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Was ist Physik? 06:00 min

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Transkript Was ist Physik?

Hallo und herzlich willkommen zu Physik mit Kalle. Wir wollen uns heute mit Grundlagen beschäftigen, und zwar mit der Frage, was ist Physik? Wir lernen heute, was Physik eigentlich ist, mit welchen Methoden sie arbeitet. Und wie diese Methoden arbeiten, wollen wir uns im letzten Kapitel am Beispiel der Schwerkraft kurz ansehen. Dann mal los. Was ist denn nun Physik? Die Antwort auf diese Frage ist gar nicht so einfach. Jeder tendiert dazu, etwas anderes zu erzählen. Ich versuch es möglichst einfach zu halten und sage mal, die Physik, der Name kommt übrigens vom altgriechischen Physis, das heißt so viel, wie, die Natur, ist die Lehre von der Natur. Sie untersucht die in der Natur ablaufenden Vorgänge und versucht, Naturgesetze zu finden. Die Physik wird angetrieben durch die Neugier der Menschen. Falls ihr euch jemals gefragt habt, woher eigentlich genau ein Regenbogen kommt, wie Feuer funktioniert und wovon es abhängt, wie heiß es ist oder warum zum Beispiel Holz schwimmt und Steine nicht. Dies sind Fragen, die die Physik beantworten will. Und wie sie das tut, das sehen wir uns im nächsten Kapitel an. Ganz grob gesagt, kann man die Physik in zwei Bereiche unterteilen. Der 1. Bereich ist die sogenannte Experimentalphysik. Ihre Aufgabe ist es, z. B. durch Experimente, Erkenntnisse über physikalische Vorgänge zu sammeln. Dieses Vorgehen nennt man auch Empirie, das kommt vom altgriechischen Empeiria und bedeutet Erfahrung. Der 2. Bereich ist die theoretische Physik. Ihre Aufgabe ist es, entdeckte oder vermutete Naturgesetze mathematisch zu beschreiben. Diese beiden Bereiche arbeiten in einer Art Kreislauf zusammen. Die in der theoretischen Physik formulierten Gesetze bringen die Experimentalphysiker auf  neue Experimentideen, entweder um ein vermutetes Gesetz zu beweisen oder um ein bestehendes Gesetz, das ihnen nicht gefällt, zu widerlegen. Die Erkenntnisse, die in diesen Experimenten gewonnen werden, führen wiederum dazu, das bestehende Gesetze präziser oder anders formuliert werden oder sogar neue Gesetze aufgestellt werden. Und dies ist der Kreislauf, durch den in der Physik neue Naturgesetze entdeckt und ausformuliert werden. Als Beispiel eines solchen Vorgangs wollen wir uns nun im letzten Kapitel die Entdeckung der Schwerkraft ansehen.  Wir fangen mal an mit einer Erkenntnis, die man als Mensch relativ früh macht, und zwar "Alles fällt nach unten". Man war zwar relativ früh, vor allem in Indien und Griechenland, auf der Spur des richtigen Grundes, der Erste, der diese Theorie mathematisch ausformulierte, war aber Isaac Newton. Ihr habt die Geschichte wahrscheinlich schon mal gehört. Als junger Mann saß Newton unter einem Apfelbaum, links könnt ihr übrigens ein Bild  eines Nachfahren eben dieses Apfelbaumes sehen, der im botanischen Garten von Cambridge steht. Kein Witz, der Apfelbaum warf Newton freundlicherweise einen Apfel auf den Kopf und dieser brachte folgenden Gedanken ins Rollen: Warum fällt eigentlich alles nach unten, aber der Mond und die Sonne nicht? Newton beschloss schließlich, dass sowohl die Fallbewegungen auf der Erde als auch die Planetenbewegungen am Himmel an derselben Ursache liegen, nämlich daran, dass sich Massen gegenseitig anziehen. Der Grund dafür, dass der Mond zum Beispiel nicht auf die Erde stürzt, liegt einfach daran, dass die beiden sich in einer Art Gleichgewicht befinden. Für diese Schwerkraft stellte er folgende Formel auf: FG=-G×m1× m2/r2. Seine Theorie war, der Grund dafür ist die sogenannte Schwerkraft, eine Kraft, die zwischen allen Körpern wirkt. Diese Theorie brachte die Experimentalphysiker auf viele neue Ideen. Bis zum nächsten Schritt in unserer Geschichte vergehen allerdings über 100 Jahre. Henry Cavendish führte 1798 ein Experiment mit einer sogenannten Torsionswaage, einer sehr feinen Waage, aus. Er bestimmte die Gravitationskonstante G sowie die Dichte und damit auch die Masse der Erde. Diese Konstanten waren wichtiges neues Futter für die theoretischen Physiker, die mit ihrer Hilfe endlich alle Planeten in unserem Sonnensystem und deren Bewegung relativ genau ausrechnen konnten. Als man nun im Laufe der Zeit immer in weitere Entfernungen rechnete, zum Beispiel weiter entfernte Galaxien, merkte man plötzlich, dass die Gleichungen nicht mehr zu stimmen schienen. Um die Bewegungen zu erklären, die man beobachtete, hätte dort mehr Masse sein müssen, als man sah und so kam man auf die Theorie der Dunklen Materie. Und so geht dieser Kreislauf immer weiter. Als Nächstes sind die Experimentalphysiker wieder dran, die versuchen müssen, die Dunkle Materie zu beweisen, oder eben zu widerlegen. Wir wollen noch mal wiederholen, was wir heute gelernt haben. Physik ist die Lehre von der Natur. Sie versucht, Gesetze für in der Natur ablaufende Vorgänge zu finden. In der Physik werden durch das Zusammenspiel von Experimentalphysik (die Erfahrungen zu physikalischen Vorgängen sammelt) und theoretischer Physik (die formuliert auf deren Basis Vermutungen, die dann bewiesen oder widerlegt werden können), Erkenntnisse gewonnen. Wir haben am Beispiel der Schwerkraft gesehen, wie dieser Prozess funktioniert. Aus der Erkenntnis "Alles fällt nach unten" formulierte Newton sein Gravitationsgesetz. Nachdem Cavendish die darin fehlende Gravitationskonstante bestimmt hatte, konnte man die Bewegungen von Himmelskörpern endlich genauer ausrechnen und dadurch stieß man auf Ungenauigkeiten bei größerer Entfernung und so auf die Theorie der Dunklen Materie.  So, das war es schon wieder für heute. Ich hoffe, ich konnte euch helfen. Vielen Dank für das zuschauen, vielleicht bis zum nächsten Mal. Euer Kalle

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7 Kommentare
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    Sehr gut das Video,ich habe es verstanden.

    Von Melanie Kaaden, vor etwa 2 Monaten
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    Dankeschön, das war gut erklärt so dass man es versteht und eine gute Vorbereitung für die erste Physikstunde.

    Von Rojnico, vor etwa einem Jahr
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    Gut erklärt perfekte Einleitung für die erste Physikstunde

    Von E N Leisenberg, vor mehr als einem Jahr
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    Dankeschön für die tolle Erklärung. Die Frage kommt nämlich auch in der morgigen Physikarbeit vor.

    Von Mludwighanau, vor etwa 2 Jahren
  5. Wp 000233

    Danke, echt super gemacht, also gleich eine Einführung in Art und Wesen der Physik. Höchstes Niveau!! Smile.

    Von Juliane Viola D., vor etwa 2 Jahren
  1. Image

    Es war ein heißer Sommerabend in Griechenland... :D

    Von O O Lisa Oo, vor etwa 2 Jahren
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    Das hat Kalle super erklärt:)

    Von Deleted User 33489, vor fast 5 Jahren
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