6 Die Aufgabe der Physik 1 Viele Menschen befassen sich mit dem Aufbau und den Gesetzmäßigkeiten der Natur. Sie erforschen den Makrokosmos, das Weltall, die Welt, in der wir uns täglich bewegen, und auch den Mikrokosmos, die Welt der Atome und Elementarteilchen. Du kannst dir vorstellen, dass diese Forschungen sehr umfangreich sind. Daher haben sich im Laufe der Zeit mehrere Naturwissenschaften entwickelt. Die Chemie beschäftigt sich mit den Elementen und Stoffen, aus denen die unterschiedlichen Körper in der Natur bestehen. Die Biologie erforscht, was in der Natur lebt und wie Leben entstanden sein könnte. Und dann gibt es die Physik. Physik (physics) stammt vom griechischen Wort „physis“ ab, das so viel wie Natur bedeutet. Dementsprechend ist die Physik die Lehre über die Natur und befasst sich mit ihren grundlegenden Vorgängen und Gesetzen. Eng mit der Physik verbunden sind die Astronomie (die Lehre vom Weltall), die Geophysik (die Lehre von unserer Erde und den Planeten) und die Meteorologie (die Wetterkunde). Physikerinnen und Physiker versuchen, ihre Fragen über die Natur so richtig und genau wie möglich zu beantworten. Zuerst vermuten sie Antworten und nennen diese Vermutungen „Hypothesen“. Diese überprüfen sie durch Experimente und Berechnungen. Können diese Hypothesen bestätigt werden, so werden sie zu einer „Theorie“ zusammengefasst. Diese erlaubt die Erklärung von Naturerscheinungen und ermöglicht Vorhersagen. Die Naturgesetze existieren aber auch unabhängig davon, ob sie irgendjemand findet. Zur genauen Beobachtung werden häufig Experimente durchgeführt. Sie ermöglichen eine genaue Untersuchung von Naturphänomenen. Dabei werden diese nicht nur genau beobachtet, sondern durch verschiedene Messungen mit geeigneten Messgeräten beschrieben. Diese Ergebnisse sollen gefundene Naturgesetze und ihre Deutung bestätigen. Du kannst dir vorstellen, dass es nicht immer einfach ist, Naturvorgänge genau zu verstehen. Manchmal gelingt das überhaupt nicht oder nur vereinfacht. Daher arbeitet man in der Physik mit Modellen. Diese Modelle verschaffen uns eine möglichst genaue Vorstellung von der Natur. Abb. 1.3 zeigt, wie man durch Modelle vereinfachen kann. Jeder Schritt der Vereinfachung erleichtert die Beschreibung. So kann man z. B. jeden Körper zunächst als Punkt betrachten. Wir nennen ihn einen Massenpunkt. Die Kenntnis der Naturgesetze ermöglicht es, Naturvorgänge zu verstehen und ihre Abläufe vorherzusagen. Beispiele dafür sind die Wettervorhersage oder die von Sonnen- und Mondfinsternissen. Die Physikerinnen und Physiker können aber auch vorausberechnen, welche Kräfte beim Start eines Raumschiffes auf Astronautinnen und Astronauten einwirken. Da die Naturwissenschaft Physik so umfangreich ist, wird sie selbst wieder in Teilgebiete unterteilt, und zwar in Mechanik, Akustik, Wärmelehre, Elektrizität und Magnetismus, Optik, Aufbau der Materie. Die Technik1 (engineering) hat die Aufgabe, die Erkenntnisse der Naturwissenschaften durch den Menschen und für den Menschen nutzbar zu machen. 1 Das Wort Technik leitet sich aus dem griechischen Wort techne (für Kunst) ab. Was machen Physikerinnen und Physiker eigentlich? 1.1 Biologie – Die Zelle stellt die kleinste Einheit des Lebens dar. 1.2 Chemie – Alle Stoffe sind aus Atomen zusammengesetzt. 1.3 Modellbildung. Vom realen Objekt bis zum Massenpunkt. 1.1 Finde weitere Beispiele für die Nutzbarmachung der Naturwissenschaften. 1.2 Recherchiere, womit sich die Bionik beschäftigt. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: Die Physik beschäftigt sich mit der Entdeckung, Beschreibung und Erklärung der Naturgesetze. Nur zu Prüfzwecken – Eigent m des Verlags öbv
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