Fysiikka on kiinnostava aihe erityisesti siksi, että sitä on kaikkialla ympärillämme. Se on tiede, joka tutkii ympäröivän maailmankaikkeuden lainalaisuuksia eli sitä, miten maailmankaikkeus toimii. Jos haluat syventää ymmärrystäsi fysiikasta, tutustu fysiikan kurssi.
Fysiikan kiinnostuksen kohteita ovat perustavanlaatuiset luonnon ilmiöt, kuten vaikkapa painovoima ja magnetismi, eli se pyrkii kuvaamaan kuinka maailma jopa koko maailmankaikkeus ympärillämme rakentuu ja millaista vuorovaikutus sen eri osasten välillä on. Tämä tekee siitä tieteenä erityisen mielenkiintoisen. Fysiikan tarkkaa syntyaikaa tieteenä on mahdotonta tietää, mutta ihmisillä on joka tapauksessa aina ollut perustavanlaatuinen tarve tutkia ja pyrkiä selittämään ympärillään olevaa maailmaa. Ei siis ihme, jos se kiinnostaa sinuakin!
Tämänkertaiseen artikkeliimme olemme koonneet mielenkiintoisia fysiikan faktoja eri aihepiireistä. Jos nippelitiedot ja fysiikan käsitteet innostavat sinua, jatka lukemista, sillä kerromme myös esimerkkejä fysiikan eri osa-alueista sekä kuinka niiden opiskelussa voi päästä alkuun. Tervetuloa mukaan!
Mielenkiintoisia fysiikan faktoja
Oletko koskaan miettinyt, kuinka älypuhelimesi kosketusnäyttö toimii? Miksi näyttö toimii paljaalla sormella koskiessa, mutta ei hanska kädessä? Syy piilee siinä, että ihminen johtaa sähköä! Tällaisen kapasitiivisen kosketusnäytön toiminta perustuu sähkökentän muutosten mittaamiseen. Tavalliset hanskat toimivat yleensä eristeenä ja estävät sähkön johtamisen näytölle, kun taas erityisiin kosketusnäyttöhanskoihin on voitu lisätä sähköä johtavaa lankaa tai muuta materiaalia.
Entä oletko ihmetellyt, miksi jotkut esineet kelluvat mutta toiset eivät? Olet saattanut esimerkiksi huomata, että osa hedelmistä kelluu veden pinnalla ja osa uppoaa pohjaan. Tässä on kyse kappaleen tiheydestä: kappale uppoaa, jos sen tiheys on nesteen tiheyttä suurempi ja vastavuoroisesti se kelluu, jos tiheys on nesteen tiheyttä pienempi.
Hevosvoima puolestaan on vanha, monille tuttu moottorin tehoa kuvaama yksikkö, joka aikanaan kehitettiin vertaamaan höyrykoneen ominaisuuksia perinteisesti käytettyihin työhevosiin. Vastaako yksi hevonen siis yhtä hevosvoimaa? Toisin kuin nimestä voisi äkkiseltään päätellä, yksi hevonen ei suinkaan tuota vain yhtä hevosvoimaa: on arvioitu, että yksi hevonen voisi vastata jopa 15 hevosvoimaa.
Fysiikan opiskelu netissä on myös oiva vaihtoehto uuden oppimiseen!
Fysikaalisiin perusvuorovaikutuksiin lukeutuva painovoima on fysiikan perussanastoa ja niin arkipäiväinen asia, ettei sitä aina edes tule ajatelleeksi monien ilmiöiden aiheuttajana. Esimerkiksi vuorovesi johtuu Kuun vetovoimasta: Kuuta lähimpänä olevalla maapallon alueella vesi pyrkii nousemaan Kuuta kohti. Tiesitkö, että myös Aurinko myötävaikuttaa vuoroveden syntyyn, vaikkakin Kuuta heikommin?
Suomen pakkasennätys on noin -50 °C ja koko maapallon noin -90 °C. Ne kuulostavat äärimmäisen kylmiltä, mutta kuitenkin kalpenevat absoluuttisen nollapisteen rinnalla. Termodynamiikassa sillä tarkoitetaan aineen lämpötilan alarajaa, jossa atomien lämpöliikettä ei enää ole. Celciusasteissa tämä lämpötila on huikealta kuulostava -273,15! Erityisen mielenkiintoinen se on siksi, että sitä on mahdotonta saavuttaa – laboratorio-olosuhteissa on kuitenkin päästy hyvin lähelle sitä.
Saavuttamattomissamme niin ikään on valonnopeus, jota Albert Einsteinin kehittämän suhteellisuusteorian mukaan mikään massallinen kappale ei voi saavuttaa. Valonnopeus on melkein 300 000 kilometriä sekunnissa eli yli 1 000 000 000 kilometriä tunnissa. Aurinko on toden totta kaukana, sillä valon matka Auringosta Maahan kestää yli kahdeksan minuuttia!
Kun suuntaa katseensa taivaalle ja avaruuteen, tuntee itsensä äkkiä hyvin pieneksi. Tiesitkö, että maapallosta kauimpana sijaitseva ihmisten rakentama laite on vuonna 1977 matkaan lähetetty luotain Voyager 1? Luotain jatkaa yhä matkaansa, ja vuosikymmenten varrella se on kulkenut miljardeja ja taas miljardeja kilometrejä. Maailmankaikkeuden mittasuhteita kuvaa hyvin se, että vaikka luotain kiitää huikeaa vauhtia, sillä kesti yli 30 vuotta päästä edes oman aurinkokuntamme ulkopuolelle.
Tarinoita menneisyydestä
Luonnon lainalaisuudet ovat aina ja kaikkialla läsnä, ja toisinaan ne voivat konkretisoitua yllättävissäkin paikoissa. Fysiikka on kokeellista tiedettä, jossa teorioita testataan käytännön kokein – näin on tehty kautta aikojen. Vuosisatojen varrelta on monia kiehtovia tarinoita erilaisista fysiikkaan liittyvistä oivalluksista ja kokeista.
Hyvä esimerkki on tarina kreikkalaisesta tieteilijästä Arkhimedeesta ja hänen keksimästään Arkhimedeen laista. Kuuluisan tarinan mukaan Arkhimedes istuutui kylpyyn ja huomasi, että veden pinta nousi. Tästä hän päätteli, että syrjäytetyn veden tilavuuden on oltava yhtä suuri kuin pinnan alle menneen ruumiinsa.
Tarina kertoo, että Arkhimedes oli oivalluksestaan niin innoissaan, että juoksi Syrakusan kaduilla alasti – oli tarina tosi tai ei, on syntynyt Arkhimedeen laki seuraava: kun kappale upotetaan nesteeseen, kohdistuu kappaleeseen ylöspäin työntävä voima, joka on samansuuruinen kappaleen syrjäyttämän nestemäärän painon kanssa.
Toinen hauska tarina liittyy englantilaiseen tiedemieheen Isaac Newtoniin. Hänen kerrotaan istuskelleen puutarhassa omenapuun alla, kun omena yhtäkkiä putosi hänen päähänsä. Kertomuksen mukaan tämä sai Newtonin pohtimaan painovoimaa, ja tuloksena syntyi Newtonin painovoimalaki!
Kolmas mielenkiintoinen tapaus on italialaisen Galileo Galilein Pisan kaltevassa tornissa suorittama koe. Kerrotaan, että Galilei pudotti tornista kaksi eripainoista kuulaa osoittaakseen, että putoamiseen kuluva aika ei riipu kappaleen massasta. Kuulat osuivat maahan käytännössä samanaikaisesti. Tarkoituksena oli siis todistaa vääräksi Aristoteleen näkemys, jonka mukaan painavammat esineet putoavat nopeammin kuin kevyemmät.
Fysiikan eri osa-alueet
Kuulostavatko edellä mainitut faktat kiinnostavilta vai innostavatko historian tunnetut fyysikot sinua testaamaan fysiikan teorioita käytännössä? Vaikka paljon on jo vuosikymmenten ja -satojen aikana tutkittu, riittää maailmassa vielä tutkittavaa tuleville fyysikoille!
Vaikka koulun fysiikan tunneilla käsitellään monipuolisesti eri fysiikan osa-alueita, puhutaan siellä usein vain fysiikasta – näin tehdään myös arkikielessä. Ei pidä kuitenkaan ajatella, että fysiikka olisi vain yksi yhtenäinen kokonaisuus. Se on valtavan laaja käsite ja pikemminkin kattotermi, joka voidaan jakaa tarkempiin erilaisiin osa-alueisiin. Niitä ovat muun muassa:
- Mekaniikka: kappaleiden liikkeet
- Termodynamiikka eli lämpöoppi: lämpötilan ja lämpöenergian ilmiöt
- Sähköoppi: sähköilmiöt
- Astrofysiikka: taivaankappaleiden ominaisuudet
- Ydinfysiikka: atomien ytimet
- Teoreettinen fysiikka: kokeiden sijaan pääpaino teoriassa
Tutkijat erikoistuvat yleensä johonkin tiettyyn alueeseen, joten jos fysiikka ja ehkä jopa fysiikan opiskelu korkeakoulussa kiinnostaa, voi olla hyvä idea pohtia, mikä fysiikan ala itseä erityisesti kiinnostaa. Fysikaaliset ilmiöt ovat kokonaisuutena äärimmäisen kiinnostavia ja fysiikan laaja tuntemus on aina hyvästä, mutta yleensä jo opiskeluvaiheessa tulee vastaan aika valita oma erikoistumissuunta.
Kun haluat oppia lisää kiinnostavia fysiikan faktoja tai fysiikan teoria kiinnostaa, on hyvää materiaalia itsenäiseen opiskeluun runsaasti saatavilla. Aiheeseen liittyvää kirjallisuutta voi löytää kirjastosta, ja lisäksi internet on tunnetusti tiedon todellinen aarreaitta. Hyvänä vinkkinä mainittakoon, että asiantuntevien tahojen tekemät opetusvideot havainnollistavat opiskeltavia asioita erinomaisesti ja toimivat hyvin fysiikan opetuksessa ja itsenäisessä opiskelussa.
Kannattaa muistaa, että luonnontieteet ovat lähellä toisiaan ja useilla aloilla ne limittyvät toisiinsa. Esimerkiksi matematiikan osaaminen on erittäin tärkeää fysiikkaa opiskellessa, joten kannattaa panostaa myös siihen!
Jos opintoihin kaipaa opastusta tai haluaa varmistaa hyvät tulokset, on fysiikan yksityisopetus ehdottomasti harkinnan arvoista. Asiantunteva fysiikan opettaja tai tuutori laatii oppilaalle juuri tämän omia tarpeita ja kiinnostuksen kohteita vastaavan opetuskokonaisuuden, jolloin tunneilla voidaan perehtyä juuri siihen, mikä oppilasta itseään kiinnostaa – vaikkapa teoreettisen fysiikan perusteisiin.
Opiskelun aloittaminen ei ole ollenkaan vaikeaa, sillä fysiikan yksityistunteja voi tänä päivänä löytää netistä. Kannattaa huomata, että nykyään tunteja järjestetään myös etäyhteydellä – käytännön kokeita on vaikeaa tehdä etänä, mutta muutoin nykyaikaisten sähköisten työkalujen ansiosta etäyhteydellä opiskelu on aivan yhtä toimiva ratkaisu kuin perinteinen kasvokkain opetuskin!
Jos haluat oppia fysiikkaa, ota suunnaksi Superprof ja löydä juuri sinulle sopiva fysiikan yksityisopettaja!
Piditkö tästä artikkelista? Jätä arvostelu!
Ladataan...
