E-učionica za učenje fizike

Arhiva za kategoriju ‘Fizika i njene metode’

Veza fizike i drugih nauka

Fizika kao fundamentalana prirodna nauka ima primenu u velikom broju drugih nauka. Znanja iz raznih naučnih oblasti se uzajamno prepliću i prožimaju. Fizika uslovljava razvoj drugih nauka ali i sam razvoj drugih nauka utiče na razvoj fizike.

Prikazana šema predstavlja vezu fizike sa ostalim naukama i ukazuje na povezanost razvoja nauke, tehnike i tehnologije. Nekada granična područja nauke (crveno uokvireno) brzim razvojem postala su već nove i značajne naučne oblasti.

Prema predviđanjima eksperata, 21. vek će obeležiti ekspanzija razvoja novih tehnologija (od nanotehnologija, čistih izvora energije do kvantnih kompjutera).

fizika-i-druge-nauke

Razvoj i povezanost između nauke, tehnike i industrije imaju presudan značaj za inovativna rešenja u industriji i kreiranje novih proizvoda za savremeno doba.

Fizika i matematika

Matamatika je zapravo jezik fizike i način na koji fizika opisuje prirodu egzaktno kroz zakone i principe. Formule u fizici su matematičke veze između fizičkih veličina. Posmatrajući istoriju nauke, razvoj pojedinih oblasti u fizici (kao na primer teorija relativnosti) bio je uslovljen razvojem matematike.

Fizika i biologija

Veza ove dve nauke dovela je do suštinskog razumevanje funkcionisanja složenih bioloških sistema. Kombinacija sa tehnikom dovela je do ekspanzije kreativnosti i velikog napredka u robotici – inteligentnim kopiranjem savršenih rešenja iz prirode. Jedan od primera za to je „Robot muva“.

robot muva

Robot muva: Prirodni sistemi su savršeno konstruisani. Razvoj nauke u poslednjih 10 godina doveo je do uspešnih kreacija robota po ugledu na živa bića;
slika: http://www.compadre.org

Fizika i medicina

Fizika ima značajan doprinos u modernoj medicinskoj dijagnostici ali i u lečenju. Primeri: Magnetna rezonanca, rendgen, ultrazvuk, laser, merenje ekektričnih impulsa srca -EKG, merenje električnih impulsa mozga – EEG itd.

magnetna rezonanca

Urađaj za magnetnu rezonancu koristi se za uspešnu dijagnostiku u medicini tumačenjem dobijenog snimka; slika: http://radiology.ucla.edu

Fizika i hemija

Kvantna fizika je otvorila vrata moderne hemije pružajući mogućnost kompletnog opisa sastava, unutrašnje strukture i mogućih energijskih stanja atoma i molekula.

Preklapanje fizike i hemije dovelo je do razvoja nove oblasti – fizičke hemije.

Fizika i astronomija

Fizika je napravila prve značajne korake u razvoju kosmičkog prostora a dalji napredak doveo je do razvoja astrofizike. Kao primeri metoda fizike koje se koriste u astronomskim istraživanjima mogu se navesti spektralna analiza ili fotografsko snimanje kosmičkih objekata. Veliki napredak u razvoju tehničke opreme za posmatranje kosmičkih objekata doveli su do ekspanzije naučnih otkrića u ovoj oblasti. Kao primer mogu se navesti optički teleskopi ili veštački sateliti. Danas svakodnevno možete pratiti na sajtu NASA novosti i  rad astronauta u daljem istraživanju svemira.

space teleskop

Već 10 godina u svemiru: NASA svemirski teleskop. slika:http://www.spitzer.caltech.edu/

Fizika i geografija

Brojne pojave u geografiji imaju fizičku osnovu kao što su: pojava vetra, kružni tok vode, struje u morima i okeanima, magnetna svojstva Zemlje…Proučavanje je dovelo do razvoja nove oblasti – geofizika. Geofizika znači „fizika Zemlje“ i daje veliki doprinos u opisivanju i predviđanju ponašanja vulkana.

Na kraju, potrebno je skrenuti pažnju na činjenicu da razvoj nauke i modernih tehnologija utiče na razvoj i promenu svesti čitavog čovečanstva.

Šta proučava fizika?

Fizika proučava svojstva i strukturu materije i pojave u prirodi (mehaničke, toplotne, elektromagnetne, atomske, kvantne…).

Materija postoji u dva oblika: supstanca  i fizičko polje.

Supstanca je sve ono od čega se sastoje tela: hemijski elementi, jedinjenja i njihove smeše.

Fizičko polje je oblik materije čijim posredstvom se ostvaruje uzajamno delovanje u prirodi (na primer: privlačenje posredstvom gravitacionog polja ili naelektrisane čestice se privlače ili odbijaju posredstvom  električnog polja).

Oblasti proučavanja 

Zbog složenosti same materije i njenog kretanja nastale su različite oblasti proučavanja: mehanika, termodinamika, elektromagnetizam, talasi, optika, kvantna fizika, atomska fizika, fizika molekuka, nuklearna fizika, fizika elemntarnih čestica.

Mehanika – proučava najjednostavniji oblik kretanja materije odnosno promenu položaja tela jednih u odnosu na druge.

Primer: Na slici je predstavljen skejt park. Uz pomoć naučne simulacije možete analizirati promenu energije prilikom kretanja:

Енергија у скејт-парку: Основна верзија скриншот

Primer: Uz pomoć naučne simulacije analizirajte promenu energije prilikom kretanja u skejt parku.

Termodinamika – proučava toplotne pojave i razmenu toplote između tela.

Primer: uz pomoć naučne simulacije istražite kako zagrevanje i hlađenje utiču na gvožđe, ciglu i vodu. Saznajte kada primaju i predaju energiju i vidite kako energija prelazi sa jednog na drugi objekat:

Енергија, врсте и промене скриншот

Primer: uz pomoć naučne simulacije istražite kako toplota prelazi sa jednog tela na drugo

Elektromagnetizam – proučava elektrostatičke i magnetne interakcije između tela.

Primer: Uz pomoć naučne simulacije pokrenite tačkasto naelektrisanje i posmatrajte promene električnog polja, napona, ekvipotencijalnih linija…

Електрична поља тачкастих наелектрисања скриншот

Talasi i optika – proučavaju oscilatorna i talasna kretanja kao i svetlosne pojave.

Primer: Kako vidimo boje? Uz pomoć naučne simulacije napravite čitavu dugu kombinacijom crvene, zelene i plave svetlosti. Promenite talasnu dužinu monohromatskog zraka ili filtrirajete belu svetlost. Posmatrajte svetlost kao zrak ili fotone…

Како видимо боје скриншот

Primer: Uz pomoć naučne simulacije pokušajte da otkrijte kako vidimo boje…

Kvantna fizika, atomska fizika i fizika molekula – proučavaju kretanja u mikrosvetu.

Primer: uz pomoć naučne simulacije pokušajte da otkrijete zašto kvantne čestice tuneluju kroz barijeru (prolaze kroz prepreku kao da je nema)? Istražite talasne funkcije i osobine čestica…

КВАНТНИ ТУНЕЛ ЕФЕКАТ И ТАЛАСНИ ПАКЕТ скриншот

Primer: Uz pomoć naučne simulacije analizirajte kvantni tunel efekat i talasni paket


Nuklearna fizika i fizika elementarnih čestica – proučavaju subatomski svet odnosno pojave na nivou atomskih jezgara.

Primer: Analizirajte nuklearni raspad uz pomoć naučne simulacije. Pokrenite lančanu reakciju ili upoznajte ne-radioaktivne izotope sa ciljem da sprečite lančanu reakciju. Kontrolišite proizvodnju energije u nuklearnom reaktoru…

Нуклеарни распад скриншот

Primer: Analizirajte nuklearni raspad uz pomoć naučne simulacije

Oblak oznaka

%d bloggers like this: