Физиканың мақсаты – табиғатта болып жатқан әр түрлі физикалық құбылыстарды өзара байланыстыратын заңдарды ашу. Мысалы, дененің жерге құлап түсуі жердің оны өзіне тартуынан туындайды. Жылдың төрт мезгілінің (қыс, көктем, жаз, күз) ауысуы Жердің Күнді айнала эллипс бойымен қозғалуы арқылы түсіндіріледі. Табиғат құбылыстары арасындағы байланыстарды табу арқылы физика заңдары ашылады.
Физикалық құбылыстарды және оларды сипаттайтын заңдарды біржүйеге түсіру арқылы физикалық теориялар жасаладыБізді қоршаған орта: адамдар, жан-жануарлар мен өсімдіктер, Жер мен Ай, Күн мен алыстағы жұлдыздар табиғат деген ұғымды білдіреді.
Адам — табиғаттың ажырамас бөлігі. Сондықтан халқымызда «Жер-Ана» деген егіз ұғым қалыптасқан. Жерді өз Анасындай, Анасын Күндей қастерлеу Ата қостаған салтымыз. «Жер шоқтығы -Көкшетау» «Жер жаннаты — Жетісу» деп, бабаларымыз туған жерге, табиғатқа деген ыстық махаббатын білдірген. Сондықтан орман-тоғайларды сақтап, қоршаған ортаның, өзен мен көлдердің ластанбауына ерекше мән берген. «Су ішкен құдығыңа түкірме», «Бұлақ көрсең, көзін аш» деп, жас ұрпақтың бойына табиғатты қорғаудың тәрбиесін сіңірген.
Табиғатта үздіксіз өзгерістер болып жатады. Мысалы, жаңбыр жауғанда кемпірқосақтың пайда болуы, найзағайдың ойнауы сондай-ақ судың булануы немесе мұзға айналуы, қардың еруі табиғаттағы өзгерістерді көрсетеді. Аспан денелерінің үнемі қозғалып, орын ауыстыруы, гүлдердің шешек атуы, ағаштың жайқалып өсуі, өзен мен көлдердің тартылып суалуы — осылардың барлығы да қоршаған ортадағы өзгерістер.
Табиғаттағы сан алуан өзгерістерді табиғат құбылыстары деп атайды.
Табиғаттағы құбылыстар бір-бірімен тығыз байланысты. Табиғат құбылыстарын физика, астрономия, география, геология,биология, химия сияқты ғылымдар зерттейді. Әрбір ғылымның табиғатты зерттеу жөнінде өз мақсаты, өз әдістері бар. Мысалы, физика негізінен механикалық, жылу электр, жарық құбылыстарына ерекше мән береді. Осы құбылыстардың бәрі физикалық құбылыстар деп аталады.
Физиканы және басқа пәндерді оқып үйрену барысында әр түрлі ғылымдардың өзара қандай байланыста болатынын білеміз. Мәселен, географияда физика заңдарын өзендердің қалай ағатынын, желдің қалай пайда болатынын түсіндіру үшін қолданады. Сол сияқты биологияда физика заңдарын пайдаланып, хайуанаттардың жер бетінде, балықтардың су ішінде қалай қозғалатынын түсіндіреді. Олардың дыбысты қалай шығарып әрі еститінін және көру мүшелерінің құрылысы қандай екенін сипаттайды. Сондықтан физика заңдарымен құбылыстарын көптеген мамандар, мысалы, инженерлер, конструкторлар, дәрігерлер, агрономдар оқып пайдаланады.
Физика табиғат туралы ғылым ретінде алғаш рет гректің ұлы ойшылы, тарихта «бірінші ұстаз» аталған Аристотельдің шығармаларында баяндалды. «Физика» грекше фюзис — табиғат дегенді білдіреді. Бұл сөздің ғылыми мағынасын байытуда тарихта «екінші ұстаз» аталған біздің ұлы бабамыз — Әбу Насыр әл-Фарабидің еңбегі зор. Ал орыс тіліне «физика» деген сөзді алғаш енгізген ұлы ғалым М. В. Ломоносов болатын.
Физиканың ғылыми тілін, заңдары мен теорияларын оқып үйрену үшін қолданылатын арнайы сөздерді терминдер деп атайды.
Физикалық құбылыстар мен зандылықтардың мәнділік мазмұнын ашып беретін терминдер физикалық ұғымдар деп аталады.
Сөйтіп материя, дене, зат сияқты физикалық ұғымдар қалыптасады. Бұл ұғымдардың терең мағынасы физика мен астрономияны оқып үйрену барысында ашылады.
Физика мен астрономияда жиі қолданылатын кейбір ұғымдарға алғашқы түсінік бере кетейік.
Әлем кеңістігінде не бар болса, соның бәрі материя деп аталады. Материяға өсімдіктер, жануарлар, планеталар, Ай, Күн, жұлдыздар.
Өткен ғасырдың орташа шенінде астрономия ғылымы көптеген аспан денелерін – Айдың,ғаламшарлардың және олардың серіктерінің , құйрықты жұлдыздардың, тіпті бізге жақын жұлдыздардың көрінерлік және нақты қозғалыстарын жақсы зерттеді. Бірақ аспан денелерінің физикалық табиғаты жөнінде ол кездегі астрономдар тек болжап айтқан еді. Бұл кейбір философтардың аспан шырақтарының физикалық табиғатын танып-білуге болмайды деп кесімді ой тұжырымдауларына жол берді.
Бірақ 1851 жылдан бастап астрономияда фототүсірім қолданыла бастады,ал 1859 жылы Г.Кирхгоф пен Р. Бунзен спектірлік анализдің негізін қалады. Спектрлік анализ астрономияға тез кірігіп,оның астрофизика дейтін жаңа саласына жол ашты.Астрофизика аспан денелерінің физикалық табиғатын зерттейді.
Қазіргі кезде астрофизика қарыштап дамыды.Физиканың белгілі заңдарына сүйене отырып ең жаңа деген құралдарды,тіпті автоматты ғаламшараралық кемелдері қолданып, бүгінгі астрофизика аспан обьектілерінің физикалық күйлерін және олардың даму жағдайларын зерттеудің түрлі әдістерін енгізіп және оны пайдаланып келеді.
Орта мектептің жоғарғы кластарында оқитын білімқұмар жастарға арналаған бұл кітапта аспан денелерінің физикалық табиғатын зерттеудің негізгі әдістері мен зерттеу нәтижелері баяндалады.
Студент ғаламның материалдық тұтастығы мен әр алуандығына,оның өз заңымен үздіксіз дамып отыратынына, алыс Ғаламды зерттеудегі ғылымның шексіз мүмкіндігіне және ғалымдарымыздың оны танып-білудегі үлкен роліне көрнекті құралмен көз жеткізеді.
Астрономия ғылымы физика заңдарына сүйеніп, байқалатын аспан денелері мен құбылыстарының табиғатын түсіндіреді. Олардың қасиеттері мен көрінісін ұғындыруға, себеп-салдарын ашуға тырысады. Мысалы, физика мен астрономияға ортақ құбылыс — күн мен түннің ауысуын қарастырайық.
Жарық күн мен түннің алма-кезек ауысуының басты себебі — Жердің өз өсінің төңірегінде үздіксіз айналуы. Жер бір жылда (365 тәулікте) Күнді бір рет айналады. Оған қоса ол өз өсін бір тәулікте (24 сағатта) толық бір айналып шығады. Жердің айналуы барысында оның Күн сәулесі түскен беті жарық болады да, ал қарсы көлеңке бетін түн басады. Сөйтіп күн мен түн үнемі алмасып отырады.
Ертеде адамдар күн мен түннің алмасуын Жерді төңіректеп Күннің айналуынан деп қате түсіндірген. Міне, сондықтан «күн шығады» немесе «күн батады» деген сөздер қазірге дейін сақталып, қолданылып келеді.
Күннің тұтылуы да табиғат құбылыстарының бірі болып табылады. Ертеде Күннің тұтылуы адамдарға үрей туғызған. Қазір Күннің тұтылу себебін көпшілік біледі. Жерді айнала қозғалатын Ай Күн мен Жердің арасынан өткен кезде Күннің көзін көлегейлеп жауып қалады. Осы кезде Жер бетіне Айдың көлеңкесі түседі. Бұл құбылыс — күннің тұтылуы деп аталады.