10 наукових законів і теорій, які кожен повинен знати

Вчені з планети Земля використовує багато інструментів, щоб описати, як природа та всесвітня робота. Що вони приходять в закони і теорії. Яка різниця? Науково-дослідне право часто може бути зменшено до математичного твердження, таких як E = mc2; це твердження ґрунтується на емпіричних даних і його правді, як правило, обмежений певним набором умов. У разі E = mc2 швидкість світла в вакуумі.

Наукова теорія часто прагне синтезувати ряд фактів або спостережень конкретних явищ. І в цілому (але не завжди) існує чітка і вкрайна заява про те, як працює природа. Не варто зменшити наукову теорію до рівнянь, але це насправді щось основоположне значення про роботи природи.

Обидва закони і теорії залежать від основних елементів наукового методу, наприклад, створення гіпотез, проведення експериментів, пошуку (або не знайдено) емпіричних даних, а також укладання висновків. Після того, як вчені повинні бути в змозі відтворити результати, якщо експеримент стане основою для загальноприйнятого закону або теорії.

У цій статті ми розглянемо десять наукових законів і теорій, які ви можете освіжити в пам'яті, навіть якщо ви не подивитеся на скануючий електронний мікроскоп, який часто. Почати з вибухом і закінчувати невизначеністю.

Великий Bang Історія
Якщо будь-яка наукова теорія варто знати, то поясніть, як всесвіт досягла свого сучасного стану (або не вдалося, якщо не розпущено). На основі досліджень Едвіна Хаббл, Джорджс Лемауент і Альберт Ейнштейн, теорія Big Bang поширює, що Всесвіт почав 14 мільярдів років тому з масовим розширенням. У певній точці Всесвіт був закритий в одній точці і об'єднав всі питання сучасного Всесвіту. Цей рух продовжується до цього дня, і сам Всесвіт постійно розширюється.

«Велика теорія Bang» отримала широко поширену підтримку в наукових колах після Арно Пензіас і Роберт Вілсон відкрив космічний мікрохвильовий фон в 1965 році. За допомогою радіотелескопів два астрономи виявили космічний шум, або статичні речовини, які не розсіюються з часом. У співпраці з дослідником Princeton Robert Dicke, пара підтвердила гіпотезу Dicke, що оригінальний Big Bang залишив за низьким рівнем випромінювання, який може бути виявлений протягом усього Всесвіту.

Закон про розширення простору Хаббл
Проведемо Edwin Hubble на другий. В той час як Велике депресія, що пролягає в 1920-х роках, Хаббл зробив заземлення астрономічних досліджень. Не тільки він доводить, що були інші галактики, крім молочного способу, але він також знайшов, що ці галактики були гойдалки від себе, рух він назвав пробіг.

Для уточнення швидкості цього галактичного руху Хаббл запропонував закон про космічне розширення, закон ака Хаббл. рівняння виглядає так: швидкість = H0 x відстань. Швидкість є швидкістю галактики; H0 є констанцією Hubble, або параметром, який показує швидкість розширення Всесвіту; відстань - відстань однієї галактики до одного, з якою проводиться порівняння.

Постійна констанція Хаббл була розрахована в різних значеннях протягом тривалого часу, але вона в даний час заморожена на 70 км / с на мегапарсеч. Не важливо для нас. Закон - це зручний спосіб вимірювати швидкість галактики відносно власної. І найголовніше, закон затвердив, що Всесвіт складається з багатьох галактик, руху якого слідують Великому Bang.

Закони Кеплера планетарного руху
Протягом століть вчені побували один з одним і з релігійними лідерами на орбітах планет, особливо над тим, чи вони орбітують Сонце. У 16-му столітті Копернік вивів свою суперечливу концепцію геліоцентричної сонячної системи, в якій планети орбітують Сонце, а не Землі. Однак це лише з Йоганнесом Кеплером, який спирався на роботу Тіхо Брай та інших астрономів, які з’являються чіткі наукові основи планетарного руху.

Три закони планетарного руху, розроблені на початку 17 століття, описують рух планет навколо сонця. Перший закон, іноді назвав закон орбіти, стани, які планети орбітують сонце в еліптичної орбіті. Друге право, закон квадратів, говорить про те, що лінія, що з'єднує планету до сонця, утворює рівні ділянки на регулярних інтервалах. Іншими словами, якщо ви заміряєте область, створену кресленою лінією з Землі до Сонця і відстежуйте рух Землі протягом 30 днів, площа буде однаковою, незалежно від положення Землі відносно початку посилання.

Третій закон, закон про періоди, дозволяє нам встановити чіткі зв’язки між орбітальним періодом планети та дистанцією до Сонця. Завдяки цьому закону ми знаємо, що планета, яка відносно близько до Сонця, як Венера, має набагато коротший орбітальний період, ніж далекі планети, такі як Neptune.

Універсальне право викладання
Більше 300 років тому, Сір Ісаак Ньютон запропонував революційну ідею: що будь-які два об'єкти, незалежно від їх маси, виховують гравітація на один одного. Цей закон представлений рівнянням, що багато школярів стикаються з фізики та математики.

F = G × [(m1m2)/r2]

F є гравітаційною силою між двома об'єктами, що вимірюються в Ньютонах. М1 і М2 - маси двох об'єктів, при цьому р - відстань між ними. Г є гравітаційною констанцією, в даний час обчислюється як 6,67384(80)·10−11 або N·m2·kg−2.

Перевага універсального права гравітації полягає в тому, що вона дозволяє розрахувати гранатову привабливість між двома об'єктами. Ця здатність є надзвичайно корисним, коли вчені, наприклад, запустити супутник на орбіту або визначити курс місяця.

Закони Ньютона
З тих пір, як ми говоримо про один з найбільших вчених, щоб коли-небудь жити на Землі, поговоримо про інші відомі закони Ньютона. Його три закони руху формують важливу частину сучасної фізики. І як багато інших законів фізики, вони елегантні за своєю простотою.

Перший з трьох законів стверджує, що об'єкт в русі залишається в тому випадку, якщо він діяв на зовнішній силі. Для м'яча, який розгортається на підлозі, зовнішній силу може бути тертя між м'ячем і підлогою, або хлопчиком, який потрапив до м'яча в іншому напрямку.

Другий закон встановлює зв'язок між масою об'єкта (m) і його прискорення (a) у вигляді рівняння F = m x a. F - сила вимірюється в Ньютонах. Він також є вектором, що означає його має спрямовану компоненту. У зв'язку з прискоренням м'яч, який розгортається на підлозі, має спеціальний вектор в напрямку його руху, і це враховується при розрахунку сили.

Третє право цілком зрозуміло і повинні бути знайомі з вами: для кожної дії є однакова реакція. Тобто для кожної сили наноситься на предмет на поверхні об'єкт, об'єкт відштовхується однаковою силою.

Закони термодинаміки
Британський фізик і письменник C.P. Snow колись сказав, що ненауковець, який не знав другого закону термодинаміки, як вчений, який ніколи не читав Шекспір. На сьогоднішній день відома заява про те, що сніг має значення термодинаміки та необхідність людей, що далеко від науки.

Термодинаміка – наука як працює в системі, чи є двигуном або ядром Землі. Це може бути зменшено до декількох основних законів, які Snow окреслено наступним чином:

Ви не можете виграти.
Ви не уникнете збитків.
Ви не можете кинути гру.
Давайте розберемо це трохи. Якщо ви не можете виграти, сніг означав, що тому, що справа та енергія зберігаються, ви не можете отримати один без втрати інших (тобто E=mc2). Це також означає, що ви повинні поставляти тепло до двигуна, але при відсутності ідеально закритої системи, деякі тепла неминуче втекти в відкритий світ, що веде до другого закону.

Друге право – втрата неминуче – означає, що через збільшення ентропії не можна повернутися до попереднього енергетичного стану. Енергетика, зосереджена в одному місці, завжди має властивість місцям нижньої концентрації.

Нарешті, третій закон - ви не можете кинути - відноситься до абсолютного нуля, найнижча теоретично можлива температура - мінус 273.15 градусів Цельсій. Коли система досягає абсолютного нуля, рух молекул припиняється, що ентропія досягне її найнижчого значення і не буде кінетична енергія. Але в реальному світі ви не можете досягнути абсолютного нуля, просто закрийте його.

Влада архімедеса
Після давньогрецької архімії відкрив свій принцип буйності, він нібито обстріляв «Еурека!» (пов'язаний!) і неозброєний в Сіракузи. Що говорить легенда. Відкриття було настільки важливим. Легенда має це те, що Archimedes відкрив принцип, коли він помітив, що вода в ванній кімнаті піднімається, коли тіло занурюється в ньому.

Відповідно до принципу буйності архімдів сила, яка діє на занурений або частково занурений об'єкт, дорівнює масі рідини, що об'єкт не замінює. Цей принцип є важливим у розрахунку щільності, а також в оформленні підводних човнів та інших океанських суден.

Еволюція та натуральний вибір
Тепер ми створили деякі основні поняття про те, як почалася Всесвіт і як фізичні закони впливають на наше повсякденне життя, розглянемо форму людини і з'ясуємо, як ми отримали. На думку більшості вчених, все життя на Землі має загальний представник. Але для того, щоб зробити таку величезну різницю між усіма живими організмами, деякі з них довелося перетворюватися в окремі види.

У загальному сенсі ця дифереція сталася в процесі еволюції. Чинники організму та їхні риси пішли через механізми, такі як мутації. Ті з родзинками, які були більш вигідними для виживання, такі як коричневі жатки, які відмінно захоплюють камуфляж в тампонці, природно підібрані для виживання. Це там, де відбувається природний вибір.

Ви можете розмножувати ці два теорії багатьма, багато разів, і Дарвін зробив це в 19 столітті. Еволюція та природний вибір пояснюють величезне різноманіття життя на Землі.

Загальна надійність
Генеральна теорія реплатації Альберта Ейнштейна і залишається одним з головних відкриттів, які назавжди змінили наше бачення Всесвіту. Головний прорив Ейнштейна був позовом про те, що простір і час не є абсолютною, і це тяжіння не просто сила, що застосовується до об'єкта або маси. Скоріше, тяжіння пов'язана з тим, що простір масових вигинів і час (просторовий час).

Для того, щоб зрозуміти це, уявіть, що ви подорожуєте по Землі на прямій лінії східного, скажете, з північної півкулі. Після того, як хтось хоче натиснути своє місце, ви будете далеко на південь і схід від вашого оригінального положення. Це тому, що Земля вигнута. Щоб піти прямо на схід, потрібно розглянути форму Землі і приїхати під кутом злегка на північ. Порівняйте круглу кульку і шматок паперу.

Простір досить багато те ж саме. Наприклад, для пасажирів ракети, що літають навколо Землі, буде очевидно, що вони літають в пряму лінію в космос. Але насправді космічний час навколо них згинається гравітація Землі, викликаючи їх одночасно рухатися вперед і залишитися на орбіті Землі.

Теорія Ейнштейна мала величезний вплив на майбутнє астрофізики та косметології. Він пояснив невелику і несподівану аномію на орбіті Меркурії, показав, як вигини зірочки, і заклали теоретичні основи для чорних отворів.

Принцип дії Heisenberg
Про те, як працює всесвіт і допомагав укладати забудову квантової фізики, що веде до абсолютно несподіваного об’єднання теоретичної науки. У 1927 році реалізацією, що всі закони Всесвіту в певному контексті є гнучкими під керівництвом до приголомшливого відкриття німецького вченого Венер Хейзенберга.

У поставці принципу невизначеності Хейзенберг реалізував, що не вдалося дізнатися два властивості частинок одночасно з високим рівнем точності. Ви можете дізнатися позицію електрона з високим ступенем точності, але не його мить і навпаки.

Пізніше, Нільс Бор зробив відкриття, що допоміг пояснити принципом Гейзенберга. Знайшов, що електрон має якості як частинки, так і хвилі. Концепція стала відома як дуалізму хвильових частинок і утворена основа квантової фізики. Тому, коли ми вимірюємо позицію електрона, ми визначаємо її як частинка в певній точці простору з невизначеною довжиною хвилі. Коли ми вимірюємо імпульс, ми розглянемо електрон як хвиля, тому ми можемо знати амплітуду її довжини, але не його положення.