Βασικές Αρχές της Επιστήμης

Γραμμική Άλγεβρα
11/09/2019

Βασικές Αρχές της Επιστήμης

Εξάμηνο:


Κατεύθυνση: Γενική


Καθηγητής: Αθανασίου Μιχαήλ

Δυσκολία: Εύκολο


Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας: 4


Διδακτικές μονάδες: 5

Σκοπός και στόχοι


Ο σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή των φοιτητών στις μεθόδους απόκτησης γνώσης με έμφαση στις μεθόδους και τα εργαλεία της επιστημονικής μεθόδου. Γίνεται συζήτηση για την παρατήρηση ή/και τον προσδιορισμό του προβλήματος, τη διαμόρφωση της ερευνητικής υπόθεσης, το σχεδιασμό και τη διεξαγωγή πειραμάτων, την ανάλυση των δεδομένων και τον έλεγχο της υπόθεσης καθώς και την κοινοποίηση των αποτελεσμάτων της έρευνας.

Οι φοιτητές μαθαίνουν τα πλεονεκτήματα της Επιστημονικής μεθόδου, τα χαρακτηριστικά της επιστημονικής προσέγγισης, τους στόχους της επιστήμης, τον ρόλο της θεωρίας και τον ρόλο του Επιστήμονα. Επίσης, στα πλαίσια του μαθήματος οι φοιτητές εισάγονται στη διαδικασία των πειραματικών μετρήσεων, τα συστήματα και τα πρότυπα μετρήσεων, στην ένοια της αβεβαιότητας στην μέτρηση, του σφάλματος και της διάδοσης σφαλμάτων, καθώς και στις στατιστικές μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων (π.χ. παλινδρόμηση).

Χρησιμοποιούνται παραδείγματα από τον Ηλεκτρισμό και τον Μαγνητισμό για να αναδειχθεί η πορεία της επιστημονικής σκέψης, η εξέλιξη των ιδεών στη Φυσική, η πειραματική παρατήρηση φαινομένων και επαλήθευση και η μαθηματική διατύπωση των θεωριών.

 

Περιεχόμενο Μαθήματος

  • Μέθοδοι απόκτησης γνώσης.
  • Η επιστημονική μέθοδος. Παρατήρηση ή/και προσδιορισμός του προβλήματος.
  • Διαμόρφωση της ερευνητικής υπόθεσης. Σχεδιασμός του πειράματος - Διεξαγωγή του πειράματος. Ανάλυση των δεδομένων και έλεγχος της υπόθεσης
  • Κοινοποίηση των αποτελεσμάτων της έρευνας. Ο ρόλος του Εκδότη και ο ρόλος του Κριτή.
  • Στόχοι της επιστήμης. Τα πλεονεκτήματα της Επιστημονικής μεθόδου
  • Χαρακτηριστικά της επιστημονικής προσέγγισης
  • Βασικές παραδοχές. Η μέθοδος σε αντιδιαστολή με την τεχνική
  • Ο ρόλος της θεωρίας. Ο ρόλος του Επιστήμονα
  • Συστήματα μονάδων, δεκαδική κλίμακα, δυαδική κλίμακα, απεικονίσεις αριθμών, σημαντικότητα ψηφίων
  • Μετρήσεις, πρότυπα μέτρησης, Ανάλυση της συσκευής μέτρησης (ακρίβεια). Αναλογικά και ψηφιακά όργανα, αλληλεπίδραση και διαδικασία μέτρησης. Επαναληψιμότητα μετρήσεων
  • Συστηματικά και τυχαία σφάλματα. Ορθότητα και ακρίβεια μέτρησης.
  • Διάδοση σφαλμάτων. Τυπική αβεβαιότητα μέσης τιμής, σχετικό σφάλμα. Παλινδρόμηση. Ευθεία ελαχίστων τετραγώνων.
  • Το δεξιόστροφο τρισορθογώνιο σύστημα συντεταγμένων. Συντεταγμένες διανύσματος. Το μοναδιαίο διάνυσμα. Πράξεις με διανύσματα. Πρόσθεση. Αφαίρεση. Εσωτερικό και εξωτερικό γινόμενο.
  • Η πορεία της επιστημονκής σκέψης και μαθηματικά εργαλεία με παραδείγματα από το Ηλεκτροστατικό και το Μαγνητοστατικό πεδίο. Φορτία και κατανομές φορτίων. Νόμος του Coulomb. Ηλεκτρική πεδιακή ένταση. Ηλεκτρικό βαθμωτό δυναμικό. Διηλεκτρικά και διηλεκτρική μετατόπιση. Ηλεκτρική ροή και νόμος του Gauss. Ηλεκτροστατικό πεδίο σε τέλειους αγωγούς και συνοριακές συνθήκες. Πυκνωτές. Χωρητικότητα πυκνωτών. Συνδεσμολογίες πυκνωτών. Ενέργεια ηλεκτρικού πεδίου. Αγωγιμότητα. Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος. Πυκνότητα ρεύματος Εξίσωση διατήρησης του φορτίου. Νόμος του Ohm. Μόνιμοι μαγνήτες. Μαγνητοστατικό πεδίο. Νόμος των Biot-Savart. Νόμος του Ampère. Δύναμη Lorenz. Κίνηση φορτισμένου σωματιδίου εντός μαγνητικού πεδίου.

 

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση :

  • Να γνωρίζει και να εξηγεί τις θεμελιώδεις αρχές της επιστημονικής σκέψης.
  • Να διεξάγει πειράματα και να ελέγχει επιστημονικές υποθέσεις.
  • Να διακρίνει τους κύριους τύπους σφαλμάτων στις μετρήσεις, τους τρόπους απομόνωσής τους και τις τεχνικές αξιολόγησής τους.
  • Να γνωρίζει και να μπορεί να χειριστεί με ευχέρεια πρότυπα μετρήσεων και συστήματα μονάδων.
  • Να μπορεί να ανακοινώσει τα αποτελέσματα ενός πειράματος με την απλή μορφή μιας εργαστηριακής αναφοράς
  • Να γνωρίζει και να μπορεί να αξιοποιήσει τις παραπάνω γνώσεις για την επίλυση προβλημάτων στον Ηλεκτρισμό και τον Μαγνητισμό.

 

Εξέταση Μαθήματος

Θα υπάρχει μια τελίκη εξέταση στο μάθημα, η οποία θα περιλαμβάνει και θεωρητικά μέρη από την ύλη. π.χ. Η επιστημονική μέθοδος κτλ.

Ανακοινώσεις της σχολής που αφορούν το μάθημα


03/11/2019

Εργαστήριο Βασικές Αρχές της Επιστήμης (πανεπιστημιακό πρόγραμμα σπουδών)

Ανακοινώνεται προς τους πρωτοετείς φοιτητές-τριες ότι: στις 12/11/2019 και στις 26/11/2019, ημέρα Τρίτη, ώρα 15:00-17:00, αίθουσα 302, θα γίνουν οι εργαστηριακές ασκήσεις του μαθήματος. Η παρουσία […]

Όλες οι ανακοινώσεις του μαθήματος

Τo βοηθητικό υλικό είναι διαθέσιμο μόνο για φοιτητές.

Οι σημειώσεις είναι διαθέσιμες μόνο για φοιτητές.

Παρακαλούμε εγγραφείτε ή συνδεθείτε για να αποκτήσετε πρόσβαση στο περιεχόμενο.

Συζήτηση σχετικά με το μάθημα στο φόρουμ


Διαβάστε τις ήδη υπάρχουσες συζητήσεις και αναζητήστε βοήθεια από τους συμφοιτητές σας κάνοντας κλικ εδώ.

Σύνδεση