Физика в познании вещества, поля, пространства и времени

1. ФИЗИКА

Лекция №1
ФИЗИКА В ПОЗНАНИИ
ВЕЩЕСТВА, ПОЛЯ,
ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ
Преподаватель
Феоктистова
Евгения Александровна

2. ОСНОВНОЙ МАТЕРИАЛ

• ФИЗИЧЕСКИЙ
ЭКСПЕРИМЕНТ;
• ФИЗИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ;
• ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ;
• ИДЕЯ АТОМИЗМА;
• ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ
ВЕЛИЧИН.

3. ЧТО ИЗУЧАЕТ ФИЗИКА

• ФИЗИКА – НАУКА О ПРИРОДЕ (7
КЛАСС).
• ФИЗИКА – НАУКА О НАИБОЛЕЕ
ОБЩИХ И ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ
ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ,
ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ СТРУКТУРУ И
ЭВОЛЮЦИЮ МАТЕРИАЛЬНОГО
МИРА (10 КЛАСС).

4. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОКРУЖАЮЩЕМ МИРЕ – НАШИ ОРГАНЫ ЧУВСТВ

• ОСЯЗАНИЯ;
• ВКУСА;
• ОБОНЯНИЯ;
• СЛУХА;
• ЗРЕНИЯ.
• НЕСМОТРЯ НА ОГРАНИЧЕННЫЙ ДИАПАЗОН
ВОСПРИЯТИЯОРГАНОВ ЧУВСТВ, ЧЕЛОВЕК СУМЕЛ
ОПРЕДЕЛИТЬ СТРУКТУРУ ВЕЩЕСТВА И ПОНЯТЬ
ПРИРОДУ МНОГОЧИСЛЕННЫХ ЭФФЕКТОВ ВНЕ
ЭТОГО ДИАПАЗОНА.

5. ОСОБЕННОСТИ НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

1. СУТЬ ЛЮБОГО ФИЗИЧЕСКОГО
ЭКСПЕРИМЕНТА – НАБЛЮДЕНИЕ
ЯВЛЕНИЯ И ПОЛУЧЕНИЕ ДАННЫХ, ЕГО
ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ.
2. ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ И АНАЛИЗ
ВЫЯВЛЯЮТ ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ
НАБЛЮДАЕМЫХ ВЕЛИЧИН ИЛИ ИХ
ПОСТОЯНСТВО.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
ФОРМУЛИРУЮТСЯ В ВИДЕ
ОПРЕДЕЛЁННЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ –
(ФИЗИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ).

6. ФИЗИЧЕСКИЙ ЗАКОН

o ОПИСАНИЕ СООТНОШЕНИЙ В
ПРИРОДЕ, ПРОЯВЛЯЮЩИХСЯ
ПРИ ОПРЕДЕЛЁННЫХ
УСЛОВИЯХ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ.
o ОСОБАЯ ЦЕННОСТЬ ЗАКОНА В
ТОМ, ЧТО С ЕГО ПОМОЩЬЮ
МОЖНО ОПИСАТЬ НЕТОЛЬКО
ИЗУЧАЕМОЕ, НО И РЯД ДРУГИХ
ЯВЛЕНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТОВ!

7. НАУЧНАЯ ТЕОРИЯ СОДЕРЖИТ:

• ПОСТУЛАТЫ;
• ОПРЕДЕЛЕНИЯ;
• ГИПОТЕЗЫ;
• ЗАКОНЫ,
ОБЪЯСНЯЮЩИЕ
НАБЛЮДАЕМОЕ
ЯВЛЕНИЕ.

8. НОВЫЕ СЛОВА

• ПОСТУЛАТ – ПРЕДЛОЖЕНИЕ, НЕ
ТРЕБУЮЩЕЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВ;
• НАУЧНАЯ ГИПОТЕЗА –
ПРЕДПОЛОЖЕНИЕ О ТОМ, ЧТО
СУЩЕСТВУЕТ СВЯЗЬ МЕЖДУ
ИЗВЕСТНЫМ И ВНОВЬ
ОБЪЯСНЯЕМЫМ ЯВЛЕНИЕМ.

9. ЛЮБАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ – НЕКОТОРОЕ ПРИБЛИЖЕНИЕ К РЕАЛЬНОСТИ

• РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРИИ ПОСТОЯННО
ПРОВЕРЯЮТСЯ ЭКСПЕРИМЕНТОМ,
ЯВЛЯЮЩИМСЯ КРИТЕРИЕМ
ПРАВИЛЬНОСТИ ТЕОРИИ.

10. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ

• КЛАССИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА;
• СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ
ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ;
• МОЛЕКУЛЯРНО – КИНЕТИЧЕСКАЯ
ТЕОРИЯ;
• ЭЛЕКТРОДИНАМИКА;
• ОПТИКА;
• КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА;
• ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ
ВЕЩЕСТВА.

11. ФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ

• МОДЕЛЬ В ФИЗИКЕ –
УПРОЩЁННАЯ ВЕРСИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ (ПРОЦЕССА), СОХРАНЯЮЩАЯ ЕЁ
(ЕГО) ГЛАВНЫЕ ЧЕРТЫ.
Например, МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА.

12. ГРАНИЦЫ ПРИМЕНИМОСТИ ФИЗИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ

• ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ ПРЕДЕЛАМИ
ПРИМЕНИМОСТИ
ИСПОЛЬЗУЕМОЙ МОДЕЛИ.
• ЛЮБАЯ ТЕОРИЯ ЯВЛЯЕТСЯ
ОПИСАНИЕМ НЕКОТОРОЙ
МОДЕЛИ ФИЗИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ, НЕКОТОРЫМ
ПРИБЛИЖЕНИЕМ К
РЕАЛЬНОСТИ.

13. Атомизм в древнем мире

• Идея о том, что все тела состоят из мельчайших
неделимых частиц -атомов, высказывались еще
в древности. Например, в древнеиндийских
философских школах атом рассматривался как
элементарная неделимая частица мира. В
Европе атомистические представления были
изложены в трудах древнегреческого философа
Левкиппа и были в дальнейшем развиты и
систематизированы его учеником Демокритом.

14. ДЕМОКРИТ. ПЛАТОН.

• По Демокриту, движение атомов является
причиной всего, что происходит во
Вселенной. Платон считал, что атомы
имеют форму четырех правильных
многогранников, по числу «элементов».
Атомы земли имеют форму куба, воды –
форму икосаэдра, воздух – октаэдра, огонь
– тетраэдра. (Форму додекаэдра, по
Платону имеет вся Вселенная).

15.

16. Атомизм в Новое время

• Древние атомистические представления были больше
умозрительными, в их основе лежало мало опытных
данных. Они также давали мало возможностей для
каких-то следствий и развития научных теорий.
• Накопление физических и химических данных
позволило философам по-новому взглянуть на атомизм.
Такие явления, как плотность, прочность, диффузия,
химические взаимодействия указывали на то, что все
вещества состоят из мельчайших частиц, каждая из
которых обладает всеми свойствами вещества.
• В частности, Р.Бойль, исследуя поведение газов при
изменении температуры и давления, опирался на
атомистические представления, послужившие
впоследствии основой молекулярно-кинетической
теории. Близкие представления имел и М.Ломоносов.

17.

18.

• Идеи атомизма были расширены и
дополнены в трудах Д.Дальтона,
который отождествлял понятия
«атом» и «химический элемент»,
два его закона, касающиеся
давления и растворимости газовой
смеси, опираются на эти
представления.
• Развитие химии позволило открыть
такие свойства атомов, как
«атомный вес», «валентность», а к
середине XIXв и «заряд»
(одновременно было введено
понятие «ион»).

19. Современный атомизм

• После открытия электрона и сложного строения атома в
начале XXв представления о «неделимости» атомов
благодаря работам Дж. Томсона, М. Планка, А.Эйнштейна,
Э.Резерфорда сменились теорией атомного строения. Атомы
оказались сложными структурами, состоящими из ядра,
содержащего почти всю массу и электронных оболочек,
определяющих химические свойства.
• Одновременно в работах Л. де Бройля, Э. Шрёдингера, В.
Гейзенберга, П. Дирака были открыты квантово-механические
представления о процессах, происходящих в атоме.
• С точки зрения современной науки атомы – это лишь одна из
ступеней организации материи, которая, в свою очередь,
может быть представлена более мелкими и более
«глубокими» ступенями.

20.

21.

• Идея атомизма о том, что все тела состоят
из мельчайших неделимых частиц,
возникла еще в античности. По мере
накопления физических и химических
знаний представления об атомах
уточнялись и расширялись. К началу XXв
стало понятно, что атомы представляют
собой лишь один из многих уровней
организации материи.

22.

23.

24.

25.

26. ТУНЕЛЬНЫЙ МИКРОСКОП

• ТУННЕ́ЛЬНЫЙ МИКРОСКО́П (сканирующий тун
нельный микроскоп), прибор для изучения
поверхности твёрдых электропроводящих тел,
основанный на сканировании поверхности
образца металлич. остриём (иглой) на
расстоянии ок. 0,3 нм. На таком расстоянии
при разности потенциалов 0,1–1 В между
остриём и поверхностью
возможен туннельный эффект, т. е. электроны
туннелируют через контакт,
протекает туннельный ток I≈1–10 нА, который
можно измерить экспериментально.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34. На листочке написать ФИО группа выполнить задание: 1. Приведите пример известного научного факта. 2. Назовите пять имен

известных ученых.
3. Выполните перевод температуры:
36,6 С в F, 37C в К
Листочек сдать преподавателю.

35.

36. Благодарю за внимание!