BEVEZETŐ A FIZIKA TÁRGYA

A FIZIKA TÁRGYA - physis görög szó, jelentése: természet - magyar neve: természettan - fizikai jelenség: pontosan nem határozható meg, a természeti jelenségek (élettelen természet) bizonyos köre: pl. tömegvonzás, párolgás, villámlás, fénytörés, maghasadás, időutazás stb. A fizika feladata: - a körébe tartozó anyagi világ objektív tulajdonságait képező jelenségek összességének minél jobb megismerése - nemcsak egyes jelenségek egyszerű leírása, hanem az ezek közötti kapcsolatok, törvényszerűségek meghatározása

A FIZIKA TÁRGYA A fizika módszerei: - első lépés: a jelenség megfigyelése - 17.századtól: kísérletezés, mérés - kvalitatív összefüggések megállapítása - kvantitatív összefüggések megállapítása - a kvantitatív összefüggések alapján a matematika módszereinek felhasználásával fizikai törvények meghatározása. - a törvények, összefüggések érvényességi határainak vizsgálata, és a törvények gyakorlati alkalmazása

a fizikai megismerés folyamata spontán tapasztalás (alma leesik a fáról) megfigyelés = tudatos kísérletezés mérés a fizikai jelenségek vizsgálata mesterséges körülmények között kezdeti feltételek egyszerre csak egy fizikai mennyiséget változtatunk miközben egy másik változását regisztráljuk Pl. (ejtegetős kísérleteket végzünk)

megfigyelés következtetés : a Föld vonzza a többi testet modell / elmélet alkotás : Newton-féle gravitációs törvény hipotézis / jóslás : vajon bármelyik két test vonzza egymást ? (fizikai mennyiségek közötti összefüggések) újabb kísérlet, megfigyelés igen

A FIZIKA TÁRGYA Fizikai mennyiségek: - A jelenségek kvantitatív (mennyiségi) leírásához szükségesek. A kvantitatív törvények a jelenséget leíró mennyiségek között állapít meg összefüggéseket. - A fizikai mennyiségek definíciójához mérési utasítás tartozik. - Általában minden mennyiség méréséhez mérőeszköz tartozik (Pl. hoszzúság – mérőléc, vonalzó). Mérés: a mérendő mennyiség hányszorosa az egységnek. - Kétféle fizikai mennyiséget különböztetünk meg: skalár = szám : csak nagysága van pl. tömeg vektor = szám + irány : nagyság + irány is pl. erő - szükséges a mértékegység rendszerek kialakítása. Az 1960-ban elfogadott és Magyarországon 1976-ban bevezetett SI (Système international d’unités) rendszert használjuk.

- Fizikai mennyiség = {mérőszám} {mértékegység} pl: Sebesség = 5 m/s A FIZIKA TÁRGYA - Fizikai mennyiség = {mérőszám} {mértékegység} pl: Sebesség = 5 m/s - Vektormennyiség esetén beszélünk támadáspont és irányról is. Pl. a sebességnek van iránya is! - alapegységek az SI –ben: (7 db) hosszúság, méter [m] tömeg, kilogramm [kg] idő, másodperc [s] elektromos áramerősség, amper [A] hőmérséklet, kelvin [K] anyagmennyiség, mól [mol] fényerősség, kandela [cd] Kapitány a gépháznak: -Mennyi? -Harminc! -Mi harminc? -Mi mennyi?

A FIZIKA TÁRGYA - kiegészítő egységek: síkszög, radián [rad] térszög, szteradián [sr] - származtatott egységek: az alap- és kiegészítő egységekből algebrai műveletekkel pl : sebesség [m/s], erő [kg.m/s2], …

egyéb, nem SI, de használt mértékegységek: A FIZIKA TÁRGYA egyéb, nem SI, de használt mértékegységek: fok, perc, másodperc (szögmérés) π rad = 180o angström (Å) = 10-10 m fényév (távolság !!!) ≈ 9.46.1012 km hektár (ha) 100 m × 100 m liter (ℓ) = 1 dm3 mázsa (q) = 100 kg tonna (t) = 1000 kg km/h 3.6 km/h = 1 m/s atmoszféra (atm) = 101325 Pa bar, mbar = 105 Pa kalória (cal) = 4.1868 J kilowattóra (kWh) 1 Wh = 3600 J lóerő (LE) ≈ 736 W Celsiusfok 0 0C ≈ 273 K óra, perc, másodperc (időmérés; és év, nap, hónap, stb…) stb ….

A FIZIKA TÁRGYA az alapegységek törtrészei, többszörösei (előtétek, prefixumok):

A FIZIKA FELOSZTÁSA Kísérleti fizika: Elméleti fizika feladata tervszerű kísérletek megvalósítása, megfelelő mennyiségek mérése. A mérési eredmények alapján a vizsgált jelenségekre tapasztalati törvények felállítása. Legfontosabb eszköze a fizikai mérőműszer. Elméleti fizika - hipotézis (feltevés) felállításával kísérlik meg a jelenség csoport megmagyarázását, matematikai levezetések során születnek új összefüggések, elméletek. Ha a kísérletek igazolják ezeket, akkor fizikai elmélet lesz belőle, ha nem elvetik. - A fizikai jelenségek vizsgálata során gyakran vezetnek be a valóságos testek tulajdonságainak egy részét tudatosan elhanyagoló, egyszerűsítő fogalmakat, amelyek segítségével a jelenségek egyszerűbben vizsgálhatók. Ezeket idealizált testeknek, vagy modelleknek nevezzük. Pl. anyagi pont, ideális gázmodell, atommodell.

A fizika történeti felosztása: - Klasszikus fizika KISÉRLETI FIZIKA A fizika történeti felosztása: - Klasszikus fizika - Időrendben kb. 19. század végéig, 20.század elejéig. - Tudományágai: - mechanika - hőtan - hangtan - fénytan - elektromosság és mágnesseségtan Modern fizika - Időrendben kb. 19. század végétől, 20. század elejétől. - Tudományágai: - relativisztikus fizika - kvantumfizika (atom, atommag, elemi részecskék fizikája ezekre épül)