10 Wetenschappelijke Wetten En Theorieën Die U Echt Moet Weten

{h1}

10 wetenschappelijke wetten en theorieën die u moet weten, worden in dit artikel van WordsSideKick.com uitgelegd. Leer de 10 wetenschappelijke wetten en theorieën die u moet kennen.

Wetenschappers hebben veel hulpmiddelen ter beschikking wanneer ze proberen te beschrijven hoe de natuur en het universum als geheel werken. Vaak reiken ze eerst naar wetten en theorieën. Wat is het verschil? EEN wetenschappelijke wetgeving kan vaak worden teruggebracht tot een wiskundige verklaring, zoals E = mc²; het is een specifieke verklaring op basis van empirische gegevens, en de waarheid ervan is over het algemeen beperkt tot een aantal voorwaarden. In het geval van E = mc² verwijst c bijvoorbeeld naar de snelheid van het licht in een vacuüm.

EEN wetenschappelijke theorie probeert vaak een verzameling bewijsmateriaal of waarnemingen van bepaalde verschijnselen samen te vatten. Het is over het algemeen - maar lang niet altijd - een grotere, toetsbare uitspraak over hoe de natuur werkt. Je kunt een wetenschappelijke theorie niet noodzakelijkerwijs reduceren tot een kernachtige uitspraak of vergelijking, maar het geeft wel iets fundamenteels weer over hoe de natuur werkt.

Beide wetten en theorieën zijn afhankelijk van basiselementen van de wetenschappelijke methode, zoals het genereren van een hypothese, het testen van dat uitgangspunt, het vinden (of niet vinden) van empirisch bewijs en het bedenken van conclusies. Uiteindelijk moeten andere wetenschappers in staat zijn om de resultaten te repliceren als het experiment bestemd is om de basis te worden voor een algemeen geaccepteerde wet of theorie.

In dit artikel zullen we kijken naar 10 wetenschappelijke wetten en theorieën die je misschien zou willen opfrissen, zelfs als je niet vindt dat je zo'n scan-elektronenmicroscoop vaak gebruikt. We beginnen met een knal en gaan verder met de basiswetten van het universum, voordat we evolutie raken. Ten slotte pakken we wat meer headier materiaal aan en duiken we in het rijk van de kwantumfysica.

10. Big Bang Theory

10 Wetenschappelijke wetten en theorieën die u echt moet weten: wetenschappelijke

De oerknaltheorie © 2018 WordsSideKick.com

Als je één wetenschappelijke theorie gaat kennen, maak er dan een van die verklaart hoe het universum tot zijn huidige staat is gekomen. Gebaseerd op onderzoek van oa Edwin Hubble, Georges Lemaitre en Albert Einstein, het oerknaltheorie postuleert dat het universum bijna 14 miljard jaar geleden begon met een enorme expansie. In die tijd was het universum beperkt tot een enkel punt, dat alle materie van het universum omvatte. Die originele beweging gaat vandaag door, terwijl het universum zich steeds verder uitbreidt.

De theorie van de oerknal kreeg brede steun in de wetenschappelijke gemeenschap nadat Arno Penzias en Robert Wilson ontdekten kosmische microgolf achtergrondstraling in 1965. Met behulp van radiotelescopen ontdekten de twee astronomen kosmische ruis, oftewel statische elektriciteit, die in de loop van de tijd niet verdween. In samenwerking met Princeton-onderzoeker Robert Dicke bevestigde het paar de hypothese van Dicke dat de oorspronkelijke oerknal een laag niveau straling achterliet die overal in het universum kon worden opgespoord.

9. Hubble's wet van kosmische expansie

10 Wetenschappelijke wetten en theorieën die u echt moet weten: wetten

Hubble en zijn beroemde wet hielpen om de beweging van de sterrenstelsels van het universum te kwantificeren. © 2018 WordsSideKick.com

Laten we even bij Edwin Hubble blijven. Terwijl de jaren twintig voorbij holden en de Grote Depressie voorbijsnelde, deed Hubble baanbrekend astronomisch onderzoek. Hubble bewees niet alleen dat er naast de Melkweg andere melkwegstelsels waren, hij ontdekte ook dat deze melkwegstelsels wegzagen van de onze, een beweging die hij noemde recessie.

Om de snelheid van deze galactische beweging te kwantificeren, stelde Hubble voor Hubble's wet van kosmische expansie, ook bekend als de wet van Hubble, een vergelijking die zegt: snelheid = H × afstand. Snelheid vertegenwoordigt de recessiesnelheid van het sterrenstelsel; H is de Hubble-constante, of parameter die de snelheid aangeeft waarmee het universum expandeert; en afstand is de afstand van het sterrenstelsel van degene waarmee het wordt vergeleken.

Hubble's constante is berekend met verschillende waarden in de loop van de tijd, maar de huidige geaccepteerde waarde is 70 kilometer per seconde per megaparsec, waarbij de laatste een eenheid van afstand is in de intergalactische ruimte [bron: Wit]. Voor onze doeleinden is dat niet zo belangrijk. Het belangrijkste is dat de wet van Hubble een beknopte methode biedt voor het meten van de snelheid van een melkweg in relatie tot de onze. En misschien nog belangrijker, de wet stelde vast dat het universum bestaat uit vele sterrenstelsels, waarvan de bewegingen teruggaan naar de oerknal.

8. Kepler's Wetten van Planetaire Beweging

10 Wetenschappelijke wetten en theorieën die u echt moet weten: theorieën

De wet van Kepler op gebieden © 2018 WordsSideKick.com

Eeuwenlang vochten wetenschappers met elkaar en met religieuze leiders over de banen van de planeten, vooral of ze om onze zon draaiden. In de 16e eeuw bracht Copernicus zijn controversiële concept van een heliocentrisch zonnestelsel naar voren, waarin de planeten rond de zon draaiden - niet de aarde. Maar het zou Johannes Kepler, voortbouwend op het werk van Tyco Brahe en anderen, nodig hebben om een ​​duidelijke wetenschappelijke basis te leggen voor de bewegingen van de planeten.

Kepler drie wetten van planetaire beweging - gevormd in het begin van de 17e eeuw - beschrijf hoe planeten om de zon draaien. De eerste wet, ook wel de wet van banen, stelt dat planeten in een elliptische baan rond de zon cirkelen. De tweede wet, de wet van gebieden, stelt dat een lijn die een planeet met de zon verbindt een gelijk gebied bedekt over gelijke tijdsperioden.Met andere woorden, als u het gebied meet dat is gecreëerd door een lijn van de aarde naar de zon te tekenen en de beweging van de aarde over 30 dagen te volgen, zal het gebied hetzelfde zijn, ongeacht waar de aarde zich in zijn baan bevindt wanneer de metingen beginnen.

De derde, de wet van tijdvakken, stelt ons in staat om een ​​duidelijke relatie vast te stellen tussen de baanperiode van een planeet en de afstand tot de zon. Dankzij deze wet weten we dat een planeet die relatief dicht bij de zon staat, zoals Venus, een veel kortere omlooptijd heeft dan een verre planeet, zoals Neptunus.

7. Universele wet van zwaartekracht

10 Wetenschappelijke wetten en theorieën die u echt moet weten: wetenschappelijke

Dankzij de universele wet van Newton kunnen we de zwaartekracht tussen twee objecten berekenen. © 2018 WordsSideKick.com

We kunnen het nu als vanzelfsprekend beschouwen, maar meer dan 300 jaar geleden heeft Sir Isaac Newton een revolutionair idee voorgesteld: dat twee objecten, ongeacht hun massa, zwaartekracht naar elkaar toe oefenen. Deze wet wordt vertegenwoordigd door een vergelijking die veel middelbare scholieren tegenkomen in de fysica klas. Het gaat als volgt:

F = G × [(m1m2) / R2]

F is de zwaartekracht tussen de twee objecten, gemeten in Newton. M1 en m2 zijn de massa's van de twee objecten, terwijl r is de afstand tussen hen. G is de zwaartekrachtsconstante, een getal dat momenteel wordt berekend op 6.672 × 10-11 N m2 kg-2 [bron: Weisstein].

Het voordeel van de universele wet van de zwaartekracht is dat het ons in staat stelt de aantrekkingskracht tussen twee objecten te berekenen. Dit vermogen is vooral handig wanneer wetenschappers bijvoorbeeld van plan zijn om een ​​satelliet in een baan te brengen of de loop van de maan in kaart te brengen.

6. Newton's bewegingswetten

10 Wetenschappelijke wetten en theorieën die u echt moet weten: moet

De tweede bewegingswet van Newton © 2018 WordsSideKick.com

Zolang we het hebben over een van de grootste wetenschappers die ooit heeft geleefd, laten we verder gaan met de andere beroemde wetten van Newton. Zijn drie bewegingswetten vormen een essentieel onderdeel van de moderne natuurkunde. En net als veel wetenschappelijke wetten zijn ze tamelijk elegant in hun eenvoud.

De eerste van de drie wetten stelt dat een object in beweging in beweging blijft tenzij het wordt beïnvloed door een kracht van buitenaf. Voor een bal die over de vloer rolt, kan die uitwendige kracht de wrijving tussen de bal en de vloer zijn, of het kan de peuter zijn die de bal in een andere richting schopt.

De tweede wet legt een verband tussen de massa van een voorwerp (m) en de versnelling ervan (een), in de vorm van de vergelijking F = m × een. F vertegenwoordigt kracht, gemeten in Newtons. Het is ook een vector, wat betekent dat het een richtingscomponent heeft. Door zijn versnelling heeft die bal die over de vloer rolt een bijzonder vector, een richting waarin het reist, en het wordt verantwoord bij het berekenen van de kracht.

De derde wet is nogal pittig en moet u bekend voorkomen: voor elke actie is er een gelijke en tegenovergestelde reactie. Dat wil zeggen, voor elke kracht die op een object of oppervlak wordt uitgeoefend, duwt dat object met gelijke kracht terug.

5. Wetten van de thermodynamica

10 Wetenschappelijke wetten en theorieën die u echt moet weten: echt

De wetten van de thermodynamica in actie © 2018 WordsSideKick.com

De Britse natuurkundige en romanschrijver C.P. Snow zei ooit dat een nonscientist die de tweede wet van de thermodynamica niet kende, een wetenschapper was die nog nooit Shakespeare had gelezen [bron: Lambert]. Snow's beroemde verklaring was bedoeld om zowel het belang van thermodynamica als de noodzaak voor nonscientisten te benadrukken om erover te leren.

Thermodynamica is de studie van hoe energie werkt in een systeem, of het nu een motor of de kern van de aarde is. Het kan worden teruggebracht tot verschillende basiswetten, die Snow op slimme wijze als volgt heeft samengevat [bron: Physics Planet]:

  • Je kunt niet winnen.
  • Je kunt niet break-even.
  • Je kunt het spel niet stoppen.

Laten we deze een beetje uitpakken. Door te zeggen dat je niet kunt winnen, bedoelde Snow dat omdat materie en energie worden behouden, je er niet één kunt krijgen zonder iets van de ander op te geven (d.w.z. E = mc²). Het betekent ook dat voor een motor om werk te produceren, je warmte moet leveren, hoewel in iets anders dan een perfect gesloten systeem, enige warmte onvermijdelijk verloren gaat voor de buitenwereld, wat dan leidt tot de tweede wet.

De tweede verklaring - je kunt niet break-even - betekent dat je door de steeds groter wordende entropie niet kunt terugkeren naar dezelfde energietoestand. Energie geconcentreerd op één plek zal altijd naar plaatsen met een lagere concentratie stromen.

Tot slot, de derde wet - je kunt het spel niet stoppen - verwijst naar het absolute nulpunt, de laagste theoretische temperatuur mogelijk, gemeten bij nul Kelvin of (minus 273,15 graden Celsius en minus 459,67 graden Fahrenheit). Wanneer een systeem het absolute nulpunt bereikt, stoppen moleculen alle beweging, wat betekent dat er geen kinetische energie is en de entropie zijn laagst mogelijke waarde bereikt. Maar in de echte wereld, zelfs in de uitsparingen van de ruimte, is het onmogelijk om absoluut nul te bereiken - je kunt er maar heel dichtbij komen.

4. Het drijfvermogenprincipe van Archimedes

10 Wetenschappelijke wetten en theorieën die u echt moet weten: wetten

Het drijfvermogen houdt alles, van rubberen eenden tot oceaanstomers op peil. © 2018 WordsSideKick.com

Nadat hij zijn principe van drijfvermogen had ontdekt, riep de oude Griekse geleerde Archimedes naar verluidt "Eureka!" en liep naakt door de stad Syracuse. De ontdekking was zo belangrijk. Het verhaal gaat dat Archimedes zijn grote doorbraak beleefde toen hij merkte dat het water opsteeg toen hij in de kuip kwam [bron: Quake].

Volgens Het drijfvermogenprincipe van Archimedes, de kracht die op een drijvend of gedeeltelijk ondergedompeld voorwerp inwerkt of drijft, is gelijk aan het gewicht van de vloeistof die het voorwerp verplaatst. Dit soort principes heeft een enorm scala aan toepassingen en is essentieel voor berekeningen van dichtheid, evenals het ontwerpen van onderzeeërs en andere zeeschepen.

3. Evolutie en natuurlijke selectie

10 Wetenschappelijke wetten en theorieën die u echt moet weten: echt

Een hypothetisch (en vereenvoudigd) voorbeeld van hoe natuurlijke selectie bij kikkers kan spelen. © 2018 WordsSideKick.com

Nu we enkele van de fundamentele concepten hebben opgesteld over hoe ons universum begon en hoe natuurkunde in ons dagelijks leven speelt, laten we onze aandacht richten op de menselijke vorm en hoe we zouden worden zoals we zijn. Volgens de meeste wetenschappers heeft al het leven op aarde een gemeenschappelijke voorouder. Maar om de immense hoeveelheid verschil tussen alle levende organismen te produceren, moesten bepaalde soorten evolueren naar verschillende soorten.

In fundamentele zin gebeurde deze differentiatie door evolutie, door afdaling met aanpassing [bron: UCMP]. Populaties van organismen ontwikkelden verschillende kenmerken, via mechanismen zoals mutatie. Degenen met kenmerken die gunstiger waren voor overleving, zoals een kikker wiens bruine kleur het mogelijk maakt om te worden gecamoufleerd in een moeras, werden van nature geselecteerd om te overleven; vandaar de term natuurlijke selectie.

Het is mogelijk om beide theorieën uitgebreider uit te diepen, maar dit is de fundamentele en baanbrekende ontdekking die Darwin in de 19e eeuw deed: dat evolutie door natuurlijke selectie de enorme diversiteit van het leven op aarde verklaart.

2. Theorie van algemene relativiteit

10 Wetenschappelijke wetten en theorieën die u echt moet weten: echt

Einstein's theorie van algemene relativiteit heeft ons begrip van het universum veranderd. © 2018 WordsSideKick.com

Albert Einstein's theorie van de algemene relativiteitstheorie blijft een belangrijke en essentiële ontdekking omdat het permanent veranderde hoe we naar het universum kijken. Einsteins belangrijkste doorbraak was om te zeggen dat ruimte en tijd niet absoluut zijn en dat zwaartekracht niet eenvoudig een kracht is die wordt toegepast op een voorwerp of massa. Integendeel, de zwaartekracht geassocieerd met een massa kromt de ruimte en tijd (vaak de ruimte-tijd genoemd) daaromheen.

Om dit te conceptualiseren, stel je voor dat je over de aarde reist in een rechte lijn, richting het oosten, beginnend ergens op het noordelijk halfrond. Na een tijdje, als iemand je positie op een kaart zou bepalen, zou je feitelijk zowel oost als ver ten zuiden van je oorspronkelijke positie zijn. Dat komt omdat de aarde gebogen is. Om direct naar het oosten te reizen, zou je rekening moeten houden met de vorm van de Aarde en een beetje noordwaarts hellen. (Denk aan het verschil tussen een platte papieren kaart en een bol.)

De ruimte is vrijwel hetzelfde. Bijvoorbeeld, voor de inzittenden van de shuttle die in een baan om de aarde cirkelt, kan het lijken alsof ze op een rechte lijn door de ruimte reizen. In werkelijkheid wordt de ruimte-tijd om hen heen gebogen door de zwaartekracht van de aarde (zoals bij elk groot object met een enorme zwaartekracht zoals een planeet of een zwart gat), waardoor ze zowel naar voren bewegen als lijken te draaien om de aarde.

De theorie van Einstein had enorme implicaties voor de toekomst van astrofysica en kosmologie. Het verklaarde een kleine, onverwachte anomalie in de baan van Mercurius, liet zien hoe sterrenlicht verbuigt en legde de theoretische basis voor zwarte gaten.

1. Het onzekerheidsprincipe van Heisenberg

10 Wetenschappelijke wetten en theorieën die u echt moet weten: theorieën

Is het een deeltje, een golf of beide? © 2018 WordsSideKick.com

Einstein's bredere relativiteitstheorie vertelde ons meer over hoe het universum werkt en heeft geholpen de basis te leggen voor de kwantumfysica, maar het heeft ook meer verwarring geïntroduceerd in de theoretische wetenschap. In 1927 leidde dit besef dat de wetten van het universum in sommige contexten flexibel waren, tot een baanbrekende ontdekking door de Duitse wetenschapper Werner Heisenberg.

In het postuleren van zijn Onzekerheidsprincipe, Heisenberg besefte dat het onmogelijk was om gelijktijdig, met een hoge mate van precisie, twee eigenschappen van een deeltje te kennen. Met andere woorden, je kunt de positie van een elektron met een hoge mate van zekerheid kennen, maar niet zijn momentum en omgekeerd.

Niels Bohr deed later een ontdekking die het principe van Heisenberg verklaart. Bohr ontdekte dat een elektron de kwaliteiten van zowel een deeltje als een golf heeft, een begrip dat bekend staat als golf-deeltjes dualiteit, dat een hoeksteen van de kwantumfysica is geworden. Dus als we de positie van een elektron meten, behandelen we het als een deeltje op een specifiek punt in de ruimte, met een onzekere golflengte. Wanneer we het momentum meten, behandelen we het als een golf, wat betekent dat we de amplitude van zijn golflengte kunnen kennen, maar niet de locatie.

Blijf lezen voor meer wetenschappelijke dingen die je misschien leuk vindt.

Laatste redactionele update op 12 sep. 2018 02:11:02 pm.

Is 'Young Blood' de fontein van de jeugd?

Is 'Young Blood' de fontein van de jeugd?

Een startup raadt de antiverouderingseffecten aan van transfusie van het bloed van tieners bij oudere mensen. Spullen die ze niet willen laten onderzoeken.



Video Supplement: Hoe GEVAARLIJK is CANADA?! - Strikt Geheim.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com