Od autorów
Kurs ""e-Fizyka" to internetowy kurs z Fizyki opracowany we współpracy: Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH i Centrum e-Learningu AGH przeznaczony do samodzielnego studiowania fizyki. Materiały kursu zostały zaprojektowane w taki sposób, że mogą być wykorzystywane samodzielnie w systemie kształcenia na odległość oraz jako materiał pomocniczy w kursach prowadzonych systemem mieszanym (stacjonarnie i na odległość). Oprócz tekstu podstawowego zawierającego między innymi definicje, twierdzenia, komentarze, w rozdziałach umieszczone zostały również ćwiczenia do samodzielnego wykonania. Prezentowane materiały są ilustrowane prostymi animacjami komputerowymi oraz bardziej rozbudowanymi programami (symulacjami komputerowymi). W tekście umieszczono aktywne odnośniki, które pozwalają na przejście do dodatkowego materiału stanowiącego rozszerzenie i uzupełnienie kursu podstawowego. Szanowny Czytelniku zanim rozpoczniesz naukę fizyki z wykorzystaniem tych materiałów przeczytaj poniższe informacje i koniecznie zapoznaj się z wprowadzeniem zawierającym porady dla studiujących. Znajdziesz tam wskazówki jak efektywnie uczyć się i jak sprawdzać swoje postępy.
Informacje ogólne
Fizyka jest nauką przyrodniczą badającą
najbardziej podstawowe i ogólne własności otaczającego nas świata
materialnego i zachodzące w tym świecie zjawiska. Celem fizyki jest
poznanie praw przyrody, od których zależą wszystkie zjawiska fizyczne.
Podstawową metodą badawczą fizyki są obserwacje i doświadczenia. Na ogół
proces poznawczy rozpoczyna się od obserwacji jakościowych; rejestrujemy,
odkrywamy nowe zjawisko. Następnie przeprowadzamy doświadczenia mające na
celu ustalić związki przyczynowe jak i uzyskać informacje ilościowe. Na
tej podstawie staramy się sformułować prawa fizyki, które zapisujemy w
postaci równań matematycznych. To przejście od obserwacji do modelu
matematycznego znane jest jako metoda indukcji. W tej metodzie rozpoczynasz
naukę od poznania przykładu lub od wykonania samodzielnego ćwiczenia, które
ma na celu zwrócić uwagę na samo zjawisko jak i na czynniki istotne dla
tego zjawiska. Ten sposób jest niewątpliwie najbardziej kształcący z
punktu widzenia samodzielnej nauki.
Jednak umiejętności poprawnego
wnioskowania i dokonywania uogólnień nie zawsze wystarczają do szybkiego,
samodzielnego dotarcia do sformułowań praw fizyki (teorii fizycznych).
Dzieje się tak po części dlatego, że prawa fizyki wyrażają związki
ilościowe między różnymi wielkościami fizycznymi. Nie wystarczy
stwierdzić, że jedna wielkość fizyczna zależy od drugiej (sformułowanie
jakościowe) ale trzeba podać ścisłą relację między tymi wielkościami
w postaci równania matematycznego, a to wiąże się zawsze z pomiarami
określającymi liczbowo stosunek danej wielkości do przyjętej jednostki.
Ponadto wszystkie wielkości fizyczne muszą być jednoznacznie określone i znajomość
tych definicji jest niezbędna do sformułowania praw fizyki. Dlatego często
naukę rozpoczyna się od poznania pewnej ilości
definicji wielkości fizycznych, po których wprowadzane są wybrane prawa
fizyczne. W większości przypadków prawa te poprzedzone są możliwie
prostym wyprowadzeniem, którego celem jest podkreślenie logicznej
struktury wnioskowania. Prawa te staraliśmy się zilustrować
(uzasadnić) za pomocą różnych faktów doświadczalnych, które są
podane w formie przykładów lub ćwiczeń do samodzielnego wykonania. W tej
części nauka polega na wyciąganiu wniosków z poznanych uprzednio praw.
Ta metoda, w której nowe zjawiska i wyniki doświadczeń
przewidujemy jako logiczną konsekwencję poznanych praw (teorii) znana jest
jako metoda dedukcji.
Praktyczne zastosowania pokazujące związek między
fizyką i techniką są tym na co powinien zwrócić uwagę przyszły inżynier.
Dlatego staraliśmy się zarówno w ćwiczeniach jak i przykładach
przedstawić zagadnienia związane z rzeczywistymi sytuacjami. Mają one
unaocznić fakt bezpośredniego związku fizyki z codziennym życiem, z jego
różnymi aspektami.