до чего-то другого.
«Гипотезы, теории и законы подобны яблокам, апельсинам и кумкватам: одно не может вырасти в другое, сколько бы удобрений и воды ни предлагалось», согласно Калифорнийский университет, Беркли (открывается в новой вкладке). Гипотеза — это потенциальное объяснение узкого явления; научная теория – это углубленное объяснение, применимое к широкому кругу явлений. Закон — это утверждение о наблюдаемом явлении или объединяющей концепции, согласно Государственного университета Кеннесо (открывается в новой вкладке).
«В науке есть четыре основных понятия: факты, гипотезы, законы и теории», — сказал Коппингер Live Science.
Хотя научные законы и теории поддерживаются большим числом эмпирические данные , которые принимаются большинством ученых в этой области научных исследований и помогают унифицировать этот массив данных, это не одно и то же.
«Законы — это описания — часто математические описания — явлений природы, например, закон всемирного тяготения Ньютона или закон независимого распределения Менделя.
Эти законы просто описывают наблюдения. Не то, как и почему они работают», — сказал Коппингер.
Коппингер указал, что закон гравитации был открыт Исааком Ньютоном в 17 веке. Этот закон математически описывает, как два разных тела во Вселенной взаимодействуют друг с другом. Однако закон Ньютона не объясняет, что такое гравитация и как она работает. Лишь три века спустя, когда Альберт Эйнштейн разработал теорию относительности , ученые начали понимать, что такое гравитация и как она работает.
Mendelian Inheritance показан с моделью гороха. (Изображение предоставлено Shutterstock) «Закон Ньютона полезен для ученых тем, что астрофизики могут использовать этот многовековой закон для посадки роботов на Марс. Но он не объясняет, как работает гравитация или что это такое. Точно так же закон Менделя Закон независимого распределения описывает, как различные черты передаются от родителей к потомству, а не то, как и почему это происходит», — сказал Коппингер.
Грегор Мендель обнаружил, что два разных генетических признака проявляются независимо друг от друга у разных потомков. «Однако Мендель ничего не знал о ДНК или хромосом . Лишь столетие спустя ученые открыли ДНК и хромосомы — биохимическое объяснение законов Менделя. Только тогда ученые, такие как Т.Х. Морган, работая с плодовыми мушками, объяснил закон независимого распределения, используя теорию хромосомной наследственности. До сих пор это общепринятое объяснение (теория) закона Менделя», — сказал Коппингер.
Разницу между научными законами и научными фактами определить немного сложнее, хотя определение важно. наблюдения, которые доказали свою истинность. Согласно НАСА, законы – это обобщенные наблюдения о взаимоотношениях между двумя или более вещами в мире природы, основанные на множестве фактов и эмпирических данных, которые часто оформляются в виде математических утверждений.
Например, “Яблоки падают с этой яблони” считается фактом, потому что это простое утверждение, которое можно доказать.
«Сила гравитации между любыми двумя объектами (например, яблоком и Землей) зависит от масс объектов и расстояния между ними» — это закон, потому что он описывает поведение двух объектов в определенных обстоятельствах. Если обстоятельства изменятся, то последствия закона изменятся. Например, если бы яблоко и Земля уменьшились до субатомных размеров, они бы вели себя по-разному.
Научные законы и математика
(Изображение предоставлено Shutterstock.)(открывается в новой вкладке)
Многие научные законы можно свести к математическому уравнению. Например, закон всемирного тяготения Ньютона гласит:
F g = G (m 1 ∙ m 2 ) / d 2
Fg — сила тяжести; G — универсальная гравитационная постоянная, которую можно измерить; m1 и m2 — массы двух объектов, а d — расстояние между ними согласно 9.0005 Университет штата Огайо (открывается в новой вкладке).
Научные законы также часто подчиняются математике вероятности.
«С большими числами всегда работает вероятность. Дом всегда побеждает», — сказала Сильвия Вассертейл-Смоллер, профессор Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна в Нью-Йорке. «Мы можем рассчитать вероятность события, и мы можем определить, насколько мы уверены в нашей оценке, но всегда существует компромисс между точностью и уверенностью. Это известно как доверительный интервал. Например, мы можем быть 9На 5% уверены, что то, что мы пытаемся оценить, находится в определенном диапазоне, или мы можем быть более уверены, скажем, на 99%, что оно находится в более широком диапазоне. Как и в жизни вообще, мы должны признать, что есть компромисс.”
Меняются ли законы?
То, что идея становится законом, не означает, что ее нельзя изменить с помощью научных исследований в Будущее. Использование слова “закон” неспециалистами и учеными различается. Когда большинство людей говорят о законе, они имеют в виду что-то абсолютное. Научный закон гораздо более гибкий. Он может иметь исключения, доказывать свою ошибочность или эволюционировать в течение время, по данным Калифорнийского университета в Беркли.
0003
«Хороший ученый — это тот, кто всегда задает вопрос: «Как я могу показать себя неправым?» — сказал Коппингер. «Что касается закона всемирного тяготения или закона независимого распределения, постоянные проверки и наблюдения «подправили» эти законы. Были найдены исключения. Например, закон тяготения Ньютона не работает при рассмотрении на квантовом (субатомном) уровне. Закон независимого ассортимента Менделя нарушается, когда признаки «сцепляются» в одной и той же хромосоме».
Примеры научных законов
- Закон сохранения энергии, который гласит, что полная энергия в изолированной системе остается постоянной. Другими словами, энергия не может быть создана или уничтожена, согласно Britannica .
- Законы термодинамики, касающиеся взаимосвязей между теплотой и другими формами энергии
- Универсальный закон тяготения Ньютона, который гласит, что любые два объекта притягивают друг друга, согласно данным Виннипегского университета (открывается в новая вкладка)
- Закон космического расширения Хаббла, определяющий взаимосвязь между расстоянием до галактики и скоростью, с которой она удаляется от нас, по словам астрофизика Неты А.
Бахколл - Принцип Архимеда, согласно которому выталкивающая сила на объект, погруженный в жидкости равна весу жидкости, вытесненной этим объектом.
БахколлДополнительные ресурсы
- Этот ресурс Управления по стандартам образования Нового Южного Уэльса (открывается в новой вкладке) содержит подробное объяснение научных теорий и законов.
- Узнайте, почему теория не может превратиться в закон, из этой статьи от Indiana Public Media (откроется в новой вкладке).
- Посмотрите видео о разнице между научным законом и научной теорией от TEDEd. (открывается в новой вкладке)
Библиография
Калифорнийский университет, Беркли, «Заблуждения о науке». https://undsci.berkeley.edu/teaching/misconceptions.php
Образовательный центр NASA IMAGE, «Руководство для учителя: теории, гипотезы, законы, факты и убеждения». https://www.nasa.gov/pdf/371711main_SMII_Problem23.pdf
Университет штата Огайо, «Лекция 18: Яблоко и Луна: ньютоновская гравитация».
https://www.astronomy.ohio-state.edu/pogge.1/Ast161/Unit4/gravity.html
Британская энциклопедия, «Сохранение энергии». 16 ноября 2021 г. https://www.britannica.com/science/conservation-of-energy
Университет Виннипега, «Закон тяготения Ньютона». 1997. https://theory.uwinnipeg.ca/physics/circ/node7.html
Нета А. Бахколл, «Закон Хаббла и расширяющаяся Вселенная», Труды Национальной академии наук, том 112, март 2015 г., https://doi.org/10.1073/pnas.1424299112
Алина Брэдфорд — автор статей для Live Science. За последние 16 лет Алина освещала все, от лихорадки Эбола до андроидов, и писала статьи о здоровье, науке и технике для крупных изданий. Она имеет несколько сертификатов по охране здоровья, безопасности и спасению жизни от Университета штата Оклахома. Цель Алины в жизни – перепробовать как можно больше впечатлений. На сегодняшний день она была пожарным-добровольцем, диспетчером, подменным учителем, художником, уборщиком, автором детских книг, пиццерией, координатором мероприятий и многим другим.
философия науки – Каково определение закона физики на самом деле?
На уроках физики мы изучаем множество законов физики, но никогда не объясняем, что такое закон физики на самом деле. Это просто верное утверждение о физическом мире? Если так, то почему большинство заявлений о фактах не являются законами физики?
- философия науки
- философия физики
5
Выше было дано несколько ответов о том, что такое закон физики, что он делает или что-то еще.
Один из них утверждает, что законы физики касаются предсказаний, другой утверждает, что они являются «предварительным утверждением наблюдаемой закономерности в Природе».
Из этих утверждений следует, что все, что нельзя наблюдать, не является частью физики. Может оказаться невозможным поместить измерительный прибор в ядро Солнца, и, таким образом, по этому стандарту физика ничего не может сказать о ядре Солнца.
Мы также не можем измерить прошлое, потому что мы не можем путешествовать в прошлое и воткнуть в него измерительные приборы, и поэтому вся прошлая история Вселенной не является частью физики. Все, что подобно пространству отделено от нас, также не может быть измерено и поэтому не является частью законов физики.
Есть еще одна очень серьезная проблема. Все ограничения, которые я указал, являются следствием законов физики. Законы физики строго запрещают наблюдения за многими вещами, к которым они относятся.
Физика — это не предсказание. Наука в целом не занимается предсказаниями. Скорее, наука в целом занимается объяснением: дает отчет о том, что происходит в действительности и почему это происходит. Предсказание само по себе является таким объяснением. Если вы не можете объяснить, что происходит в ходе эксперимента, который включает в себя вещи, которые вы не можете наблюдать, тогда вы не можете проводить эксперимент. Почему? Потому что идея о том, что законы физики связаны с наблюдениями, если воспринимать ее всерьез, уничтожает различие между правильными и неправильными измерениями и, таким образом, разрушает весь предмет теории измерений и всей экспериментальной науки.
В одном из комментариев утверждается, что физика — это динамические законы. Это тоже неправда. Второй закон термодинамики не является динамическим законом.
Для получения дополнительных пояснений по этим пунктам см. «Ткань реальности» и «Начало бесконечности» Дэвида Дойча, а также https://arxiv.org/abs/1210.7439.
4
Вот основное рабочее определение закона физики с точки зрения физика. Это приводит к нескольким интересным философским вопросам, которые я полностью игнорирую (но прекрасно осознаю).
Закон физики – это предварительное утверждение наблюдаемой закономерности в Природе .
Мы формулируем законы физики, чтобы понять мир вокруг нас, а также контролировать его или действовать в нем (не всегда: например, большая часть астрономии имеет дело с вещами, которые мы никогда не сможем контролировать). Закон физики резюмирует множество случаев данного явления в удобной форме. Например, закон всемирного тяготения суммирует в одной формуле, как объекты падают на землю, а также как планеты вращаются вокруг Солнца. Наблюдаемая регулярность
Законы физики обычно имеют числовую форму и включают в себя 90 163 наблюдаемых величин, которые можно измерить , чтобы законы приняли точную математическую форму. Однако могут быть отдельные случаи измерений, которые не совсем соответствуют математическому закону: могут быть ошибки из-за измерительного оборудования или процедуры, или фундаментальная неопределенность, как в случае квантовой механики.
Это придает статистический характер законам физики и обычно требуется для оценки неопределенности измерений.
Очень простой пример, но тот, который, ИМХО, стоит иметь в виду как хорошее изображение закона физики, может быть следующей картинкой, где мы наблюдали число точки данных и построили линию (модель /закон ), которая лучше всего соответствует этим наблюдениям . Он показывает, что такое закон/модель: линия, т.е. 2 коэффициента a и b в формуле y = ax + b. Эта строка 90 163 суммирует 90 164 точки данных, это 90 163 закономерность/инвариант 90 164, лежащий в основе явления. Это также позволяет интерполировать и прогнозировать для вычисления неизмеренных значений y для значений x. Наконец, это показывает понятие ошибки в измерении 9.0164 , так как многие фактические точки лежат близко к линии, но не точно на ней.
Пьер Дюэм — выдающийся физик, философ физики и историк средневековой физики — обсуждает «физический закон» (который он отличает от «физической теории») в своем Цель и структура физической теории гл.
5 стр. 165 и далее (французский оригинал).
Вот подразделы этой главы:
- Законы физики — это символические отношения.
Его определение физического закона ( там же стр. 168): ” Физический закон есть символическое отношение, приложение которого к конкретной реальности требует знания и принятия целой группы законов. ” - Закон физики, собственно говоря, ни истинен, ни ложен, но приблизителен.
- Каждый закон физики предварительный и относительный, потому что он приблизительный.
- Каждый физический закон условен, потому что он символичен.
- Законы физики более подробны, чем законы здравого смысла.
ср. также гл. 10 «Физические законы» Физическая система Св. Фомы Г.М. Корнольди, С.Дж.
Закон физики пытается предсказать:
По сути, философия физического закона — это экспериментирование. Все, что объясняет эмпирические результаты (как описано выше), можно считать физическим законом.
Однако фундаментальные физические законы объясняют (предсказывают результаты) широкий спектр явлений с максимально возможной базовой математической структурой.
Философия науки более-менее такова: “Увидеть – значит поверить” (в пределах погрешности эксперимента).
Редактировать: Причина, по которой все факты о природе не являются физическими законами, заключается в том, что диапазон их применимости очень ограничен. Закон должен иметь значительную применимость для предсказания результатов и явлений.
Изменить: принятый в настоящее время ответ, по-видимому, подразумевает, что «объяснение» является основой физики. Разве закон тяготения Ньютона не является «более простым объяснением», чем теория искривления пространства-времени Эйнштейна? Так почему же выбрать последнее? Потому что больше экспериментов подтверждают теорию относительности. На данный момент не найдено противоречий относительности с экспериментальной точки зрения, в отличие от закона Ньютона. Это единственная причина.