Номер 1, страница 5 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Параграф 1. Что изучает физика. 1. Физика в познании вещества, поля, пространства и времени. Введение - номер 1, страница 5.

Условие.

1. Какова роль астрономии в возникновении физики как экспериментальной науки?

Решение.

1. Какова роль астрономии в возникновении физики как экспериментальной науки?

Астрономия сыграла ключевую, основополагающую роль в становлении физики как экспериментальной науки. Исторически именно астрономические наблюдения стали первым полем для применения математических методов к описанию явлений природы и проверки теорий на основе эмпирических данных, что является сутью экспериментального подхода.

Основные аспекты этой роли можно выделить в несколько этапов:

1. Систематические наблюдения и сбор данных. В отличие от многих земных явлений, движение небесных тел демонстрировало строгую периодичность и закономерность. Это позволило астрономам древности, а затем и эпохи Возрождения, перейти от качественных описаний к количественным измерениям. Вершиной этого подхода стала работа датского астронома Тихо Браге в XVI веке. Он создал обсерваторию и на протяжении многих лет проводил высокоточные измерения положений планет и звезд. Этот массив точных, систематизированных данных стал первым в истории науки примером масштабной наблюдательной (экспериментальной) базы, необходимой для построения и проверки научной теории.

2. Формирование научного метода. На основе данных Тихо Браге его ученик Иоганн Кеплер вывел свои три закона движения планет. Этот процесс стал классическим примером применения научного метода. Кеплер выдвигал гипотезы (например, о круговых орбитах), математически их просчитывал и сравнивал результаты с данными наблюдений. Когда теория расходилась с данными, он отвергал ее и искал новую. Так он пришел к выводу об эллиптических орбитах. Этот подход – проверка теории экспериментом (в данном случае наблюдением) – лег в основу всей современной физики.

3. Использование приборов для новых открытий. Галилео Галилей, направив на небо телескоп, совершил ряд открытий (фазы Венеры, спутники Юпитера, горы на Луне), которые стали прямыми экспериментальными доказательствами несостоятельности старой геоцентрической модели мира и подтверждали гелиоцентрическую систему Коперника. Галилей наглядно продемонстрировал, как использование новых инструментов расширяет возможности эксперимента и может приводить к революционным изменениям в науке.

4. Создание универсальных физических законов. Кульминацией этого процесса стала работа Исаака Ньютона. Пытаясь объяснить законы Кеплера, он сформулировал свои три закона механики и закон всемирного тяготения $F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$. Величайшее достижение Ньютона состояло в том, что он показал: одни и те же законы управляют как движением планет в космосе, так и падением тел на Земле. Так небесная механика, выросшая из астрономических наблюдений, стала первым и наиболее успешным разделом теоретической физики, продемонстрировавшим ее предсказательную силу и универсальность ее законов.

Таким образом, астрономия выступила в роли "полигона", на котором были отработаны базовые принципы физики как экспериментальной науки: сбор точных данных, создание математических моделей, проверка теорий практикой и поиск универсальных законов природы.

Ответ: Роль астрономии в возникновении физики как экспериментальной науки была основополагающей. Она стала первой областью, где для описания явлений природы начали систематически применяться математические модели, проверяемые точными наблюдениями. Астрономические исследования XVI-XVII веков (работы Коперника, Браге, Кеплера, Галилея) привели к формированию научного метода, основанного на сборе эмпирических данных, выдвижении и проверке гипотез. Необходимость объяснить движение небесных тел привела к открытию фундаментальных физических законов (законы Кеплера, законы механики и всемирного тяготения Ньютона), которые объединили земные и небесные явления и заложили фундамент классической физики.