Mittaustulosten pohjalta laaditaan malleja, joiden tarkoitus on selittää luonnossa havaittuja ilmiöitä.
Matemaattisten mallien avulla voidaan tehdä ennustuksia.
Malli on aina yksinkertaistus, approksimaatio, todellisuudesta jolla on oma pätevyysalue.
Fysiikassa malleille kuvataan tutkittavia kohteita.
Säämalleilla voidaan ennustaa säätilan kehittymistä
Atomimallin avulla voidaan kuvata atomin rakennetta.
Mallit ovat aina yksinkertaistuksia luonnon monimutkaisista tapahtumista ja ilmiöistä.
Mallit laaditaan tutkimustiedon ja tunnetun tiedon varaan.
Mallien avulla voidaan selittää havaintoja ja tehdä ennusteita.
Heilurin pituuden ja heilahdusajan välisen riippuvuuden graafinen malli
Heilurin pituuden ja heilahdusajan välisen riippuvuuden matemaattinen malli
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 on fysiikassa ja muissa luonnontieteissä varmin tiedon taso. Teoriaa voidaan pitää totena, jos
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.
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.
Malli voi olla esimerkiksi koordinaatistoon piirretty kuvaaja, joka kuvaa kahden suureen välistä riippuvuutta.
Tutkitaan raudan ja alumiinin massan riippuvuutta sen tilavuudesta.
Sijoitetaan mittaustulokset
(V, m) -koordinaatistoon
Pistejoukkoon sovitetaan suora, joka kulkee mahdollisimman hyvin pistejoukon keskeltä.
Tätä menetelmää kutsutaan graafiseksi tasoitukseksi.
Pekka tutki kahvin jäähtymistä emalimukissa. Hän kaatoi kahvia mukiin, mittasi kahvin lämpötilan minuutin välein ja kirjasi tulokset tietokoneelle.
Pekan mittaussarjan tulokset on annettu taulukossa 2.A. Aineisto: 2.A Taulukko: Kahvin jäähtyminen
Laadi valitsemallasi ohjelmalla mittaussarjan tuloksista kahvin lämpötilan kuvaaja ajan funktiona ja liitä kuvaaja kuvakaappauksena vastauslaatikkoon. (S2018/T2, muokattu)