Luonnontieteellinen
menetelmä
Luonnontieteellinen menetelmä
Kokeellinen ja teoreettinen fysiikka
Kokeellinen
fysiikka
Teoreettinen
fysiikka
Albert Einstein ennusti gravitaatioaallot jo 1916 yleisen suhteellisuusteorian välittömänä seurauksena, mutta ne havaittiin vasta vuonna 2016
Einstein ennusti erityisessä suhteellisuusteoriassaan vuonna 1905 massan ja energian olevan saman asian eri muotoja. Otto Hahn havaitsi vuonna 1938, että raskaat atomiytimet voivat haljeta kevyemmiksi ja että tässä prosessissa vapautuu Einsteinin ennustama määrä energiaa.
Teoria ei "vain teoria"
Teoria on fysiikassa ja muissa luonnontieteissä varmin tiedon taso. Teoriaa voidaan pitää totena, jos
- mikään havainto ei ole sen kanssa ristiriidassa
- useat kokeet tukevat teoriaa
- on olemassa koe tai kokeita, joilla teoria on mahdollista osoittaa vääräksi, mikäli teoria olisi väärässä (falsifioitavuus).
Ajatus saa virallisen teorian aseman kun useat riippumattomat havainnot tukevat sitä, eikä se ole ristiriidassa muun havainnon tai hyväksytyn teorian kanssa.
Teorian kumoaminen vaatii, että on todistettava hyväksytty teoria vääräksi.
Teorian pätevyysalue
- Isaac Newton kehitti 1600-luvulla painovoimateorian.
- Albert Einstein teki 1900-luvun alussa painovoimateoriasta tarkemman luodessaan yleisen suhteellisuusteorian.
Arkipäiväisissä tilanteissa yleisen suhteellisuusteorian ja Newtonin painovoimateorian ennusteet eivät juuri poikkea toisistaan. Yleistä suhteellisuusteoriaa tarvitaan vasta, kun ollaan tekemisissä erittäin tiheiden massojen kanssa tai halutaan erittäin tarkkoja tuloksia.
Luonnontieteellinen koe
Luonnontieteellinen
menetelmä
Luonnontieteellisen kokeen suunnittelu ja toteuttaminen
- Aiheen valinta
- Tutkimuskysymyksen määrittely
- Koejärjestelyn suunnittelu
- Tehdään hypoteesi
- Mittavälineet ja mittaus
- Mittaustulosten analysointi
- Verrataan mittaustuloksia hypoteesiin