ความแตกต่างระหว่างกฎหมายและหลักการในวิชาฟิสิกส์

คำศัพท์ที่นักวิทยาศาสตร์ใช้เพื่ออธิบายสิ่งที่พวกเขาศึกษาอาจดูเหมือนไม่มีกฎเกณฑ์ อาจดูเหมือนคำที่ใช้เป็นเพียงคำที่ไม่มีอย่างอื่นสำหรับพวกเขา แต่การศึกษาคำศัพท์ที่นักวิทยาศาสตร์ใช้เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ จะช่วยให้คุณเข้าใจความหมายที่อยู่เบื้องหลังได้ดียิ่งขึ้น

•••Syed Hussain Ather A

กฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตันแสดงให้เห็นถึงธรรมชาติทั่วไปของกฎที่อธิบายธรรมชาติและจักรวาลได้

ความแตกต่างระหว่างคำศัพท์ในความหมายของกฎฟิสิกส์และหลักการทางฟิสิกส์อาจทำให้สับสนได้

• กฎคือกฎและแนวคิดทั่วไปที่ยึดถือธรรมชาติของจักรวาล ในขณะที่หลักการอธิบายปรากฏการณ์เฉพาะที่ต้องการความชัดเจนและคำอธิบาย คำศัพท์อื่นๆ เช่น ทฤษฎีบท ทฤษฎี และกฎเกณฑ์ สามารถอธิบายธรรมชาติและจักรวาลได้ การทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างคำศัพท์เหล่านี้ในวิชาฟิสิกส์สามารถปรับปรุงสำนวนและภาษาของคุณเมื่อพูดถึงวิทยาศาสตร์

อา กฎหมาย เป็นข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับธรรมชาติของจักรวาล กฎสามารถตรวจสอบได้ทดลองโดยคำนึงถึงข้อสังเกตเกี่ยวกับจักรวาลและถามว่ากฎทั่วไปที่ควบคุมพวกเขา กฎอาจเป็นเกณฑ์ชุดเดียวในการอธิบายปรากฏการณ์ เช่น กฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน (วัตถุจะนิ่งหรือ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่เว้นแต่จะถูกกระทำโดยแรงภายนอก) หรือสมการเดียว เช่น กฎข้อที่สองของนิวตัน

กฎหมายอนุมานได้จากการสังเกตและการบัญชีสำหรับความเป็นไปได้ต่างๆ ของสมมติฐานที่แข่งขันกัน พวกเขาไม่ได้อธิบายกลไกที่ปรากฏการณ์เกิดขึ้น แต่อธิบายข้อสังเกตมากมายเหล่านี้ กฎหมายใดก็ตามที่สามารถอธิบายการสังเกตเชิงประจักษ์เหล่านี้ได้ดีที่สุดโดยการอธิบายปรากฏการณ์ในลักษณะทั่วไปที่เป็นสากลคือกฎที่นักวิทยาศาสตร์ยอมรับ กฎหมายใช้กับวัตถุทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงสถานการณ์ แต่จะมีความหมายเฉพาะในบางบริบทเท่านั้น

อา หลักการ เป็นกฎหรือกลไกที่ปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์เฉพาะทำงาน หลักการมักมีข้อกำหนดหรือเกณฑ์เพิ่มเติมเมื่อสามารถใช้ได้ โดยทั่วไปแล้วพวกเขาต้องการคำอธิบายเพิ่มเติมเพื่อพูดอย่างชัดเจนเมื่อเทียบกับสมการสากลข้อเดียว

หลักการยังสามารถอธิบายค่านิยมและแนวคิดเฉพาะ เช่น เอนโทรปีหรือหลักการของอาร์คิมิดีส ซึ่งเกี่ยวข้องกับการลอยตัวกับน้ำหนักของน้ำที่ถูกแทนที่ นักวิทยาศาสตร์มักปฏิบัติตามวิธีการระบุปัญหา รวบรวมข้อมูล จัดทำและทดสอบสมมติฐานและสรุปผลเมื่อกำหนดหลักการ

หลักการยังสามารถเป็นแนวคิดทั่วไปที่ควบคุมสาขาวิชาต่างๆ เช่น ทฤษฎีเซลล์ ทฤษฎียีน วิวัฒนาการ สภาวะสมดุล และกฎของอุณหพลศาสตร์ที่เป็นคำจำกัดความของหลักการทางวิทยาศาสตร์ใน ชีววิทยา พวกมันเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ต่างๆ ทางชีววิทยา และแทนที่จะให้ลักษณะเฉพาะของจักรวาลที่ชัดเจนและเป็นสากล พวกมันมีไว้เพื่อทฤษฎีและการวิจัยเพิ่มเติม ชีววิทยา.

มีตัวอย่างอื่นๆ ของหลักการทางวิทยาศาสตร์ในชีวิตประจำวัน เป็นไปไม่ได้ที่จะแยกแยะระหว่างแรงโน้มถ่วงกับแรงเฉื่อย แรงที่เร่งความเร็วของวัตถุ หรือที่เรียกว่าหลักการสมมูล มันบอกคุณว่าถ้าคุณอยู่ในลิฟต์ตอนตกอย่างอิสระ คุณจะไม่สามารถวัดความโน้มถ่วงได้ แรงเพราะคุณไม่สามารถแยกแยะระหว่างแรงที่ดึงคุณไปในทิศทางตรงกันข้ามกับ แรงโน้มถ่วง

กฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน ที่ว่าวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่จะยังคงเคลื่อนที่จนกว่าจะถูกแรงภายนอกกระทำ หมายความว่า วัตถุที่ไม่มีแรงสุทธิ (ผลรวมของแรงทั้งหมดบนวัตถุ) จะไม่สัมผัส การเร่งความเร็ว มันจะอยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ ทิศทางและความเร็วของวัตถุ มันเป็นศูนย์กลางและเป็นเรื่องธรรมดาของปรากฏการณ์หลายอย่างที่มันเชื่อมโยงการเคลื่อนที่ของวัตถุกับแรงที่กระทำต่อมัน ไม่ว่าจะเป็นเทห์ฟากฟ้าหรือลูกบอลที่วางอยู่บนพื้น

กฎข้อที่สองของนิวตัน, F = หม่าช่วยให้คุณกำหนดความเร่งหรือมวลจากแรงสุทธินี้สำหรับวัตถุเหล่านี้ คุณสามารถคำนวณแรงสุทธิเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของลูกบอลที่ตกลงมาหรือรถที่เลี้ยว คุณลักษณะพื้นฐานของปรากฏการณ์ทางกายภาพนี้ทำให้เป็นกฎสากล

กฎข้อที่สามของนิวตันแสดงให้เห็นคุณสมบัติเหล่านี้เช่นกัน กฎข้อที่สามของนิวตันกล่าวว่าการกระทำทุกครั้งจะมีปฏิกิริยาที่เท่ากันและตรงกันข้าม คำสั่งนี้หมายความว่าในทุกปฏิสัมพันธ์ มีแรงคู่หนึ่งที่กระทำต่อวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์กันทั้งสอง เมื่อดวงอาทิตย์ดึงดาวเคราะห์เข้าหามันในขณะที่โคจรรอบ ดาวเคราะห์จะดึงกลับเพื่อตอบโต้ กฎฟิสิกส์เหล่านี้อธิบายคุณลักษณะของธรรมชาติเหล่านี้ว่ามีอยู่ในจักรวาล

หลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กสามารถอธิบายได้ว่า "ไม่มีอะไรมีตำแหน่งที่แน่นอน วิถีที่แน่นอน หรือโมเมนตัมที่แน่นอน" แต่ยังต้องการคำอธิบายเพิ่มเติมเพื่อความชัดเจน เมื่อนักฟิสิกส์ แวร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์ก พยายามศึกษาอนุภาคย่อยของอะตอมด้วยความแม่นยำที่เพิ่มขึ้น เขาพบว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุโมเมนตัมและตำแหน่งของอนุภาคได้อย่างแม่นยำพร้อมๆ กัน

ไฮเซนเบิร์กใช้คำภาษาเยอรมัน "Ungenauigkeit" ซึ่งแปลว่า "ไม่แน่ชัด" ไม่ใช่ "ความไม่แน่นอน" เพื่ออธิบายปรากฏการณ์นี้ที่เราจะเรียกว่า หลักความไม่แน่นอน. โมเมนตัม ผลคูณของความเร็วและมวลของวัตถุ และตำแหน่งของวัตถุนั้นมีการแลกเปลี่ยนซึ่งกันและกันเสมอ

คำภาษาเยอรมันดั้งเดิมอธิบายปรากฏการณ์ได้แม่นยำกว่าคำว่า "ความไม่แน่นอน" หลักการความไม่แน่นอนเพิ่มความไม่แน่นอนในการสังเกตตามความไม่แม่นยำของการวัดทางวิทยาศาสตร์ของนักฟิสิกส์ เนื่องจากหลักการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับบริบทและเงื่อนไขของหลักการอย่างมาก หลักการเหล่านี้จึงเหมือนกับทฤษฎีชี้นำที่ใช้ในการทำนายปรากฏการณ์ของจักรวาลมากกว่าที่กฎหมายเป็นอยู่

หากนักฟิสิกส์ศึกษาการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในกล่องขนาดใหญ่ เธอสามารถเข้าใจได้อย่างแม่นยำว่าอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปทั่วทั้งกล่องได้อย่างไร แต่ถ้ากล่องถูกทำให้เล็กลงเรื่อยๆ จนอิเล็กตรอนไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ เราก็จะรู้มากขึ้นว่าอิเล็กตรอนอยู่ที่ไหน แต่รู้น้อยกว่ามากเกี่ยวกับความเร็วที่มันเคลื่อนที่ สำหรับสิ่งของในชีวิตประจำวันของเรา เช่น รถที่กำลังเคลื่อนที่ คุณสามารถกำหนดโมเมนตัมและตำแหน่งได้ แต่ก็ยังคงมีความ ความไม่แน่นอนจำนวนเล็กน้อยในการวัดเหล่านี้ เนื่องจากความไม่แน่นอนมีความสำคัญต่ออนุภาคมากกว่าทุกวัน วัตถุ

ในขณะที่กฎหมายและหลักการอธิบายแนวคิดที่แตกต่างกันสองข้อนี้ในวิชาฟิสิกส์ ชีววิทยา และสาขาวิชาอื่นๆ ทฤษฎี เป็นการรวบรวมแนวคิด กฎหมาย และแนวคิดเพื่ออธิบายการสังเกตจักรวาล ทฤษฎีวิวัฒนาการและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอธิบายว่าสปีชีส์มีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรในช่วงหลายชั่วอายุคนและวัตถุขนาดใหญ่บิดเบือนกาลอวกาศผ่านแรงโน้มถ่วงอย่างไรตามลำดับ

•••Syed Hussain Ather A

ในทางคณิตศาสตร์ นักวิจัยสามารถอ้างถึง ทฤษฎีบท, คำกล่าวอ้างทางคณิตศาสตร์ที่สามารถพิสูจน์หรือหักล้างได้ และ บทแทรกผลลัพธ์ที่สำคัญน้อยกว่ามักใช้เป็นขั้นตอนในการพิสูจน์ทฤษฎีบท ทฤษฎีบทพีทาโกรัสขึ้นอยู่กับเรขาคณิตของสามเหลี่ยมมุมฉากเพื่อกำหนดความยาวของด้าน สามารถพิสูจน์ได้ทางคณิตศาสตร์

ถ้า x และ y เป็นจำนวนเต็มสองตัวใดๆ เช่นนั้น ก = x²− y², b = 2xy, และ ค = x2 + y2, แล้ว:

1. ² + ข² = (x² − y²)² + (2xy)²
2. ² + ข² = x⁴ − 2x²y² + x⁴ + 4x²y²
3. ² + ข² = x⁴ + 2x²y² + x⁴
4. ² + ข² = (x² + y²)²= ค²

•••Syed Hussain Ather A

ข้อกำหนดอื่นๆ อาจไม่ชัดเจน ความแตกต่างระหว่าง a กฎ และอาจมีการถกเถียงถึงหลักการ แต่กฎโดยทั่วไปหมายถึงวิธีกำหนดคำตอบที่ถูกต้องจากความเป็นไปได้ต่างๆ กฎมือขวาช่วยให้นักฟิสิกส์กำหนดว่ากระแสไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก และแรงแม่เหล็กขึ้นอยู่กับทิศทางของกันและกันอย่างไร แม้ว่าจะเป็นไปตามกฎพื้นฐานและทฤษฎีเกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ก็ใช้เป็น "กฎง่ายๆ" ในการแก้สมการไฟฟ้าและแม่เหล็กมากกว่า

การตรวจสอบวาทศาสตร์เบื้องหลังวิธีที่นักวิทยาศาสตร์สื่อสารจะบอกคุณมากขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่พวกเขาหมายถึงเมื่อพวกเขาอธิบายจักรวาล การทำความเข้าใจการใช้คำศัพท์เหล่านี้เกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจความหมายที่แท้จริง