Grundlagen der Wissenschaft: Definitionen, Materie und Methode

Grundlagen der Wissenschaft und Materie

Wissenschaft

Wissenschaft ist eine Fülle von Wissen über die Welt, das durch Beobachtung, Experimente und Überlegungen gewonnen wird. Dieses Wissen wird aus Gesetzen abgeleitet, die sich aus überprüfbaren Theorien ergeben.

Physik

Die Physik ist das Studium jeglicher Veränderungen, die die Natur der Materie nicht beeinflussen.

Chemie

Die Chemie ist die Wissenschaft, die die Zusammensetzung, Kombinationen und Transformationen von Substanzen untersucht, welche deren Natur beeinflussen.

Eigenschaften der Materie

Eigenschaften werden in zwei Hauptkategorien unterteilt:

• Allgemeine Eigenschaften: Haben keinen Wert, der zur Identifizierung einer Substanz dient (z. B. Volumen und Temperatur).
• Charakteristische Eigenschaften: Haben einen Eigenwert und sind spezifisch für jeden Stoff.

Wichtige Charakteristische Eigenschaften

Zu den charakteristischen Eigenschaften gehören:

1. Dichte: Ein Maßstab, der die Masse pro Volumeneinheit misst.
2. Schmelzpunkt und Siedepunkt: Die Temperatur, bei der ein Stoff schmilzt bzw. siedet.
3. Härte: Der Widerstand, den ein Material gegen das Zerkratzen zeigt (z. B. Diamant).
4. Wasserlöslichkeit: Misst die Masse eines Stoffes, die sich in 100 g Wasser lösen kann (z. B. Zucker).
5. Elektrische Leitfähigkeit: Misst die Fähigkeit eines Stoffes, elektrischen Strom zu übertragen (z. B. Metalle).

Messgrößen und Messung

Messgröße (Magnitude)

Eine Messgröße kennzeichnet alle Änderungen der Materie, die gemessen werden können. Sie kann durch eine Zahl und eine Einheit ausgedrückt werden.

Messung

Die Messung einer Größe erfolgt durch den Vergleich mit einer festgelegten quantitativen Einheit (Standard).

Umrechnungsfaktor

Ein Umrechnungsfaktor ist ein Bruch, bei dem Zähler und Nenner die gleiche Größe darstellen, jedoch in verschiedenen Einheiten ausgedrückt werden.

Die Wissenschaftliche Methode

Die Wissenschaftliche Methode ist das Verfahren, dem Wissenschaftler folgen, um Probleme zu untersuchen und zu validen Schlussfolgerungen zu gelangen. Sie umfasst die folgenden Schritte:

1. Beobachtung: Ein Phänomen prüfen, analysieren und spezifische Fragen dazu stellen.
2. Entwicklung der Hypothese: Eine mögliche Erklärung für das Phänomen geben und die gestellten Fragen beantworten. Jede mögliche Antwort ist eine Hypothese.
3. Experimentieren: Die beobachteten Phänomene unter kontrollierten Bedingungen reproduzieren, um zu überprüfen, ob die Hypothesen zutreffen.
4. Analyse der Ergebnisse: Daten und Datentabellen des Experiments berechnen, verwalten und analysieren (heute oft mithilfe von Computern).
5. Erlangung von Schlussfolgerungen: Diese Schlussfolgerungen dienen oft dazu, zukünftige Phänomene vorherzusagen.
6. Veröffentlichung der Ergebnisse: Das Ziel ist, dass andere Wissenschaftler die Ergebnisse für ihre Studien nutzen oder reproduzieren können.