Fizikаdаn miqdоriy mаsаlаlаr yechish metodikasi

Fizikаdаn miqdоriy mаsаlаlаr yechish metodikasi.
Reja
1. Miqdoriy masalalarnig turlari
2. Miqdoriy maslalarni sonli va analitik uslubda yechish
3. Miqdoriy masalalarda olingan natijalarni tahlil qilish
Miqdoriy fizika - bu fizikaning bo'limi bo'lib, u tajriba natijalarini takroriy o'lchash va matematik tahlil qilish yo'li bilan tadqiq qilishni o'z ichiga oladi. U nazariy fizikaning ba'zi sohalaridan, masalan, kvant mexanikasi yoki simlar nazariyasi tadqiqotlaridan farq qiladi, bu erda asosiy nazariyaning katta qismini real dunyoda yoki 2011 yildagi mavjud texnologiya bilan Yerdagi laboratoriyada sinab ko'rish mumkin emas. Har qanday soha miqdoriy fizika kabi miqdoriy tadqiqotlar o'z xulosalarini katta hajmdagi eksperimental ma'lumotlarning statistik tahlilidan oladi. Bu ma'lumotlar ko'pincha shunchalik katta va murakkabki, kompyuterlar ma'lumotlarni yaxshiroq talqin qilish uchun ma'lumotlarni matematik modellashtirish uchun ishlatiladi. Miqdoriy fizikadan foydalanishga misol tariqasida Yerda, ichida yoki yaqinida turli tabiiy termodinamik kuchlar ta'sirida iqlimiy o'zgarishlarni, shuningdek, uzoq vaqt davomida quyosh faolligidagi o'zgarishlarni bashorat qilish uchun superkompyuterlarda o'tkaziladigan iqlim tadqiqotlari kiradi.
Oddiy qilib aytganda, fizikani miqdoriy tushunish, haqiqiy fizik hodisalar ortidagi matematikani bilishdir. Miqdoriy fizika berilgan qiymatlarni/miqdorlarni tenglamalar orqali haqiqatda hisoblash va tahlil qilish qobiliyati bilan shug'ullanadi. Bu hatto hosilalar va dalillarni o'z ichiga oladi.
Men sizga bir misol keltiraman, chunki maxsus nisbiylik natijasida harakatdagi kuzatuvchi uchun vaqt sekinlashadi, chunki bu sifat bilimidir. Ammo vaqt/vaqt kengayishidagi bu farqni qanday hisoblashni bilish butunlay yangi narsadir. Miqdoriy tushuncha bilan tenglamani kiritish va kengayishni hal qilish mumkin,
Fizikadagi tushunchaning ham sifat, ham miqdoriy tomonlarini o‘rganish orqaligina uni «haqiqatan» tushunish mumkin.
Oxirgi bo'limda biz fan tilining turli qismlari, birliklar, grafiklar va formulalar bilan tanishdik va formulalarni tushunish uchun to'rtta bosqich borligini ko'rsatdik. Ushbu bo'limda biz oxirgi ikki bosqichni muhokama qilamiz va ularni konteynerdagi gazning bir xil misoli bilan ko'rsatamiz, bu erda:
p = nRT/V.
Sifatli tekshirish.
Formulaning birinchi tekshiruvi nisbatan sodda: agar siz tenglamadagi o’zgaruvchilardan birini o’zgartirsangiz, qiziqish miqdori to’g’ri o’zgaradimi? Masalan, idishdagi harorat oshirilsa, bosim qanday o'zgarishi kerak? Ishlatilgan buzadigan amallar bo'yoq qutisini olovga tashlash haqida o'ylab ko'ring (lekin urinmang!). Konserva portlamaguncha idishdagi bosim kuchayishi aniq. Bu yuqoridagi formulaga mos keladimi? Ifodada T ni oshirsangiz va qolgan hamma narsani (n, R va V) bir xil saqlasangiz, p ham ortadi. Shunday qilib, formula siz haqiqat deb bilgan narsangizga sifat jihatidan mos keladi. Agar shunday bo’lmasa, formula noto’g’ri ekanligini darhol bilib olasiz. Endi siz davom etishingiz va qolgan o’zgaruvchilarni tekshirishingiz mumkin: agar ovoz balandligini oshirsam, bosim oshishi yoki kamayishi kerakmi va formula to’g’ri natija beradimi.
Miqdoriy tekshirish.
Miqdoriy tekshirish ba'zi matematikani o'z ichiga oladi va biroz hiyla-nayrang bo'lishi mumkin, ammo har qanday ko'nikma kabi, zarur bo'lgan narsa bu biroz mashqdir. Bu erda biz 3-bosqichga qaraganda batafsilroq savol beramiz, ya'ni men bitta o'zgaruvchini biron bir omil bilan o'zgartirsam, natija qaysi omilga o'zgaradi? Shunga qaramay, barcha boshqa o'zgaruvchilarni bir xil saqlash juda muhimdir. Bu miqdoriy savol, chunki endi bizga raqamli javob kerak. Misol uchun, agar haroratni ikki baravar oshirsam (ya'ni, haroratni 2 marta oshirsam) bosim qanday o'zgaradi? Bu siz javob beradigan savol emas, darhol. Shunday qilib, birinchi navbatda, formuladan javobni qanday chiqarishni o'rganishimiz kerak. Ikkinchidan, bu javob to'g'ri yoki yo'qligini aniqlash uchun tajriba o'tkazishimiz kerak. Bir miqdor (bosim) boshqasiga (haroratga) qanday o'zgarishi bog'liqlik deyiladi, boshqacha aytganda, u savolga javob beradi: bir narsa boshqasiga qanday bog'liq.
Ushbu bo'limdan eng muhim xulosa shundan iboratki, formuladan foydali ma'lumotlarni olishimiz uchun uning har bir jihatini bilishimiz yoki tushunishimiz shart emas. Biz hamma narsani bilmasdan, ba'zi savollarga javob berishimiz mumkin. Agar bu bo'lmaganida, fizika va fan hech qachon rivojlanmagan bo'lar edi, chunki hech kim hamma narsani tushunmaydi!