Co każdy chłopiec i dziewczyna o fizyce wiedzieć powinien/powinna?

Joanna Antosiewicz
IX Liceum Ogólnokształcące w Łodzi
im. Jarosława Dąbrowskiego
ul. Paderewskiego 24, 93-025 Łódź
e-mail: [email protected]
www.dziewiatka.lodz.prv.pl
tel/fax: (0-42) 684 24 45
Co każdy chłopiec i dziewczyna
o fizyce wiedzieć powinien/powinna?
Praca konkursowa
pod opieką
Włodzimierza Nawrockiego
Rok 2012
Co każdy chłopiec i dziewczyna o fizyce wiedzieć powinien/powinna?
To pytanie przechodzi z pokolenia na pokolenia i wszystkich nurtuje. To co obecnie
nazywamy fizyką obejmuje szeroko rozumianą grupę nauk przyrodniczych.
Według Alberta Einsteina są to te nauki, które opierają swe teorie na pomiarach
i których idee i twierdzenia dają się sformułować za pomocą matematyki.
Co każdy chłopiec i dziewczyna o fizyce wiedzieć powinien/powinna?
Przede wszystkim, to że nawet nieświadomie korzystamy z jej osiągnięć i stykamy
się z nią każdego dnia.
Fizycy na cały świecie badają właściwości
przemiany materii i energii oraz
oddziaływania między nimi.
Do opisu zjawisk fizycznych używają wielkości fizycznych, wyrażonych za pomocą
pojęć matematycznych, takich jak liczba, wektor i tensor. Tworząc hipotezy i teorie
fizyki, budują relacje pomiędzy wielkościami fizycznymi. Mimo wszystko i dla tej
grupy ludzi istnieje pewna dziedzina fizyki, która zaskakuje ich za każdym razem.
Są to zjawiska fizyczne.
Pewne zjawiska okazały się bardzo znaczące w rozwoju fizyki stanowiąc
potwierdzenie teorii fizycznych lub obalając stare i stymulując powstawanie nowych.
Według słownika języka polskiego zjawisko fizyczne to przemiana na skutek, której
zmieniają się właściwości tego ciała.
W swoim wywodzie pragnę choć trochę przybliżyć czytelnikowi otaczający go świąt
z punktu widzenia zjawisk fizycznych.
Zjawisko fizyczne to zmiany oraz procesy zachodzące w przyrodzie. Ich fenomenem
jest to, aby mogły zajść do tego potrzebna jest siła oddziaływująca.
Wyjdźmy na spacer.
Przykładem zjawiska fizycznego jest burza, która powstaje na skutek gęstych chmur
burzowych, które zwiastuje wilgotny, chłodny wiatr znany w większości stref
umiarkowanych i tropikalnych.
Powietrze w górnych warstwach jest lżejsze od tego znajdującego się przy
powierzchni ziemi. Wznoszące się powietrze w czasie rozprężania staje się
chłodniejsze od otoczenia, a wiec cięższe i opada w dół.
Idźmy dalej.
Otaczający nas świat zaskakuje coraz to nowszymi sposobami transportu, ale czym,
że jest on bez fizyki. Nie chce się zagłębiać w budowę oraz działanie samochodu
lecz udowodnię iż przy jeździe autem występuje zjawisko fizyczne.
Opisywane jest ono w fizyce nazwą np. ruchu jednostajnego. Jest to ruch, w którym
ciało w jednakowych odstępach czasu przebywa jednakowe drogi.
Możemy to zaobserwować
w samochodzie, którego szybkościomierz wskazuje
przez 15 minut taką samą wartość. Jadąc musimy pamiętać o bezpieczeństwie.
Z jaką prędkością „wejść” w zakręt zimą przy śliskiej powierzchni, a jaką w letni,
suchy dzień?
Czy pasy bezpieczeństwa to tylko beznadziejny pomysł, czy też próba ratowania
życia. Siły działające podczas nagłego hamowania to nie żarty. Siła bezwładności
działa tak, że nawet torebka staje się pociskiem. Również, w tym przypadku nie
poradzilibyśmy sobie bez fizyki. Pamiętajmy jednak również podczas jazdy
samochodem o jego niekorzystnym wpływie na świat przyrody (spaliny).
Przenieśmy się do sadu.
Tutaj mamy kolejne zjawisko opisywane jako ruch prostoliniowy jednostajnie
przyspieszony. Ruch, w którym w każdej sekundzie wartość prędkości wzrasta tak
samo. Idealnym przykładem jest jabłko spadające z drzewa.
Kontynuując dalej nasz spacer po otaczającym nas świecie możemy zaobserwować
dzieci bawiące się w parku.
Zabawy są idealnym odzwierciedleniem zjawisk fizycznych. Piłkę rzucono pionowo
w górę (Ruch prostoliniowy jednostajnie opóźniony) czy dziecko jak huśta się na
huśtawce. (Ruch drgający).
Zjawisko tęczy to fizyka połączona z meteorologią.
W fizyce to zjawisko jest opisywane jako rozszczepienie światła. Występuje ona
w postaci wielobarwnego łuku, który widoczny jest wtedy gdy Słonce oświetla krople
wody w ziemskiej atmosferze. Powstaje ona w wyniku rozszczepienia światła
załamującego się i odbijającego się wewnątrz kropli wody.
Kolejnym ciekawym zjawiskiem jest wrzenie.
Wrzenie to przemiana cieczy w gaz – parę. Jest ono możliwe przy odpowiednim
ciśnieniu w każdej możliwej temperaturze. Przy danym ciśnieniu zewnętrznym
wrzenie cieczy następuje w określonej temperaturze zwanej temperaturą wrzenia.
Przechodząc koło piekarni czujemy zapach świeżego pieczywa.
Mamy tutaj do czynienia ze zjawiskiem dyfuzji czyli samorzutnym mieszaniu się
różnych substancji.
Biologia jest też powiązana z fizyką. Ma ona oddzielną nazwę biofizyka .
W tym dziale znajdują się dziedziny na pograniczu biologii i fizyki. zajmujące się
badaniem procesów fizycznych związanych z funkcjonowaniem określonych
obiektów żywych: organizmów, organów, tkanek i komórek. Do zadań biofizyki
należy tworzenie nowych i rozwijanie istniejących metod badania struktury i dynamiki
układów biologicznych, takich jak biotechnologia i biocybernetyka, mające na celu
podnoszenie jakości życia człowieka. Chodzi tu przede wszystkim o nowe metody
diagnostyki, profilaktyki i protetyki biologicznej w medycynie (np. tomografia), techniki
doskonalenia genetycznego roślin i zwierząt dla potrzeb żywnościowych oraz
ochronę życia przed ekstremalnymi warunkami zewnętrznymi promieniowania,
temperatury lub ciśnienia.
Jeśli koledzy i koleżanki zechcieliby zrelaksować się po tak trudnym temacie, jakim
niewątpliwie jest biofizyka proponuje chwile muzyki. I o dziwo nawet ona ma
powiązania z naszym ulubionym działem nauki np. wydawanie dźwięku z gitary.
Drganie strun gitary na skutek poruszenia ich, to fale akustyczne.
Radio i jego fale, czy po prostu śpiew, czyli drganie strun głosowych.
Telefony komórkowe, z którymi nie rozstajemy się przez chwilę również emitują fale.
Są one na tyle silne, że zakłócają pracę innych urządzeń. W samolotach zabrania
używania telefonów, a ludzie posiadający rozrusznik serca nie powinni go mieć., tak
jak i mikrofalówki. Na pozór banalny fakt, który uświadamia nam, ze fizyka jest
dookoła nas.
Również rolnictwo ma swój związek z fizyką , jest to agrofizyka.
Jej obiektem badawczym jest ekosystem, a więc biocenoza i biotop. Jest to np.
fizyczne badanie gleby .
W nowoczesnym rolnictwie olbrzymi nacisk kładzie się na jakość płodów rolnych, na
właściwości fizyczne kształtowane przez naturę, jak i przez procesy fizyczne podczas
mechanicznego
zbioru
roślin,
transportu,
przechowalnictwa
i
przetwórstwa
materiałów roślinnych. Pracujący nad tym tematem naukowcy starają się, aby rozwój
rolnictwa nie wpływał na degradację środowiska.
W przemyśle bez fizyki nie ma postępu.
Można by przytaczać tysiące przykładów. W budownictwie fizyka jest wraz
z matematyką podstawą wszelkich działań. Wykorzystanie pochylni, równoważni,
systemów bloczkowo-ciężarkowych, konstrukcje dachów, rozwiązania ogrzewcze
(zużycie ciepła).
Również w elektrowni wodnej spotykamy się z fizyką.
Spadająca woda obraca łopatki turbiny, połączonej z układem wielu ramek,
wykonanych z przewodnika i obracających się między biegunami magnesów.
W ramkach powstaje prąd elektryczny. Zjawisko to opisujemy w fizyce jako tak
zwana indukcja elektromagnetyczna. Indukcja elektrostatyczna natomiast jest to
przesunięcie swobodnych elektronów w przewodniku, który znalazł się w polu
elektrostatycznym. Obserwujemy ją gdy w budynek uderzył piorun. Z punktu
widzenia fizyki obserwacja fal jest także bardzo interesująca.
Dyfrakcja czyli ugięcie fali jest to rozchodzenie się jej we wszystkich kierunkach po
przejściu przez wąską szczelinę. Dlatego jeśli przez małą szczelinę do ciemnego
pokoju wpada światło, w całym pokoju robi się nieco jaśniej.
Powstawanie obrazu w lustrze jest spowodowane odbiciem się fali czyli zmiany
kierunku rozchodzenia się fali w tym samym ośrodku po jej dojściu do przeszkody.
Osobiście uważam, ze fotografia ma także swoje połączenia z fizyką.
Samo zjawisko ciemni jest typowo chemiczne. Jest to miejsce służące do obróbki
chemicznych materiałów fotograficznych. Także wiele terminów fotograficznych
można mówić, że to typowa fizyka. Są to na przykład ogniskowa to odległość od
środka obiektywu. W fizyce natomiast jest to odległość pomiędzy ogniskiem układu
optycznego a punktem głównym układu optycznego.
Mogłabym napisać o zjawiskach fizycznych z pewnością jeszcze więcej, jednak
pozostawiam te nieopisane do odkrycia przez czytelnika.
Co każdy chłopiec i dziewczyna z fizyki wiedzieć powinien/ powinna?
Zapewne to, że spotykamy się z nią na co dzień i czy tego chcemy, czy nie
towarzyszy nam na każdym kroku. Warto ją odkrywać, bo to fascynujący świat.
Jak to mawiał pewien naukowiec: “Najciekawsze to co sami odkryjemy.”