Что значит физическое явление в физике
Примеры физических явлений
Природные эффекты удивляют человека красотой и разнообразием, а иногда пугают стихийной силой. Изучение физических, биологических, химических явлений помогает разобраться в окружающем мире. Постоянные видоизменения встроены в природу, что подтверждает изречение Гераклита: «Всё течёт, всё изменяется». Иногда преобразование сопровождается переменой состава, появлением новых веществ.
Физические явления не разрушают атомную структуру, не изменяют общую массу и состав. Кристаллизация, испарение, перемещение, измельчение — примеры таких трансформаций, которые влияют только на агрегатное состояние, температуру или форму тела.
Классификация
Многообразие физических явлений изучают разные подразделы науки:
Развитие знаний о строении атома привело к появлению физики элементарных частиц.
Световые и оптические физические явления
Яркое Солнце, горящая лампа — образцы светящихся тел. Более сложные оптические эффекты объясняют отражением и преломлением света, обусловленным разностью скоростей в неодинаковых средах. Луч меняет направление на границе воздуха с водой или другой прозрачной жидкостью, отчего кажется, что предмет искажает форму и размер. Примеры оптической рефракции: ложка в стакане с чаем, стебли цветов в вазе.
Узнаваемое природное световое явление — радуга. Атмосферные капли воды выступают в качестве призм, преломляющих свет и образующих цветовой спектр. Красочные радужные облака также объясняются преломлением водяными капельками солнечных лучей, падающих под определённым углом.
Фото: «радужные» облака
Интересный факт: сказочную «шапку-невидимку» теоретически можно сделать, используя свойство прозрачного материала становиться невидимым в прозрачной среде. Отбелённый предмет пропитывают жидкостью с сильным лучепреломлением и помещают в сосуд с этим же раствором.
Механические явления
Обширный раздел физики, описывающий движение и взаимодействие тел. Смена положения объектов относительно друг друга происходит непрерывно: движутся люди, животные, автомобили, реки.
Законы механики значимы для человеческой деятельности. Например, вибрация используется:
Движение характеризуется скоростью и силой воздействия тел друг на друга. Различают силы притяжения, трения, упругости. На все земные объекты действует сила атмосферного давления.
Интересный факт: лебедь, рак и щука из басни Крылова не сдвинули воз, так как тянули в разные стороны. Однако, с научной точки зрения движение возможно. Результат зависит от сложения сил и угла между ними.
Водопад — наглядный пример механического явления. Громадная масса воды со скоростью устремляется вниз. Тяжёлые струи выбивают в месте падения почву, образуя водоём.
Тепловые физические явления
Это категория процессов, которые происходят с материальными телами под воздействием температуры. Показательная природная иллюстрация: сосульки превращаются в жидкость от тёплого весеннего солнца, а ночной холод покрывает лужицы корочкой льда.
Наиболее распространёнными температурными метаморфозами материи называют:
Передача тепла всегда происходит от горячего к менее нагретому телу. Конвекция — способ теплообмена потоками воздуха или жидкости. Примеры: обогрев комнаты с помощью горячей батареи, сушка волос феном. Солнце обогревает планеты с помощью теплового линейного излучения, исходящего от горячей плазмы.
Фото: замерзание и кипение воды
Переходы агрегатного состояния воды особенно наглядны. На фото видно, как при 100° вода бурлит и начинает испаряться.
Звуковые физические явления
Марк Твен написал смешной рассказ о коллекционере, скупающем многократное эхо. Действительно, эффект возвращения звуковых волн, отражённых от препятствия, завораживает. Эхо откликается разными голосами и приходит через отличающиеся промежутки времени.
Звуки подчиняются тем же законам, что и световые волны: угол падения равен углу отражения. Акустику используют в театральных залах, схеме эхолота. Земной мир наполнен звуками, которые человек воспринимает органом слуха, ушами.
Интересно: летающие насекомые издают жужжание разной тональности. Крылышко — колеблющаяся пластинка. Число взмахов крыльев и амплитуда колебания влияют на издаваемый звук. Муха делает 350 взмахов в секунду, а шмель — 220. Менее проворные жуки испускают низкие тона.
Электромагнитные явления
«Электрон» по-гречески означает «янтарь». Способность минерала при трении притягивать другие частицы положила начало электричеству, которое изучает свойства зарядов и тока. Электризация связана с перераспределением зарядов тел, их взаимодействием. Движение электрических частиц создаёт ток, который всегда сопровождается магнитным полем.
Интересно: для зажигания лампочки в 15 ватт электричеством, образующимся при трении шерсти кота, надо погладить 1,5 млрд. животных.
Гроза
В тучах, гонимых ветром, появляется сильное поле с отрицательным зарядом. За счёт электростатической индукции в других облаках и окружающих телах образуются частицы с противоположным знаком. При сближении объектов возникает разряд — молния.
Фото: схематическое изображение образования грозового разряда
Чем больше тело, тем сильнее оно притягивает молнию. На этом основано действие громоотвода, соединённого с Землёй.
Микроволновая печь
Излучение магнетрона изменяет направление поля, заставляя молекулы продуктов колебаться с высокой частотой. Молекулярное трение выделяет энергию, разогревающую еду.
Сочетание явлений
Природные эффекты часто совмещают несколько физических проявлений. Грозу с разрядом, громом и вспышкой можно отнести к электрической, звуковой, световой категории. Горение также состоит из одновременных физических процессов: светового и теплового излучения, плавления, испарения в сочетании с химическими реакциями окисления.
Фото: горение — сложный физико-химический процесс
Изучение физических явлений помогает ориентироваться в окружающей среде. Удачный прыжок с
парашютом, грамотное вождение автомобиля, обращение с огнём невозможно без понимания
базовых законов. Исследование мира — увлекательное и полезное занятие.
Физическое явление
Фи́зика (от др.-греч. φύσις «природа») — область естествознания, наука, изучающая наиболее общие и фундаментальные закономерности, определяющие структуру и эволюцию материального мира.
Термин «физика» впервые появился в сочинениях одного из величайших мыслителей древности — Аристотеля, жившего в IV веке до нашей эры. В русский язык слово «физика» было введено Михаилом Васильевичем Ломоносовым, когда он издал первый в России учебник физики в переводе с немецкого языка. Первый отечественный учебник под названием «Краткое начертание физики» был написан первым русским академиком Страховым.
Общенаучные основы физических методов разрабатываются в теории познания и методологии науки
Содержание
Предмет физики
Физика — это наука о природе в самом общем смысле (часть природоведения). Она изучает вещество (материю) и энергию, а также фундаментальные взаимодействия природы, управляющие движением материи.
Некоторые закономерности являются общими для всех материальных систем, например, сохранение энергии, — такие свойства называют физическими законами. Физику иногда называют «фундаментальной наукой», поскольку другие естественные науки (биология, геология, химия и др.) описывают только некоторый класс материальных систем, подчиняющихся законам физики. Например, химия изучает атомы и образованные из них вещества. Химические же свойства вещества однозначно определяются физическими свойствами атомов и молекул, описываемыми в таких разделах физики, как термодинамика, электромагнетизм и квантовая физика.
Физика тесно связана с математикой: математика предоставляет аппарат, с помощью которого физические законы могут быть точно сформулированы. Физические теории почти всегда формулируются в виде математических выражений, причём используются более сложные разделы математики, чем обычно в других науках. И наоборот, развитие многих областей математики стимулировалось потребностями физических теорий (см. математическая физика).
Теоретическая и экспериментальная физика
Главными ветвями физики являются экспериментальная физика и теоретическая физика. И хотя может показаться, что они разделены, поскольку большинство физиков являются или чистыми теоретиками, или чистыми экспериментаторами, на самом деле теоретическая и экспериментальная физика развиваются в постоянном контакте. Над одной и той же проблемой могут работать как теоретики, так и экспериментаторы. Первые описывают существующие экспериментальные данные и делают теоретические предсказания будущих результатов, вторые проводят эксперименты, проверяя существующие теории и получая новые результаты. Многие достижения в физике были вызваны экспериментальным наблюдением явлений, не описываемых существующими теориями (например, экспериментально обнаруженная абсолютность скорости света породила специальную теорию относительности), так же как и некоторым теориям удалось предсказать результаты, проверенные позже (например, открытие позитрона).
Основные теории
Хотя физика имеет дело с разнообразными системами, некоторые физические теории применимы в больших областях физики. Такие теории считаются в целом верными при дополнительных ограничениях. Например, классическая механика верна, если размеры исследуемых объектов намного больше размеров атомов, скорости существенно меньше скорости света, и гравитационные силы малы. Эти теории всё ещё активно исследуются; например, такой аспект классической механики, как теория хаоса был открыт только в XX веке. Они составляют основу для всех физических исследований.
Эпиграф к уроку
Физика в современном состоянии является одной из ведущих наук в природе, изучающая наиболее более простые свойства, общие для всех или для большинства явлений.
С. Вавилов
— ознакомить учащихся с предметом изучения физики; добиться усвоения ими отдельных физических понятий; ознакомиться с оборудованием кабинета физики и типовыми правилами безопасности во время работы в нем;
— вызвать интерес и желание изучать новый предмет; развивать познавательный интерес;
— воспитывать внимательность, наблюдательность.
Основные понятия : природа, физика, физическое тело, физические явления, вещество.
Оборудование: тележка, колба, штатив, спиртовка, резиновый пробка, устройство для демонстрации молнии, магнит, металлический предмет, лист картона. Оптическая скамья, щель, треугольная призма, экран, затемнение окон; оборудование для практической работы № 1.
Тип урока: усвоение новых знаний и формирование практических умений.
Прежде чем приступить к изучению самой физики, необходимо ознакомиться с
техникой безопасности в кабинете физики.
При проведении лабораторных работ нельзя пользоваться разбитой или треснувшей посудой. Если же, каким-то образом вышло так, что посуда была разбита, ни в коем случае нельзя собирать осколки руками (для этого есть щетка и совок).
Теперь поговорим непосредственно о проведении различных работ.
Это только сэкономит время в процессе работы.
На рабочем месте нужно быть предельно внимательным и точно выполнять указания учителя.
Без разрешения учителя нельзя покидать рабочее место.
Очень важно, чтобы на рабочем месте был порядок: приборы, оборудование и материалы нужно располагать в порядке, указанном учителем.
Никаких посторонних предметов на рабочем месте быть не должно.
Нельзя вносить или выносить какое-то оборудование без разрешения учителя.
Все мы разные и одновременно очень похожие. Давайте проверим, кто любит кататься на велосипеде, поднимите вверх правую руку. Кто умеет плавать, покажите левую ладонь.
Кто хорошо отдохнул летом, похлопайте в ладони, а все, у кого есть друзья, улыбнитесь.
Как видите, мы лучше узнали друг друга.
II. Актуализация опорных знаний
С чего же начать изучение физики?
Попробуйте закрыть глаза и вспомнить все, что вы связываете со словом Природа.
Например: Лес Озеро, Парк, Шашлыки – ПРИРОДА.
Полезные ископаемые, Земля, Природоведение –
В первую очередь, рассмотрим самые обычные примеры из жизни: известно, что зимой, при достаточно низких температурах реки и озера замерзают, а летом, при достаточно высоких температурах – наоборот, оттаивают. Эти все явления объясняет физика.
III. Мотивация учебной деятельности
Наука объясняет мифы
. Моисей увидел куст, который горел, но не сгорал.
Как вы считаете, такое могло быть на самом деле?
В 1960 г. газеты сообщили, что в жаркий день куст Моисея вспыхнул красно-голубым пламенем.
IV. Восприятие и усвоение нового материала
1.Что изучает физика?
С давних времен человек задумывался над ходом природных явлений, которые наблюдал вокруг. Сначала они удивляли его, а иногда пугали, потому что человек не мог объяснить, почему то или иное изменение в природе происходит именно так, а не иначе. Со временем от обычного созерцания различных явлений люди перешли к целенаправленному наблюдению за ними.
Впоследствии они начали искать закономерности течения природных явлений, проводить простейшие опыты для выяснения их причин. Логическим продолжением было обобщение полученных результатов, выдвижение предположений и их проверка. Так рождалась наука о природных явлениях и процессах, свойствах живой и неживой материи, из которой состоит окружающий мир .
Физика – это предмет помогающий объяснить многие вещи, с которыми человек сталкивается ежедневно.
ФИЗИКА – это наука о природе
Конечно, существуют и другие науки о природе:
Назовите их: химия, биология, география, астрономия
и так далее, но все они используют законы физики.
2. Основные физические понятия
Понятия и законы физики как самые общие положены в основу всего естествознания и техники.
Так, говоря о движении различных предметов: самолета, человека, мяча и т.п, физик часто может не обращать внимания на то, что именно движется, потому что для изучения движения это во многих случаях не имеет значения. Тогда он говорит, что движется
Физическое тело (или просто тело), понимая под этим любой предмет, например, карандаш, мел, доска, дом и т. д.
Все, что есть во Вселенной, называют материей.
Материя – все, что есть во Вселенной
Материя — это (приведите примеры):
это растения, животные, планеты, Луна, Солнце, звезды;
вода, железо, алюминий, воздух, радиоволны, свет, атомы и т.д.__
Вещество – это то, из чего состоят все физические тела
3. Физические явления
В окружающем мире происходят самые разнообразные изменения или явления.
Явления природы — это изменения, которые постоянно в ней происходят.
В физике такие явления называют физическими явлениями.
ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ – это любые превращения вещества или проявления его свойств, происходящие без изменения состава вещества.
Мы с вами будем изучать:
МЕХАНИЧЕСКИЕ – движение самолетов, автомобилей, качание маятника
(продемонстрировать опыт, например, движение шарика по наклонной проволоке переходящей в петлю ; тележки по столу; ),
ТЕПЛОВЫЕ – таяние льда, кипение воды, образование снега.
(продемонстрировать опыт, например, с поднятием воды в трубке при нагревании)
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ – притяжение и отталкивание наэлектризованных тел, электрический ток
(продемонстрировать опыт, например, молния (у нас есть спец. прибор); электрический разряд между двумя кондукторами электрофорной машины),
МАГНИТНЫЕ – действие магнитов на железо, влияние Земли на стрелку компаса
(продемонстрировать опыт, например, к одной из сторон картонки приложить магнит, а ко второй — металлический предмет (можно маленькую детскую железную машинку). Разместить картонку вертикально и двигать магнитом — при этом будет двигаться и предмет)
ОПТИЧЕСКИЕ (СВЕТОВЫЕ) – отражение света, свечение источников, распространение света
(продемонстрировать опыт, например, крутить картонный черно-белый круг; солнечные зайчики; использовать призму прямого зрения)
Со всеми этими явлениями мы с вами будем знакомиться на уроках физики.
ГЛАВНАЯ ЗАДАЧА ФИЗИКИ:
открыть законы, которые связывают физические явления,
найти связь и причины явлений
Значительную часть знаний, которыми обладает человечество, люди приобрели с помощью некоторых наблюдений.
Рассмотрим падение тела. Если много раз выпускать мяч из рук, он всегда будет падать на Землю. Но будет ли то же самое происходить с камнем?
Конечно. Если взять перо или листок, то эти тела падают несколько иначе. Соответственно, возникают вопросы: есть ли разница, тяжелое тело мы бросаем или легкое? Имеет ли значение его форма и объём?
Для того чтобы ответить на эти вопросы, нужно произвести целенаправленные наблюдения.
Такие наблюдения называются опытами (или экспериментами).
ОПЫТ – это наблюдения, которые проводятся в соответствии с некоторым планом
Он провел эксперимент в итальянском городе Пиза, где находится всемирно известная пизанская башня (она стоит под наклоном). Для того чтобы убедить своих современников, что его гипотеза верна, Галилей сбросил с башни мушкетную пулю и пушечное ядро. Вопреки ожиданиям, и ядро, и пуля приземлились практически одновременно. Причина произошедшего будет объяснена в других темах.
V. Рефлексия знаний
Заблаговременно подготовить и продемонстрировать несколько ярких опытов.
1. Оборудование: два стакана (химические 100-миллилитровый стакана), промокательная бумага, остаток тонкой свечи, спички.
Выполнение опыта. В один стакан поставьте свечу и зажгите ее. Смочите водой промокательную бумагу, в которой вырезано отверстие, диаметр которого меньше, чем диаметр стакана, и накройте им стакан. Опрокинув вверх дном другой стакан, поставьте ее на первую так, чтобы их отверстия были точно друг против друга. Через некоторое время свеча погаснет. Верхний стакан осторожно поднимите вверх вместе с ним поднимется и нижний.
2. Оборудование : две стеклянные банки с чистой и соленой водой, две одинаковые картофелины.
Выполнение опыта. Опустите в банки по картофелине. В чистой воде картофель утонет, а в соленой будет плавать.
3. Оборудование: салфетка, вода, спирт, спички.
Выполнение опыта. Салфетку заблаговременно смочите водой, облейте спиртом и подожгите. Пламя со временем погаснет, салфетка остается невредимой.
4. Оборудование: вареное яйцо, кусочек бумаги, спички, стеклянная посуда с горловиной, что имеет диаметр немного меньший, чем диаметр яйца.
Выполнение опыта. Подожгите бумагу и бросьте его на дно сосуда. Очищенное яйцо положите на горловину сосуда, слегка прижав. Через некоторое время яйцо упадет на дно сосуда.
IV. Ученики должны выбрать один из увиденных опытов и попытаться объяснить его.
VI. Обобщение и систематизация знаний
В тетради ученики чертят таблицы. Первая строка заполняется в классе «хором», остальные строки заполнить дома самостоятельно.
Явления природы. Физические явления, их разнообразие
Все, что создала природа или человек, ученые называют физическими телами. С течением времени тела меняются. Например, из маленького желудя вырастает могучий дуб. Из его ствола столяр производит мебель. Гончар из глины делает посуду. Под действием ветра, воды и солнечных лучей разрушаются горы. Водяной пар, находящийся в воздухе, возвращается на землю в виде дождя и снега. И таких примеров можно привести очень много.
Мир явлений
Изменения, происходящие с телами, получили название явления. Различают биологические, физические, химические и некоторые другие явления.
К биологическим явлениям относятся явления в живой природе, например забота о новорожденных малышах, прилет птиц весной, объединение волков в стаю, размножение, рост и развитие организмов.
Рост растения — пример биологического явления
Физическим явлениям свойственны изменения агрегатного состояния вещества, размеров и формы тела, положение тел друг относительно друга. При этом новые вещества не образуются.
Физические явления
Превращение воды в лед и ее испарение, изготовление из гранита памятника, измельчения сахара в сахарную пудру — все это примеры физических явлений. Они очень разные, но при этом ни одно вещество не разрушилось и новые вещества не образовались.
В отличие от физических явлений, при химических явлениях одни вещества превращаются в другие. Например, дрова в костре превратились в кучку пепла, на железной цепи образовалась ржавчина, подсолнечное масло превратили в маргарин.
В природе одни явления сопровождаются другими. К примеру, рост организма является биологическим явлением. Однако оно сопровождается физическим явлением — увеличением линейных размеров тела. Чтобы расти, организмы должны питаться, а значит, во время роста в организмах происходят и химические явления. Еще пример: химическое явление горения сопровождается выделением света и тепла, которые являются физическими явлениями.
Повторяемость явлений в природе
Явления природы время от времени сменяют друг друга, то есть способны чередоваться или повторяться. С начальной школы ты знаем о чередовании времен года, дня и ночи. Повторяются цвета радуги, независимо от того, в каком месте нашей планеты она появилась.
В мире живой природы также много примеров повторяющихся явлений. С детенышами происходят те же биологические явления, и с родителями (рис. 36). Они рождаются, растут, развиваются, питаются, оставляют потомство, погибают. Благодаря такой повторяемости явлений существует жизнь на Земле.
Как можно описывать явления
Чтобы твои наблюдения за явлениями в природе были упорядоченными, их следует описывать по определенному плану. Для этого следует определить цель наблюдения и фиксировать ход событий. Например, записывать изменения, которые происходят:
Разнообразие физических явлений
Ознакомься с рисунком с названиями основных физических явлений.
Явления, связанные с движением тел, называют механическими. При этом тела меняют свое положение относительно других тел. Например, полет птицы, движение автомобиля, падение капель дождя.
Тепловые явления связаны с нагревом и охлаждением тел. Примером тепловых явлений является нагрев днем и охлаждение ночью поверхности Земли.
К звуковым явлениям относятся явления, связанные с возникновением и распространением звука. Пение птицы, жужжание крылышек комара, раскаты грома — это звуки. Их мы воспринимаем ухом как колебания воздуха звуковыми волнами.
Световые явления связаны с распространением световых лучей. Свет излучают Солнце, молния, включенная электрическая лампочка, горящая свеча и тому подобное.
Магнитные явления — это явления притяжения тел магнитом. Например, показания стрелки компаса, привлечение магнитом железных гвоздей.
Явления, обусловленные электризацией тел, называют электрическими. Благодаря им работает множество современных бытовых и осветительных приборов (холодильник, пылесос, люстра и т.д.). Даже мобильный телефон ты не сможешь зарядить без использования электрического явления.
Электрические явления встречаются и в природе. Во время грозы можно наблюдать молнию. Она является разновидностью мощного электрического тока. Откуда берутся заряженные частицы, которые вызывают молнию? Грозы в основном бывают летом или поздней весной, когда теплый воздух поднимается высоко вверх. Вследствие трения в облаках слоев воздуха и капель воды они электризуются. Во время грозы наэлектризованные облака могут сблизиться настолько, что от этого возникает электрическое явление — молния. Она сопровождается громким звуком — громом. Во время грозы молния также может возникнуть между облаком и землей. Это очень опасно, потому что от молнии случаются пожары и поражения людей током.
Поэтому во время грозы нужно соблюдать определенные правила поведения: избегать контакта с металлическими телами. Если гроза застала тебя на открытой местности, нужно сесть на землю и переждать ее. И на рисунке правильно поступил тот мальчик, который спрятался в углубление в земле, а не встал под одиночным деревом.
Правильное (а) и неправильное (б) поведение на открытой местности во время грозы
Чтобы предотвратить попадание молнии, на дома и другие сооружения устанавливают молниеотводы.
Заключение
Любые изменения, происходящие в природе, называют явлениями. Различают биологические, физические и химические явления.
Биологические явления является основой жизнедеятельности организмов.
Во время физических явлений не происходит превращение одних веществ в другие, а во время химических — из одних веществ образуются другие.
Явления природы описывают по определенному плану.
В природе многие явления сменяют друг друга, способны чередоваться, повторяться.