Физика табиғат туралы ғылым. Физикалық шамалар және оларды өлшеу.
2. Мақсаты: Студенттерді физиканың негізгі түсініктерімен таныстыру және оның басқа пәндермен байланысын көрсету.
Дәріс жоспары:
1. Физика табиғат туралы ғылым.
2. Физикалық шамалар және оларды өлшеу.
3. Физиканың басқа ғылымдармен байланысы.
3. Дәріс тезистері:
«Физика» сөзі грек тілінен аударғанда «табиғат» туралы ғылым деген мағынаны білдіреді. Физика қарапайым сонымен қатар табиғаттағы құбылыстардың қең көлемдегі жалпы заңдылықтарын, материяның қасиеттерімен құрылысын және оның қозғалу заңдылықтарын зерттейтін ғылым.Физикадағы таным жолының тізбегі мына түрде беріліді: бақылау, ой қорыту, белгілі бір заңдылыққа жүйелеу, тәжірибе жасау яғни арнайы тәжірибе жасау арқылы нәтиже алу, қайтадан сол нәтижеге сараптама жүргізу және т. б.
Нақты физикалық зерттеулер, оған көптеген факторлар өз әсерін тигізетіндіктен жеткілікті дәрежеде күрделі болып келеді.Сондықтан ғалым-физиктер сараптаманың алғашқы сатысынан бастап, құбылысқа аз әсерін тигізетін жағдайларға көп көңіл бөлмеуге тырысады.Ол үшін құбылыстың үлгісін (моделін) қарастырады. Үлгі – бұл құбылыс тудыратын үдеріс туралы деректер жинау, қорытынды жасау үшін қолданылатын табиғаттық нысан.
Үлгі арқылы құблыстарды, үдерістерді және жүйелерді зерттеу әдісін моделдеу деп атайды.Үлгілеудің бірнеше түрлері бар:
1.1 Ойша пайымдау үлгісі нақты енгізуді талап етпейтін үлгі. Ойша пайымдау үлгісіне материалдық нүкте, абсолютті қатты дене, нүктелік жарық көзі және т.б. мысал болады.
1.2 Математикалық үлгілеу идеалданған үдерістердің және жүйелердің аналитикалық сипатмамасын береді.
Математикалық үлгілеуді тәжірибе жүргізуге болмайтын немесе қиынға соғатын жерлерде қолдану тиімді болып келеді.
Үдерістің математикалық үлгісі тәжірибеде алуға болмайтын шамаларды алуға, шартқа байланысты үдерістің өзгеруін байқауға, кейбір жаңа құбылыс туралы болжам жасаап пікір айтуға мүмкіндік бере алады.Көп жағдайда әртүрлі физикалық үлгілерді суреттеу үшін бірдей дифференциалдық теңдеулер алынады.
Мысалы, өшетін механикалық және электр тербелістері, заттың жарықты жұтуы, радиобелсенді ыдырау заңы және т.б.Әртүрлі құбылысты сипаттайтын мұндай дифференциалдық теңдеулердің бір ізділігін табиғаттың кейбір тұтастығы деп қарастыруға болады. Физикалық үлгі нысанның құрылымын, оның күйін және қасиетін сипаттап береді. 2. Физикалық шамалар және оларды өлшеу.
Физикадағы кезкелген зерттеу өлшеумен байланысты болады, яғни техникалық құралдарды пайдалана отырып тәжірибе жүзінде физикалық шамалардың мәнін табу керек.
Өлшеу нәтижесінде алынған физикалық шама, оның шын нақты мәнінен өзгеше болады.
Өлшеу нәтижесінде алынған мәннің, оның шын нақты мәніне жақындау дәрежесі өлшеудің дәлдігі арқылы сипатталады.
Өлшеу дәлдігі өлшеудің сандық көрсеткіші болады.
Өлшеу нәтижесін сандық тұрғыдан бағалау, оның дәлдігімен емес, қателік деп аталатын — өлшеу нәтижесінде алынған мәннің, оның шын мәнін ауытқуы арқылы анықталады. Қателік аз болған сайын өлшеу дәлдігі жоғары болады.
Негізгі метрологиялық түсініктердің бірі физикалық шамалардың өлшем бірліктері. Бұл — сол шаманың анықтамасына сәйкес сандық шамаға иеленген, шамасы бірге тең – нақты физикалық шама. Физикалық шамалардың өлшем бірліктері негізінен бір жүйеге топтастырылған. Бүгінгі күнде өлшем бірліктерінің негізгі жүйесі ретінде бүкіл халықаралық «СИ» жүйесі қабылданған.
3. Физиканың басқа ғылымдармен байланысы:
Физиканың басқа табиғи ғылымдармен шекаралық бөлінуі белгілі бір дәрежеде шарты бөліну деп қарастыруға болады. Себебі физика бұл ғылымдарға өз әсерін тигізіді.
Бұл жағдайда физикалық зерттеу әдістері үлкен рөл атқарады:
Биологияда – микроскоптан бастап рентгендік құрылымдық талдау және ядролық гамма-резонансқа дейін, астрономияда –телескоптан бастап, айды, планетеларды зерттейтін планета аралық космос кемелерін жасауға дейін, химияда – қарапайым таразыдан бастап ядролық магниттік резонансқа дейін, медицинада –медициналық термометрден бастап рентгендік компьютерлік және магниттік резонанстық томографияға дейін.
Басқа ғылымдардың дамуы үшін физиканың негізгі заңдары басты рөл атқарады. Бұл жерде: астрономияның дамуына — Ньютон механикасының маңызын,химияның дамуына – элементтердің периодтық жүйесін түсіндіру үшін қолданылатын атомдардың құрылыс теориясын, биохимия және молекулярлық биологияның дамуына – күрделі көп атомды органикалық қосылыстардың кванттық механикасын және т.б. атап өтуге болады.
Физиканың басқа ғылымдармен шекарасында жаңа ғылымдар пайда болды: биофизика, геофизика, физикалық химия, химиялық физика және т.б.Физики бөлімдерін классификациялау әр түрлі негізде жүргізілді.Мысалы, зерттеу нысанына қарай физиканы: газдардың, сұйықтардың, қатты денелердің, атомдардың және молекулалардың физикасы және т.б., ал зертелетін құбылыстарға және материяның қозғалу пішініне қарай: механика, термодинамика, электромагнетизм және т.б.деп бөледі.
4. Иллюстрациялы материалдар:
Презентация, слайдтар.
5. Әдебиет:
1. Көшенов Б. Медициналық биофизика: оқулық – Алматы, 2008 ж.
2. Көшенов Б.Медициналық биофизикадан зертханалық жұмыстар: оқу-әдістемелік құрал.-2 бас.,өңделіп толықтырылған.- .-Алматы: Эверо, 2010
3. Сәтбаева Х.К., Өтепбергенов А.А., Нілдібаева Ж.Б. Адам физиологиясы. Алматы.: Дәуір, 2005 – 663 бет.
4. Канкожа М.К. Қозғыш ұлпалар физиологиясы. Алматы, 2004. – 78 бет.
Арызханов Б. Биологиялық физика, Алматы, 1990.
5. Әдіқасова ,-А.Ә. жалпы физика курсының семестрлік тапсырмалары:оқу құралы .-Алматы: Эверо, 2009.-112 бет
6. Физикалық тәжірбиелер ; жоғарғы оқу орындарының студенттеріне арналған құрал. – Алматы: Рауан ,1993.
7. Ү.А. Байзак, Қ.Ж. Құдабаев «Медициналық биофизика және медициналық техника бойынша лабораториялық практикум»
6. Қорытынды сұрақтары (кері байланысы):
1. Үлгілердің қандай түрлері кездеседі?2. Физикалық шамалардың өлшем бірліктері не болып табылады?