Требования к физическому опыту

ВВЕДЕНИЕ

Цель физического эксперимента заключается в том, чтобы научить студентов самостоятельно воспроизводить и анализировать физические явления, закрепить теоретические знания, обучить получению правильных числовых значений физических величин. При выполнении лабораторных работ в физической лаборатории следует относиться к поставленной задаче как к научному исследованию. В этом случае студент может выработать необходимые исследователю навыки: понимание роли моделирования, умение абстрагироваться от второстепенных эффектов, умение делать качественные оценки, делать выводы и представлять полученные результаты.

В основе изучения природы лежит взаимодействие с ней человека, т.е. опыт. Познание природы начинается с наблюдения - изучения явления в естественных условиях при наличии всего многообразия связей. Неоднократные наблюдения явления позволяют выделить главные закономерности и обобщить их, т.е. создать гипотезу, объясняющую наблюдаемые закономерности и предсказывающую новые. Для проверки гипотезы ставится физический опыт, т.е. эксперимент - воспроизведение явления в искусственных условиях, позволяющее возможно полнее исключить второстепенные связи.

Гипотеза, подтвержденная экспериментом, становится теорией. Установленные теорией общие для группы явлений основные связи называются физическим законом.

Математическая строгость теории не определяет ее абсолютную точность. Только опыт позволяет проверить правильность теоретических обобщений.

Требования к физическому опыту

1. Ясная формулировка поставленной задачи.

2. Однозначность истолкования результатов.

3. Наиболее полное исключение влияния второстепенных связей.

4. Поддержание неизменными условий опыта.

5. Обеспечение наиболее высокой точности измерений.

6. Повторяемость опыта.

Характеристики физических явлений и свойств тел, которые могут быть определены количественно, называются физическими величинами. Основная задача физического опыта - определение численных значений физических величин и установление количественных зависимостей между ними.

Процесс проведения опыта складывается из осуществления измерений и их обработки с помощью вычислений. Измерением называется процесс сравнения измеряемой величины с однородной, принятой за единицу. Измерения бывают непосредственными (прямыми), когда численное значение измеряемой величины получают прямым сравнением ее с единицей, и косвенными - вычисление измеряемой величины по известным количественным зависимостям при использовании данных, полученных при прямых измерениях взаимосвязанных величин.

Система единиц СИ (основные единицы):

Величина	Единица измерения	Сокращенное обозначение единицы
русское	международное
Длина	метр	м	m
Масса	килограмм	кг	kg
Время	секунда	с	s
Сила электрического тока	ампер	А	А
Термодинамическая температура	кельвин	К	К
Сила света	кандела	кд	cd
Количество вещества	моль	моль	mol

Остальные физические единицы - производные, получаемые из основных путем их комбинации с помощью определяющих физических связей.