Τι είναι τα πειράματα φυσικής;

Τα πειράματα φυσικής χρησιμοποιούνται για την παρατήρηση των φυσικών φαινομένων σε ελεγχόμενες καταστάσεις προκειμένου να διακρίνουν πληροφορίες σχετικά με τη λειτουργία του σύμπαντος.Ορισμένα πειράματα φυσικής έχουν διεξαχθεί πολλές φορές και χρησιμοποιούνται για εκπαιδευτικούς σκοπούς, ενώ ορισμένοι διεξάγονται για πρώτη φορά και επιδιώκουν να ανακαλύψουν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη φύση του σύμπαντος.Μεγάλο μέρος της σύγχρονης φυσικής αφορά μόνο τις μη επαληθεύσιμες μαθηματικές εξισώσεις, αλλά ο τομέας της πειραματικής φυσικής είναι αναπόσπαστο μέρος του ευρέος τομέα της φυσικής. Οι μαθητές φυσικής από το πρώιμο γυμνάσιο σε όλα τα στάδια των εκπαιδευτικών τους τακτικά διεξάγουν πειράματα φυσικής.Στο γυμνάσιο, τα πειράματα συνήθως χρησιμεύουν για να αποδείξουν και να αποδείξουν απλές φυσικές αρχές στους μαθητές.Γενικά ασχολούνται με γενικά θέματα όπως η βαρύτητα ή η περιστροφική κίνηση.Άλλα θέματα που αντιμετωπίζονται συνήθως είναι η ηλεκτρική ενέργεια και η κίνηση του υγρού.

Στο κολέγιο, τα περισσότερα μαθήματα φυσικής στην τάξη συνδυάζονται με τα Labs Physics.Σε τέτοια εργαστηριακά μαθήματα, οι μαθητές διεξάγουν ένα ευρύ φάσμα πειραμάτων φυσικής που αντιστοιχούν στα θέματα που έμαθαν στην τάξη.Σε γενικές γραμμές, αυτά τα θέματα είναι πιο προχωρημένα από αυτά που διδάσκονται σε μαθήματα γυμνασίου.Τα πειράματα είναι αντίστοιχα πιο αυστηρά και πιο προηγμένα.Καλύπτουν θέματα παρόμοια με αυτά που διδάσκονται στο γυμνάσιο, αλλά έχουν πολύ περισσότερο βάθος. Οι φυσικοί έχουν θεωρήσει και εργάζονται για να κάνουν ένα μαθηματικό μοντέλο του σύμπαντος για πολύ καιρό.Οι προτεινόμενες μαθηματικές εξηγήσεις για τα φυσικά φαινόμενα τείνουν να είναι δεκαετίες μπροστά από τις ικανότητες των επιστημόνων για να τους επαληθεύσουν πειραματικά.Για παράδειγμα, ο Αϊνστάιν ανέπτυξε τις θεωρίες του για ειδική σχετικότητα και γενική σχετικότητα το 1906 και το 1916, αντίστοιχα.Ενώ τμήματα αυτών των θεωριών έχουν επαληθευτεί πειραματικά, εξακολουθούν να υπάρχουν πτυχές που υπάρχουν μόνο με τη μορφή μαθηματικών εξισώσεων.

γίνεται όλο και πιο δαπανηρή η διεξαγωγή αποτελεσματικών πειραμάτων φυσικής, καθώς τα θέματα μελέτης τείνουν να είναι είτε απίστευτα μικρά είτεαπίστευτα μαζικό.Για παράδειγμα, ο μεγάλος κολλητής Hadron κατασκευάστηκε για να αποδείξει την ύπαρξη του σωματιδίου Higgs-Boson, συγκρούοντας άλλα απίστευτα μικρά σωματίδια και εξετάζοντας τα αποτελέσματα της σύγκρουσης.Το κόστος του επιταχυνόμενου, πριν ακόμη και να εξετάσουμε τη μαζική ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την εκτέλεσή του, είναι στα δισεκατομμύρια των δολαρίων ΗΠΑ.

Ο μεγάλος επιβάτης Hadron, παρά το κόστος του, είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα για το τι ακριβώς είναι ένα πείραμα φυσικής.Σκοπός του είναι να συγκρουστεί τα σωματίδια και να παρατηρήσει τι προκύπτει από τη σύγκρουση.Αυτό συμβαίνει υπό πολύ ελεγχόμενες συνθήκες - ολόκληρη η συσκευή διατηρείται σε συγκεκριμένη θερμοκρασία και τα σωματίδια επιταχύνονται σε πολύ συγκεκριμένες ταχύτητες.Όπως και σε άλλα πειράματα επιστήμης, ο μεγάλος επιβάτης Hadron επιτρέπει στους επιστήμονες να παρατηρούν ένα φυσικό φαινόμενο υπό ελεγχόμενες συνθήκες.Μπορούν να αντλήσουν τα δικά τους συμπεράσματα από αυτό που παρατηρούν.