ӘЛЕМНІҢ ФИЗИКАЛЫҚ СУРЕТІ
Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі
Қорқыт ата атындағы Қызылорда университеті
Өмірәлі Д. Ж.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Әлемнің кванттық бейнесіне орта мектеп оқушыларының танымдық қызығушылықтарын дамыту
6В01582 (5В011000) - Физика білім беру бағдарламасы
Қызылорда 2021ж
Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі
Қорқыт ата атындағы Қызылорда университеті
Қорғауға жіберілді ___________
Кафедра меңгерушісі ___________ Л. С.Каинбаева
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Әлемнің кванттық бейнесіне орта мектеп оқушыларының танымдық қызығушылықтарын дамыту
6В01582 (5В011000) - Физика білім беру бағдарламасы
Орындаған Өмірәлі Д. Ж.
Ғылыми жетекшісі Ажибеков А.
оқытушы, ж.ғ.м.
Қызылорда 2021
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
Беті
1. Жаратылыстану тарихы
1.1.
Шығыс ғалымдарының еңбектеріндегі жаратылыстану ғылымдарының дамуы
1.2.
Жаратылыстанудың жалпы мәселелері
2. Заттың құрылымдық деңгейлері және жүйелік ұйымдастырылуы
2.1.
Заттардың құрылымдық деңгейлері, микро, макро және мега деңгейлеріндегі бейорганикалық және органикалық әлем иерархиясы
2.2.
Гравитациялық, электромагниттік, ядролық, электрон-позитрондық өрістер, олардың пайда болу шарттары мен әрекеті. Зат пен өріс. Іргелі өзара әрекеттесу
2.3.
Іргелі өзара әрекеттесу - күшті, электромагниттік, әлсіз, гравитациялық. Толқындық-корпускулалық дуализм. Толқындық-бөлшектік дуализмнің әмбебаптығы туралы гипотеза. Л. де Бройль толқыны.
3. Заттың квантық қаситтерін дәлелдейтін оқушыларға арналған эксперименттер.
3.1.
Бөлшектер физикасының кейбір әдемі тәжірибелері
3.2.
Біздің шындық туралы түсінігімізді мәңгілікке өзгерткен эксперимент
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
КІРІСПЕ
Бүгінгі таңда адамзаттың жоғары индустриалды және ақпаратты қоғамға қарқынды түрде өтуіне байланысты өркениеттің бет-бейнесі тұтастай өзгеруде. Елдің өркендеуі білім беру жүйесін, онын мазмұны мен құрылымын жаңартуды қажет етеді. Яғни, қазіргі қоғамның маңызды проблемаларының бірі - бұл құбылмалы әлеуметтік және экономикалық жағдайда өмір сүріп қана қоймай, болып жатқан құбылысқа белсенді әсер ете отырып, оны жақсартуға бейім тұлғаны қалыптастыру болып отыр. Мұндай тұлғаға - шығармашыл, белсенді, әлеуметтік жауапты, жақсы дамыған интеллект иесі, жоғары білімді, кәсіби сауатты болуы қажет. Қоғамның осындай қажеттіліктеріне байланысты орта мектепте физика пәнін оқыту айтарлықтай маңызды.
Физика пәнінің мазмұны физикалық заңдар мен заңдылықтардың мәнін түсіндіру арқылы оқушылардың әлемнің ғылыми бейнесі туралы білімін тереңдетуді көздейді. Негізгі мектеп оқушыларының танымдық мүмкіндіктеріне сүйене отырып, материя тіршілігінің нысаны (зат пен өріс, макро- және микро-әлемнің бірлігі), олардың өзара әрекеттесуі және табиғаттағы көрінісі туралы ғылыми түсінік қалыптастырылады. Оқушылардың ғылыми танымдық дағдылары, атап айтқанда, бақылау, ғылыми тәжірибе жүргізу, үлгілеу дағдыларын дамытуға арналған құралдарды қолдану көзделеді.
Физика пәні материяның салыстырмалы түрде қарапайым, сонымен қатар неғұрлым жалпылама түрлерін (зат, өріс, энергия) және материя қозғалысының күрделірек түріне енетін қозғалыстың физикалық түрін зерттейді. Материяның жалпылама, іргелі құрылымды түзілістерімен және қасиеттерімен айналысатын физика ғылымы білім беруді ұйымдастырудың неғұрлым жоғары сатысына жетті және оның дамыған математикалық және эксперименттік зерттеу құралдары бар. Оның түсініктері, зерттеу нәтижелері мен әдістері, ойлау стилі бүкіл жаратылыстанымдық ойлау стиліне елеулі ықпалын тигізеді. Іргелі физикалық теориялардың біртұтас жүйесі ретінде ұсынылған әлемнің физикалық бейнесі оқушылардың дүниетанымын және біртұтас ғылыми жаратылыстану бейнесі туралы көзқарасын қалыптастырудағы басым модель болып табылады. Физика оқу пәні ретінде қоршаған әлемнiң сансыз құбылыстарында орын тебетiн табиғаттың жалпы заңдылықтарын қарастырады, оның ғылыми, техникалық және гуманитарлық әлеуеті бар, ол адамзат мәдениетінің маңызды құраушысы болып табылады.
Әлемнің осы заманғы бейнесі - іргелі физикалық теориялар тұрғысынан табиғаттағы процестер мен объектілер туралы түсініктердің жүйесі болып табылады. Демек, оқушылар әлемнің физикалық бейнесі жайлы түсінік алу үшін іргелі физикалық теориялардың мазмұнын, олардың негізінде жатқан философиялық идеяларды, осы теориялардың ерекшеліктері мен өзара байланыстарын білуі тиіс. Оқу материалын физикалық теориялар айналасына топтастыру оқушылардың теориялық ойлау элементтерін, теорияның танымдығы рөлімен, теория мен эксперименттің арақатынасымен байланысты әдіснамалық білімдер жүйесін қалыптастыруға, тарихи тәсілді жүзеге асыруға, физиканы қоғамның, мәдениеттің дамуымен байланыстыруға ықпал етеді. Бұл оқу материалын зерделеудің эмпирикалық негізін кеңейту мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Физика курсында зертханалық жұмыстар қарастырылған, олар бақылаулар, болжамдар жасауға үйретіп, қарапайым практикалық дағдылармен қаруландыруды көздейді.
Зерттеудің өзектілігі: қазіргі заманғы әлемнің кванттық бейнесінің негізінде жатқан іргелі заңдар мен принциптер туралы және табиғаттың ғылыми таным әдістері туралы білімді жинақтау отырып, сонымен қатар заттың квантық қаситтерін дәлелдейтін оқушыларға арналған эксперименттерді пайдалана отырып оқушылардың әлемнің кванттық бейнесіне деген танымдық қызығушылықтарын дамыту.
Зерттеудің мақсаты: физика ғылымының негізімен, оның негізгі ұғымдарымен, заңдарымен, теориясымен таныстыру. Оқушылардың санасында әлемнің кванттық бейнесін қалыптастыру. Әлемнің кванттық бейнесіне оқушыларының танымдық қызығушылықтарын дамыту.
Зерттеудің міндеттері:
oo қазіргі заманғы әлемнің кванттық бейнесінің негізінде жатқан іргелі заңдар мен принциптер туралы, табиғаттың ғылыми таным әдістері туралы білімді жинақтау;
oo заттың квантық қаситтерін дәлелдейтін оқушыларға арналған эксперименттерді жинақтау.
Зерттеу объектісі: орта мектепте физиканы оқыту үрдісі.
Зерттеу пәні:
Теориялық мәндігілі:
Зерттеудің ғылыми жаңашылдылығы:
Практикалық маңыздылығы:
Теориялық және әдіснамалық негіздері:
Құрылымдық мазмұны: Дипломдық жұмыс кіріспеден, 3 тараудан, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
1 тарау. Жаратылыстану тарихы
КУРС ҚҰРЫЛЫМЫ Әлемнің заманауи бейнесі - басынан бастап бүгінгі күнге дейін
Күзгі түнгі аспанға қарап немесе көркем және сүйкімді гүлді өнер туындысы ретінде қарастыра отырып, біздің қайсымыз үнсіз қуанышқа бөленбедік, бұл әлем қалай пайда болды, оның шексіз әртүрлілігіне, алуан түрлілігіне ықпал етті? Болашақта оны не күтеді? Адамзат осы және басқа сұрақтарға жауап беруге тырысады, көптеген ғасырлар бойы өркениеттің дамуының басталуы ғасырлар бойы үнемі артта қалып келеді.
1896 жылы (Томск политехникалық университетінің құрылған жылы) Томскіде (ТМУ-ның негізгі корпусының артында) адамның ежелгі қалдықтары табылды (жасы шамамен 100 мың жыл).
Біздің дәуірге дейінгі 6 мың жыл ішінде адамдар не білді және не істей алды? Египетте табиғи алтын және Азияда табиғи мыс қолданылған.
Біздің дәуірімізге дейінгі 5 мың жыл Қытай мен Үндістанда мыс балқытылды, Кипрде мыс балқыту біздің эрамызға дейінгі 3 мыңжылдықта жүргізілді. Африкадағы қара нәсілділер темірді б.з.д. 2 мың жыл бұрын өндірген. Еуропада темір б. з. д. 1 мың жыл бұрын қолданыла бастады.
4 мың жыл бұрын Джулиан деп аталатын күнтізбе болды, ол 1582 жылға дейін болған (Григорианмен ауыстырылды).
Өркениет шамамен бірдей деңгейде деп есептеледі, ол үш жерде дамыған:
* Жерорта теңізінің суларында;
* Үндістан;
* Қытай.
Әр өркениет өз жолымен жүрді.
Барлық ғылымдар бір жалпы ғылым - натурфилософия шеңберінде дамыды. Бұл атау 17 ғасырдың соңына дейін жалғасты.
1687 жылы Ньютон өзінің Табиғи философияның математикалық негіздері деген еңбегін жариялады, сондықтан ол физиканы натурфилософиядан әлі ажырата алмады.
Қосөзек тұрғындары квадрат теңдеулер мен олардың шешімдерін жақсы білді.
Вавилондық геометрияда қарапайым бұрыштардың, фигуралардың көлемдерін есептеуге арналған формулалар бар.
Ежелгі механизмдердің ішінен Қосөзек тұрғындары қақпа мен тетікті иеленді. Механиканың алтын ережесі де белгілі болды: қарапайым машинаның күштер қолданылатын екі ұшының орын ауыстыруларының қатынасы әрқашан осы ұштарға қолданылатын күштердің қатынасына кері болады. Немесе: Біз күшпен жеңетін нәрсені жол бойында жоғалтамыз. Бұл ереже біркелкі (үйкеліссіз) қимылмен дәл орындалады.
Ежелгі Грецияда бірнеше мазхабтар болған, олардың әсерін Грецияда ғана емес, Еуропада да байқауға болады.
Грециядағы философиялық мектептердің негізін салушы - Малец Фалес (б.з.д. 625 - 547). Ол алғашқы элемент тұжырымдамасын енгізді (одан бәрі пайда болды). Ол суды негізгі элемент деп санады, сонымен қатар ол теңбүйірлі үшбұрыштағы бұрыштардың теңдігін орнатты, жылдың ұзындығы 365 күн, және шеңбердің диаметрі ұғымын енгізді.
Бастапқы элемент ретінде иондықтар (Ион теңізінің жағалауын қоныстанған гректер) алғашқы материя ұғымын енгізді.
Шамамен VI ғасырда. Б.з.д. диалектика элементтері пайда болды - даму туралы ғылым. Диалектиканың негізгі идеялары оның ғылым ретінде қалыптасуынан көп бұрын белгілі болған. Эфес Гераклит Табиғат туралы еңбегінде диалектика туралы мәліметтерді қорытындылады. Эфес отты бірінші кезектегі мәселе деп санады.
"Бәрі ағып жатыр - бәрі өзгереді", "Айдың астында ештеңе мәңгі болмайды " - Гераклиттің бұл тұжырымдары бүгінгі күнге дейін сақталған (Эфес, б.з. д. 530-470 жж.).
Милецкийдің шәкірті - Пифагор - барлық нәрсенің негізінде сандар тұрады, Әлем - бұл сандардың үйлесімділігі деп санады. Пифагордың көп жағдайда дұрыс болғандығы Менделеев заңы ашылғаннан кейін ғана белгілі болды, одан Әлемнің субстанциясын құрайтын элементтердің қасиеттері, элемент атомындағы бөлшектердің санына және негізге тәуелді екендігі және кванттық механиканың негізгі ережелері шығады.
Сурет 1. Әнші құс Сурет 2. Машиналарды басып алу
және аудару кемелері
Сурет 3. Архимед құрты
Сурет 4. Су сағаты (Архимед) Сурет 5. Архимед спиралы
Пифагор мектебі Италияның оңтүстігінде Кротон қаласында орналасқан, ол жерде "данагөйлер" тәрбиеленді. Бұл мектепте Пифагор 3 жыл бойы перде артында тұрған студенттермен сөйлесті. Оқушыларға бір-бірімен сөйлесуге рұқсат етілмеді.
Философиялық мектептердің жетекшілері студенттерге білетін барлық білімдерін жинақтап қана қоймай, жеткізіп те берді. Олар (мысалы, Пифагор, содан кейін Платон) барынша ұйымдасқан мемлекеттер құруға тырысты (олардың идеялары бойынша). Бұл мүмкін болды, өйткені бұл мектептерде тирандар (мемлекет билеушілері) дайындалды.
Пифагор мектебі кейінгі ұрпақтарға, әсіресе Сократ мектебіне (б.з.д. 470-379) және Платон мектебіне (б.з.д. 427-348) үлкен әсер етті.
Сократ зұлымдықтың ең үлкені - надандық; ең үлкен жақсылық - шындық (білім). Ол сонымен бірге диалектика идеяларын білдірді. Платон - Сократ пен Пифагордың шәкірті, Аристотельдің ұстазы (А. Македонскийдің ұстазы).
Атомистер мектебі. Атомистер заттың атомдық құрылымы туралы идеяны бірінші болып алға тартты.
Атомистер (Демокрит; Эпикур - философ; Левкипп пен Лукрецкий - ақындар) атом ұғымын енгізді - материяның бөлінбейтін минуттық бөлшегі.
Демокрит Мирострой еңбегін жазды.
Осы еңбегінде Демокрит материяның құрылымы және Жердегі тіршіліктің пайда болуы туралы заманауи идеяларға жақындады. Ол өзінің Мирострой еңбегінде әлем материяның бөлшектерінен (атомдардан) және босдықтан тұрады, ал адам кездейсоқ бала, суда және лайда туады деп жазды.
Эпикур мен эпикуршылардың өмірі ләззат алуға бағытталған философтар туралы ойдан айырмашылығы, Эпикур өмірге үйлесімді көзқараспен қарауға шақырды және өздігінен ләззат алуға ұмтылмайды. Эпикур айтты: Кітапханаңызда әрдайым жаңа кітап, жертөледе толық шарап бөтелкесі және бақта жаңа гүл болсын.
Аристотель мектебі (б.з.д. 384-322). Аристотель барлық алдыңғы білімдерді қорытындылады. Ол негізінен мұғалімі Платонмен келіспеді.
Аристотельдің ілімдері көптеген жағынан қате.
Кейінірек оны христиан шіркеуі қабылдады, догмаға айналды, яғни. мұздатылған, дамымаған оқыту.
Аристотель күш пен жылдамдық ұғымдарын енгізді; ол барлық әрекеттерді табиғи және зорлық-зомбылыққа бөлді. Мұнда көптеген қайшылықтар болды. Аристотель әр заттың өз орны бар деп ойлады - өкпе жоғары қарай, ал ауырлар төмендейді.
Тағы бір ежелгі грек ғалымы Архимед (б.з. д. 287-212 ж. ж.) механиканың дамуына үлкен үлес қосты (сурет. 2, 3), статика, Гидростатика (сурет.1, 4); қақпаны жетілдірді; = 3,14 санын есептеді; шеңбердің ауданын есептеді; спираль салды (сурет. 3) (өркениет осы спиральда дамиды деп болжанады); көкжиекке бұрышпен лақтырылған дененің қозғалысы мәселесін шешті (болжам бойынша). Оның есебінде оның 40-тан астам өнертабысы бар.
Евклид математикаға үлкен үлес қосты: Бастамалар деген еңбегінде ол өзіне белгілі болған математикадағы барлық мәліметтерді қорытындылады. Ол сонымен қатар оптика саласында жұмыс істеді, онда жарықтың шағылу заңдарын ашты.
1.1. Шығыс ғалымдарының еңбектеріндегі жаратылыстану ғылымдарының дамуы
Халифат мемлекеті құрылғаннан кейін шығыс ғалымдарының еңбектерінде математика, механика, астрономия дами бастады.
Математик, физик, тарихшы және географ ғалым Бируни заттың меншікті салмағын өлшеумен айналысқан ( = P V, мұндағы - меншікті салмақ; P - салмақ; V - дененің көлемі). Салыстырыңыз: = м V, мұндағы - тығыздық; m - масса; V - дененің көлемі. Бируни тепе-теңдікті ойлап тапты (6-сурет). Омар Хайям (1048 - 1131жж. "Өзен жағасындағы шөптер, олар сұлулықтың аузынан өскен жоқ. Тыныш жүр, оларға ақырын ти, өйткені олар туыстарынан қызғалдақ тәрізді") - ақын, философ, физик және астроном және Аль Хазини (7-сурет) Бирунидің зерттеулерін жалғастырды.
Бируни Сурет 6. Бирунидің Сурет 7. Аль Хазинидің
конустық құрылғысы Даналық таразы
Үндістанда Брахмагупт теріс сандар ұғымын енгізді және оларды бұрыннан қолданған.
Бір мыңжылдықтың басында үнді ғалымдары дифференциалды және интегралды есептеулерді қолданды (қазіргі физикада "Механика" бөлімінде бұл есептеулер алғашқы сабақтардан бастап қолданылады, мысалы:
vx = dxdt; x = vx dt.
III ғ. Қытайда компас қолданылған.
Буддизм, конфуцийшілдік, инь-ян (инь - әйелдікі - жер; ян - ерлер принципі - аспан) және Дао, диалектика заңы туралы алғашқы ойлар Қарама-қарсылықтардың бірлігі мен күресі айтылды: әлемдегі барлық нәрселердің қарама-қарсы жағы бар, бұл қарама-қарсылықтар диалектикалық бірлікте және тұрақты күресте.
Конфуций ілімдері балалардың ата-аналарына, әйелдерінің күйеулеріне және үкіметке берілгендерге шексіз мойынсұнуына және адамның барлық сезімдерінде байсалдылықты немесе ортаны сақтауына байланысты болды.
Қытайдағы отбасылық-саяси өмірдің бүкіл құрылымы осы орта доктринасына негізделген. Демократиялық принциптер мен егемендіктің шексіз билігінің жақтаушысы бола отырып, Конфуций соған қарамастан, соңғысын өзінің орта жол туралы ілімімен шектемеді; оның пікірінше, егемендікке шамадан тыс талаптармен ғана қарсы тұруға болады; аз нәрсеге қанағаттанатындарға мойынсұну оңай. Модераторлар билеушілерге де ұсынылады.
Конфуций ілімдерінің басталуы тым биік, таза және көпшілікке қол жетімсіздігімен байланысты қиындықтарға қарамастан, оның ілімдері ерекше өсімге ие болды және халықтық санада мәңгілікке орнықты. Бұл оқыту ұлттық рухқа толық сәйкес келгендігімен байланысты және Конфуцийдің көзқарастары Қытай халқының көзқарастарымен айтарлықтай сәйкес келді. Конфуций қытайлық халықтық сипаттың толық көрінісін қамтыды.
Ұлықбек Мұхаммед Тарағай (1394-1449) - өзбек астрономы және математигі, Темірдің немересі (Темірлан).
Орта ғасырлардағы ең ірі обсерваториялардың бірін Ұлықбек Самарқанд маңында шамамен 1430 жылы салған. 1908 жылы В.М. Вяткин ашқан оның қалдықтарын 1948 жылы В. А. Шишкин қазып алды. Меридиан жазықтығында орнатылған 40,2 М радиусы бар үлкен мәрмәр сектант (мүмкін квадрант) орналасқан диаметрі шамамен 46 м дөңгелек ғимарат қабырғасының төменгі бөлігінің қирандылары табылды. Аспаптың доғасының тек төменгі бөлігі 32 ° ұзындықта, градусқа бөлінген. Құрал ені шамамен 2 м және тереңдігі 11 м болатын жартаста кесілген траншеяға орнатылған. Оның бір бөлігі жер бетінен көтерілді. Ол тиісті қисықтықтың мәрмәр тақталарымен қапталған екі параллель тас доғаларынан тұрды. Ол астрономиялық тұрақты және Күн, Ай және планеталардың меридиан арқылы өту сәттерін анықтау үшін қолданылды. Жұлдыздар кішігірім аспаптарда байқалды (сақталмаған). Маңызды еңбек, обсерваторияда орындалған - " жаңа астрономиялық кестелер" ("Зиджи джедиди Гурагони") - астрономияның теориялық негіздерін, Гиппархтан кейін алғаш рет анықталған 1018 жұлдыздардың ережелер каталогын (1665 жылы Оксфордта жарияланған) және Тихо Брагеның бақылауларына дейін дәл болған дәлдікті қамтиды. Жұлдыздар каталогы, планетарлық кестелер, сонымен қатар экваторға эклиптиканың көлбеуін, жылдық прогрессияны және тропикалық жылдың ұзақтығын анықтау астрономияның дамуы үшін үлкен маңызға ие болды. Ұлықбек обсерваториясы 1449 жылы қайтыс болғаннан кейін көп ұзамай жойылды.
1.2. Еуропадағы жаратылыстану
XI ғасырдың аяғында Еуропалық ғылыми мектептер дами бастады.
Бірінші университет Италияның солтүстігінде Болонья қаласында пайда болды (ол әлі де бар).
1999 жылы Болонья университетінде еуропалық білім министрлерінің конференциясы өтті, онда олар Еуропа елдерінде жалпы білім беру стратегиясын жасап, Болон декларациясын қабылдады.
2004 жылы Берлинде кезекті конференция өтті, онда Ресей Болон декларациясын қабылдады (ұйымда барлығы 43 мемлекет бар).
XI - XIII ғасырларда. университеттер Франция мен Англияда пайда болды.
Париж университеті - Сорбонна. Сорбонна - алдымен кедей студенттерге арналған теологиялық мектеп және баспана, кейінірек Париж университетінің теологиялық факультеті, 1253 жылы француз королі Луи Сенттің мойындаушысы Роберт Сорбон құрған.
Бастапқыда мектеп 16 адамға, 4 париждік студенттердің (француздар, немістер, британдықтар, итальяндықтар) ең көп өкілдері болған ұлттардың әрқайсысына арналған, бірақ көп ұзамай 36 адамнан тұратын жиынтықты анықтауға мүмкіндік туды. 50 жылға жетпей Сорбоннаның беделі Еуропаның ескі теологиялық факультеттерінің көпшілігінің көлеңкесінде болды. Курс он жаста болатын, ал соңғы емтиханда студентке таңғы 6-дан кешкі 6-ға дейін 12 диспутат шабуыл жасады, олар әр жарты сағат сайын өзгеріп отырды, ол сонымен қатар тынығудан айырылды және 12-де ішуге немесе тамақтануға құқығы болмады. Сынақтан өткен адам Сорбонна дәрігері болып, арнайы қара қалпақпен тәж киген.
1792 жылы осы негізде Париж университетінің теологиялық факультеті құрылды (теология - дін туралы ғылым). Бұл университеттің алғашқы ректоры - Буридан.
XIII ғасырда Англияда Оксфорд және Кембридж университеттері пайда болды (ректор 2002 ж. - Колин Лукас).
Ортағасырлық университеттерде 4 факультет болды (3 аға және 1 кіші): теологиялық, заңгерлік, медициналық және өнер.
Клавдий Н. Коперник Дж. Бруно Г. Галилей
Птоломей
Ортағасырлық университеттердегі білім схоластикамен өрбіді, олар білімнің қайнар көзі ретінде тәжірибені жоққа шығарды және сенсацияға негізделген визуалды бақылауларды ғана мойындады. Схоластика Клавдий Птоломейдің, Аристотельдің және Платонның ілімдеріне негізделген. Роджер Бекон - эксперименталды жаратылыстанудың жаршысы (1250-1324) - қатыгез дәуірде орта ғасырлар, білім көзі ретінде тәжірибені жоққа шығарған схоластиканың үстемдігі 20 жылын түрмеде өткізді. Беконның пікірінше, ғылым теориялық тұжырымдарды дәлелдейтін қатаң аргументтер мен дәл тәжірибелерге негізделуі керек.
Схоластиканы ағылшын материализмінің негізін қалаушы, философ және саясаткер Фрэнсис Бекон (1561 - 1626) сынға алды. Фрэнсис Бекон жаңа дәуірдің өкілі болды, тәжірибе жолына түсті және шындықты ашу үшін бақылаудың ерекше маңыздылығына назар аударды. Бекон білімге апаратын жол - бақылау, талдау, салыстыру және эксперимент. Бекон жаңа ғылымның - эксперименталды жаратылыстанудың негізін қалады.
Тыйым салынған кітаптардың индексі (яғни тізімі) 1599 жылы жарияланған болатын. Тыйым салуға бидғатшылар мен еркін ойшылдардың жазбалары схоластиканың идеяларымен сәйкес келмеуі негіз болды. Көрсеткіш 1966 жылы жойылды. Ол 400 жыл болды.
К.Птоломейдің әлемдік жүйесі. К.Птоломей ғаламның суретін былай ұсынды: ортасында - қозғалыссыз Жер; 7 планета және Күн оның айналасында қозғалады. Барлық планеталар Жерге қызмет ету үшін жасалған.
Жаратылыстану ғылымындағы революция Птолемейдің геоцентрлік жүйесін (оны әлі күнге дейін Бируни сынға алған) күн орталығы болған гелиоцентрлік жүйемен ауыстырған Н.Коперниктің (1473 - 1543) ілімінен басталды.
Коперник жұлдыздарды телескоп арқылы бақылады. Коперниктің шығармаларын Дж.Бруно мен Г.Галилей қолдады. Дж.Бруно 1600 жылы Римдегі Гүлдер алаңында инквизицияның қаупіне түсіп, сотталғандығы үшін өртелген.
Галилей Коперниктің ілімін дамытумен айналысқан. Галилей - классикалық механиканың негізін салушы (И.Ньютонмен бірге). Галилей инквизицияның сотынан қашып құтылған жоқ. Ескі адам ретінде ол сотта өз ілімдерінен бас тартады, бірақ өмірінің соңына дейін ол осы кәсіппен айналысады.
Галилейдің сот процесі (итальяндық суретші Флерияның кескіндемесі)
Классикалық механика макроәлемдегі заттардың қозғалысын вакуумдағы жарық жылдамдығынан алыс жылдамдықпен зерттейді.
Классикалық механикада алыс қашықтыққа әсер ету принципі қарастырылады: денелердің өзара әрекеттесуі бос кеңістік арқылы лезде таралады. Сонымен қатар, қозғалыстардың түрлену принципі (немесе салыстырмалық принципі, немесе инварианттылық принципі) қарастырылады: физика заңдары барлық инерциялық санақ жүйелерінде бірдей формада болады.
Бүкіл әлем нысандардың үш түріне бөлінеді:
Классикалық механика
Кванттық механика
(квант - энергияның бір бөлігі)
Мегаәлем
Макроәлем
Микроәлем
Ғалам, галактикалар,
(кластер 109 - 1012 жұлдыз)
жұлдыздар, планеталар және т.б.
қарапайым бөлшектер (бөлінбейтін), молекулалар, атомдар
Бұл бөлу ерікті, өйткені макро және мегаәлемдер атомдар мен молекулалардан тұрады.
Леонардо да Винчи Мона Лиза
Жаратылыстану мен мәдениеттің дамуына Леонардо да Винчи (1452-1519) - физик, дизайнер, сәулетші, ойшыл, суретші үлкен үлес қосты.
Ол сүңгуір қайықты, парашютты, ұшақты жасады (Cурет 8, 9). Леонардо да Винчи бекіністерді (қорғаныс құрылымдары) жақсы өнертапқыш ретінде танымал.
Гипотеза бар: суретші өзінің бетін Леонардоның әйгілі Мона Лиза картинасына салған (француз ғалымдары мұны компьютерлік графиканың көмегімен дәлелдеген).
Сурет 8. Сурет 9.
Леонардо да Винчидің тікұшақ және парашютпен ұшу жобалары
(оның жеке суреттерінің көшірмелері)
Леонардо да Винчи өзінің замандастары куә еткендей, сұлулықтың математикалық байланыстарын ашқысы келді, өз шығармаларында алтын арақатынасын қолданды (басқа атаулар: құдайлық пропорция, алтын орта, алтын тік төртбұрыш).
ӘЛЕМНІҢ МЕХАНИСТИКАЛЫҚ СУРЕТІ
Негізінде құрылды:
- механика Леонардо да Винчи (1452 - 1519),
- Н.Коперниктің гелиоцентрлік жүйесі (1473 - 1543),
- эксперименталды жаратылыстану Г.Галилейо (1564-1642),
- И.Кеплердің аспан механикасының заңдары (1571 - 1630),
Сипаттамалары
Қозғалыс дегеніміз қарапайым механикалық қозғалыс. Қозғалыс заңдары - бұл әлемнің негізгі заңдары.
Денелер біркелкі және түзу қозғалады, ал бұл қозғалыстан ауытқулар әсер етеді
оларды сыртқы күш (инерция). Масса - инерцияның өлшемі.
Әлемнің механикалық суреті шеңберінде шындықтың дискретті (корпускулалық) моделі дамыды:
- зат - атомдардан немесе корпускулалардан тұратын материалдық зат;
- атомдар абсолютті мықты, бөлінбейтін, өтпейтін.
Қашықтықта әрекет ету принципі - денелердің өзара әрекеттесуі кез-келген қашықтықта лезде пайда болады, яғни. әрекеттер бос кеңістікте кез-келген жылдамдықта берілуі мүмкін.
Абсолюттік кеңістік пен уақыт ұғымы:
- кеңістік үш өлшемді, тұрақты және материяға тәуелді емес;
- уақыт кеңістікке де, материяға да тәуелді емес;
- кеңістік пен уақыт денелердің қозғалысына ешқандай қатысы жоқ, олар абсолютті сипатқа ие.
Заттар қозғалысының жоғары формаларының заңдылықтарын оның қарапайым формасы - механикалық қозғалыс заңдарына төмендету тенденциясы.
Барлық механикалық процестер детерминизм принципіне бағынады. Кездейсоқтық әлем суретінен алынып тасталды.
18 - 19 ғасырдың басындағы әлемнің механикалық картинасына сүйене отырып, жердегі, аспандық және молекулалық дамыған
Механика. Макроәлем мен микрокосм бірдей механикалық заңдарға бағынды. Бұл әлемнің механикалық көрінісін абсолюттендіруге әкелді. Ол әмбебап немесе классикалық деп саналды.
Сурет 10. Әлемнің механикалық суреті
Алтын тіктөртбұрыштың ені мен еніне қатынасы 1.618033989 болуы керек (аббревиатурадағы FI саны - 1.618). Итальяндық математик Фибоначчи (1170-1250, Пизада туған) сандардың шексіз қатарын ашты: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, ..., онда әрбір жаңа сан алдыңғы екі санның қосындысы болып табылады, бірліктер келесісінің алдындағыға қатынасы (3-тен кейін) FI -ге тең.
Ежелгі ғалымдардың және одан кейінгі ортағасырлық идеялардың негізінде Әлемнің механикалық суреті толығымен қалыптасты (10-сурет).
Осы суреттің шеңберінде барлық оқиғалар мен өзгерістер механикалық қозғалыспен өзара байланысты және өзара тәуелді болды және бұл Лаплас тұжырымдамасындағы механикалық детерминизммен байланысты.
Детерминизм (лат. determine-анықтаймын) қысқаша түсіндірмеде егер жүйенің бастапқы шарттары белгілі болса, табиғат заңдарын қолдана отырып, оның соңғы күйін болжауға болатындығын білдіреді.
Кездейсоқтық-себебі әлі белгісіз құбылыс.
Эпикур оқиғалардың қатаң себеп-салдарлық байланысын тағы да сынға алды.
Эпикур атомдарының детерминистік қозғалысы тұжырымдамасының этикалық қолайсыздығын "өлімнің бізге ешқандай қатысы жоқ" деген сөздермен қарым-қатынас, өйткені біз болған кезде өлім әлі жоқ, бірақ өлім болған кезде біз болмаймыз".
Детерминизм ілімін дамыта отырып, Эпикур атомдар массасы бойынша ерекшеленеді және бұл Д.И. Менделеев жүйесі ашылғаннан кейін расталды деп мәлімдеді және Демокриттен айырмашылығы, ол атомдар қатаң көрсетілген траектория бойынша қозғалады, сондықтан әлемдегі барлық нәрсе алдын-ала анықталған деп санады. Эпикур атомдардың қозғалысы негізінен кездейсоқ деп санайды, сондықтан әр түрлі сценарийлер әрқашан мүмкін.
1.3. Ресейдегі жаратылыстану
Ресейдегі жаратылыстану Еуропаға қарағанда үш ғасырдан кейін дами бастады:
1. татар-моңғол қамытынан;
2. орыс дінбасыларының католик діни қызметкерлеріне қарағанда өз діндарларына ғылыми білім бермегендігі;
3. Ресейдің ақсүйектерінің мәдениетті дамытып, ғылыми зерттеулерге ұмтылмағандығымен.
Жаратылыстану ғылымының дамуының басталуы оның реформаларының қажетті шарты ретінде І Петр дәуіріне келеді.
Электр энергиясының теориясы дамып келеді (Ломоносов пен Рихманның еңбектерінде). М.В. Ломоносов (1711 - 1765) жылу теориясын дамытты, физикалық химия саласында (ол оның негізін қалаушы) және геофизика саласында жұмыс істеді.
М.В. Ломоносовтың өмірінен алынған кейбір мәліметтер.
1745 жылы Ломоносов химия профессоры болып бекітілді, ол сол кезде оны Санкт-Петербург Ғылым академиясының мүшесі ретінде тануды білдірді.
1748 жылы Ломоносов тұрған үйдің жанына химиялық зертхана салынды. Онда көптеген зерттеулер жүргізілді, атап айтқанда металдардың қышқылдар мен тұздардағы ерігіштігін анықтау, бірқатар қолданбалы зерттеулер.
1761 жылы мамырда әр елден келген жүзге жуық астроном сирек кездесетін оқиғаны - Венераның күн дискісінен өтуін байқады. Ломоносов та байқады. Телескопта алты сағаттық сергектіктен кейін ол былай деп жазды: Венера планетасын біздің жер шарымызға оралған асыл әуе атмосферасы қоршап тұр (егер одан да көп болмаса).
Венера атмосферасының ашылуы - Ломоносовтың астрономиядағы ең үлкен жетістігі. Венера айналасындағы жарық жиегін Ломоносов ғана емес, сонымен қатар кейбір басқа бақылаушылар да орнатқан. Бірақ Ломоносов қана бұл құбылыстың дұрыс түсіндірмесін берді - Венера атмосферасындағы күн сәулесінің сынуының салдары ретінде.
Жаратылыстану ғылымының, ұлттық тар көзқарасқа жат бүкіл білім беру және ағарту жүйесінің негізін қалаушы ол кез-келген дәрежедегі адамдар оқи алатын университеттер мен гимназияларды құру үшін көп жұмыс жасады. Ломоносовтың терең идеялары Мәскеу университетін ұйымдастыру жобасының негізін қалады және оның алғашқы онжылдықтардағы жетістігін анықтады.
Жоба еліміздің кең білім дайындығы бар және әртүрлі шаруашылықтарда, ғылыми және мәдени салаларда жұмыс істей алатын мамандарға деген шұғыл қажеттіліктерін ескерді. Ломоносов университет жарғысын жасауға ең белсенді және белсенді қатысты. Ломоносовтың қажымас қайраты мен табандылығының арқасында оның жоспарлары мен талаптары орындалды. Университет 1755 жылы салтанатты түрде ашылды.
Ломоносовтың көрнекті ғалым ретінде де, талантты ақын ретінде де атағы тұрақты түрде өсті. Өкінішке орай, оның денсаулығы тез нашарлады. Ломоносов күш-жігерін аямай, ғылымды дамытудың маңызды мәселелерін шешу жолында кедергілерді тудырып отыратын орасан зор жүктеме мен академиядағы күрделі жағдайға әсер етті. Ол 1765 жылы 4 (15) сәуірде 54 жасында қайтыс болды. Ол қайтыс болардан бір жыл бұрын өзінің көлемімен және алуан түрлілігімен кез-келген ғалымды таңдандырмайтын Кеңесші Ломоносовтың еңбектері мен басқа да жұмыстарының тізімін құрастырды.
В.И. Вернадский (Ресейдегі жаратылыстану ғылымдарының негізін қалаушы) былай деді: Ломоносов ғалым ретінде әлі де баға жетпес құндылық.
Ломоносов энергияның сақталу заңын ашты. Оның жұмысының әсері 19 - 20 ғасырлардың ортасынан бастау алады.
М.В. Ломоносов В.И. Вернадский Ю.Р. Майер Г. Гельмгольц
Л. Эйлер - математик, Ресейде жұмыс істеді, ғылымның дамуына үлкен үлес қосты.
1.4. XIX - XX ғасырлардағы жаратылыстану
18 ғасырдың аяғы - 19 ғасырдың басында табиғатты қорғау заңдары тұжырымдалды:
1. Импульстің сақталу заңы (P): P - импульс, P = mv. Жабық жүйеде толық импульс сақталады. Жабық жүйе дегеніміз - қоршаған ортамен энергия, масса немесе ақпарат алмаспайтын жүйе.
2. Энергияның сақталу заңы.
Энергия жоқтан пайда болмайды және жоғалып кетпейді, бір түрден екінші түрге ауысады.
Энергияны үнемдеу заңын Ломоносов ғана емес, Майер мен Гельмгольц те ашты.
3. Бұрыштық импульстің сақталу заңы (L):
L - бұрыштық импульс: L = [r P]. Тұйық жүйеде жалпы бұрыштық импульс сақталады. Сақтау заңдары өте маңызды, өйткені олар кеңістіктік-уақыттық симметриямен байланысты, ол сонымен бірге табиғаттың негізгі қасиеті болып табылады.
1799 жылы Галвани құбылысты ашты, соның арқасында электр энергиясының автономды көздері (аккумуляторлар, батареялар) құрылды.
Электр энергиясы техникалық мақсаттарда қолданыла бастады.
В 1831 г. М. Фарадей открыл закон электромагнитной индукции. Этот закон положил начало созданию электромоторов и электрогенераторов:
εі = - dФdt,
Мұндағы εi - индукцияның электр қозғаушы күші; Ф - магнит ағыны.
1836 жылы Якоби электрформалауды (жабындарды) ашты.
1869 жылы Д.И. Менделеев периодтық заңды ашты: элементтердің қасиеттері элемент атомындағы бөлшектердің санына байланысты. Бұл заңның атом физикасы мен кванттық химияны дамытуда үлкен маңызы болды.
Л. Гальвани М. Фарадей Б.С. Якоби Д.И. Менделеев
О. Френель Томас Юнг
Ағылшын ғалымы Т. Юнг пен француз физигі О. Френель жарықтың толқындық теориясын жасады. Толқындар теориясы үш құбылысқа негізделген: интерференция, дифракция және кейінірек ашық поляризация. 20 ғасырдың ортасында жарықтың толқындық табиғатымен байланысты голография құбылысы ашылды.
Эмиссия және жұтылу спектрлері
Сурет 11. Эмиссиялық спектрлер: 1 - үздіксіз; 2 - натрий; 3 - сутегі; 4 - гелий. Абсорбция спектрлері: 5 - күн сәулесі; 6 - натрий; 7 - сутегі; 8 - гелий
Ш. Кулон Г. Ом Э.Х. Ленц Х. Лоренц Д. Максвелл
Толқындар теориясы спектроскопия ғылымының дамуына негіз болды (спектр - бұл жарықтың оның компоненттеріне ыдырауы, 12-суретті қараңыз Эмиссия және жұтылу спектрлері).
Егер атом күйіндегі заттардың сәулеленуі призма арқылы зерттелсе, спектр үздіксіз (кемпірқосақ) және сызықты болуы мүмкін.
Заттардың сәулелену спектрі бойынша оның құрамын білуге болады. Бұл сот сараптамасында, минералогияда және т.б.
Спектроскоптың негізгі құралы - призма (13-сурет).
19 ғасырда электромагнетизм заңдары - Кулон, Ом, Ленц, тұрақты тоқ, Фарадей, Лоренц күшінің заңдары ашылды.
Бұл ғылыми жетістіктерді Д.Максвелл электродинамиканың негізін құрайтын жеті теңдеумен біріктірді.
Электромагниттік сәулеленудің таралу жылдамдығы жарық жылдамдығына тең екендігі анықталғаннан кейін жақын аралықта әрекет ету принципі қабылданды. Бұл өзара әрекеттесу ақырғы жылдамдықпен (жарық жылдамдығымен) таралады және өрістер (электромагниттік, гравитациялық) арқылы жүзеге асады дегенді білдірді.
Р. Клаузиус Дж. Томсон Л. Больцман Н.И. Лобачевский Эйнштейн
(Кельвин)
19 ғасырдың аяғында газдардың кинетикалық теориясы Клаузиус, Кельвин (Томсон), Л.Больцман, Карно (жылу қозғалтқышы теориясы) еңбектерінде дами бастады.
Газдардың кинетикалық теориясы көптеген элементтері бар жүйелерді зерттейтін болғандықтан, статистикалық теория жасалуда. Бұл элементтер саны көп жүйелерді зерттейтін статистикалық теория.
Евклидтік емес геометриялар пайда болды.
Бұл геометриялардың дамуымен Риман, Лобачевский және т. б. айналысты.
Бұл геометриялар арнайы (нақты) салыстырмалылық теориясының (СТР) және жалпы салыстырмалылық теориясының (ГР) дамуына түрткі болды (автор Эйнштейн).
Олар вакуумдағы жарық жылдамдығына жақын жылдамдықпен микро заттардың қозғалысын зерттейді.
SRT инерциялық санақ жүйелеріне қатысты микро объектілердің қозғалысын қарастырады.
Жалпы салыстырмалылық кез-келген санақ жүйелеріне қатысты микро объектілердің қозғалысын қарастырады.
Эталондық жүйеге эталондық денені, эталондық денемен қатаң байланысқан координаталық жүйені және уақытты анықтауға арналған сағат кіреді.
Инерциялық санақ жүйесі дегеніміз - анық инерциялық санақ жүйесіне қатысты түзу, бірқалыпты немесе тыныштықта қозғалатын санақ жүйесі.
Қатаң инерциалды - бұл Күнмен байланысты анықтамалық жүйе, және оны гелиоцентрлік деп атайды.
Жермен байланысқан санақ жүйесі (геоцентрлік санақ жүйесі) іс жүзінде инерциялық болып табылады.
Әлемнің электромагниттік көрінісі
Әлемнің электромагниттік көрінісінің пайда болуы ғылымның сапалық жаңа сатысын сипаттайды (14-сурет). Әлемнің осы суретін механикалықпен салыстыру кейбір маңызды ерекшеліктерді ашады. Мысалға:
Механикалық сурет
Электромагниттік сурет
Механикалық қозғалыс
Тербелмелі қозғалыс (толқын)
Ұзақ мерзімді әрекет ету принципі
Қысқа аралықтағы әрекет ету принципі
Детерминизм
Кездейсоқтық
ӘЛЕМНІҢ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИКАЛЫҚ СУРЕТІ
Негізінде құрылды:
- электромагнетизмнің басталуы М. Фарадей (1791-1867),
- Д.Максвеллдің электромагниттік өріс теориясы (1831 - 1879),
- электронды теория Г.А. Лоренц,
- салыстырмалы теорияның постулаттары А.Эйнштейн (1879-1955)
Сипаттамалары
Әлемнің электромагниттік суреті аясында өріс, үздіксіз (үздіксіз) модель дамыды
шындық:
- материя - нүктелік қуат орталықтары бар біртұтас өріс - электр зарядтары және ондағы толқын қозғалыстары;
- әлем - бұл электромагниттік өріс арқылы өзара әрекеттесетін электр зарядталған бөлшектерден тұратын электродинамикалық жүйе.
Қозғалыс - бұл электродинамика заңдарымен сипатталатын тербелістердің өрісте таралуы
Қысқа диапазондағы әрекет ету принципі - кез-келген табиғаттағы өзара әрекеттесу өріс арқылы нүктеден нүктеге үздіксіз және жылдамдықпен беріледі.
Кеңістік пен уақыттың реляциялық (салыстырмалы) ұғымы:
кеңістік пен уақыт өрісте болып жатқан процестермен байланысты, яғни. олар материяға тәуелді және тәуелді
Ықтималдық ұғымы әлемнің электромагниттік картинасына енгізілді.
А.Эйнштейн кеңістіктің және уақыттың салыстырмалылығы идеясын әлемнің электромагниттік картинасына енгізді.
Электромагниттік картинаның шеңберінде жасалған (1916 ж.) Соңғы үлкен теорияға айналған жалпы салыстырмалылық теориясы осылай пайда болды.
Заттың дискретті, атомдық табиғатын елемеу Максвеллдің электродинамикасын Г.Лоренцтің электронды теориясын немесе микроскопиялық электродинамикасын құрумен жойылған қарама-қайшылықтардың тұтас сериясына алып келеді.
Сурет 14. ӘЛЕМНІҢ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИКАЛЫҚ СУРЕТІ
1.5. Жарық теориясы мен жаратылыстанудың қазіргі заманғы бөлімдерін дамыту
17-18 ғасырларда Исаак Ньютон ұсынған жарықтың корпускулалық теориясы басым болды.
ХІХ ғасырдың 30-жылдарында И. Ньютонның корпускулалық теориясының орнына Янг-Френельдің жарықтың толқындық теориясы келді. Ньютонның бөлшектер ағыны (корпускулалар) ретіндегі жарық туралы идеяларына қарама-қарсы, толқындар теориясы электромагниттік сәулеленудің немесе жарықтың толқындық қасиеттерге ие екендігін куәландырды. Бұл қасиеттер интерференция, дифракция, поляризация және голография құбылыстарында көрінеді.
ХХ ғасырдың 30-жылдарында. екі құбылыс ашылды: фотоэффект және Комптон эффектісі, онда жарық, немесе электромагниттік сәуле қайтадан корпускулалық қасиет көрсетті.
Қазіргі тұжырымдамаларға сәйкес жарық (электромагниттік сәулелену) толқындық және корпускулалық қасиеттерді де көрсетеді. Сонымен бірге, кіші толқын ұзындығында (γ) және жоғары жиілікте (v) жарық (v = c γ) негізінен корпускулалық қасиет көрсетеді, ұзын және төмен жиілікте жарық толқындық қасиетке ие.
Осылайша, біреу дуализм немесе жарықтың қос табиғаты туралы айтады. Жарық квантының энергиясы тең: ε = h v, мұндағы h - Планктың тұрақтысы; v - жиілік.
Фотон (жарық бөлшегі) жарық жылдамдығымен қозғалады с = 3 = 108 м с (вакуумда), тыныштық массасы болмайды.
Э. Резерфорд Н.Х. Бор П. Кюри Дж. Томсон И. Курчатов
Резерфорд, Бор, Кюри, Томсон, Курчатов атом және ядро саласында жұмыс істеп, жаңа энергетикалық жүйе (атом энергиясы) құрылды.
Француз физигі Луи де Бройль тек фотондар ғана емес, сонымен қатар элементар бөлшектер, атомдар мен молекулалар толқындық қасиетке ие деген болжам жасады.
В. Гейзенберг Макс Планк Э. Шредингер Поль Дирак Л. де Бройль
Кейінірек бұл болжам эксперименталды түрде расталды.
Электрондар құрған интерференция үлгісі алынды. Бұл гипотеза, сондай-ақ Гейзенбергтің белгісіздік қатынастары, Планк пен Паули гипотезасы және Шредингердің толқындық функциясы үшін теңдеу физиканың ең заманауи саласы - кванттық релликативті емес механикаға негіз болды.
Әлемнің физикалық бейнесі
Әлемнің физикалық бейнесі негіз ретінде жалпы теориялық физикалық білімді қамтиды (15-сурет). Әрине, ғылымның әр түрлі даму кезеңдерінде бұл білімді сыртқы әлем әр түрлі түсіндірді, әлемнің ежелгі, Ньютондық және қазіргі заманғы физикалық суреттері формалары мен ішкі мазмұны жағынан әр түрлі сандық және сапалық жағынан.
Әлемнің физикалық картинасының схемасы зат туралы түсініктердің өзгеруімен байланысты: атом туралы, корпускулалық идеялардан өріске, үздіксізге, содан кейін кванттыққа дейін. Демек, әлемнің үш физикалық суреті бар: механикалық, электромагниттік және кванттық өріс.
ӘЛЕМНІҢ ФИЗИКАЛЫҚ СУРЕТІ
Физикадан жалпы теориялық білім, оған мыналар кіреді:
- негізгі физикалық идеялар;
- негізгі физикалық теориялар;
- негізгі қағидалар, заңдар мен түсініктер;
- таным принциптері мен әдістері.
Бір жағынан, әлемнің физикалық көрінісі дегеніміз - табиғат туралы бұрын алынған барлық білімдерді жинақтау және адамның материалдық әлем мен оның заңдылықтарын белгілі дәрежеде тануы.
Екінші жағынан, әлемнің физикалық көрінісі - бұл физикаға теориялық физиканың негіздерін өзгертетін жаңа іргелі идеяларды, принциптерді, тұжырымдамалар мен гипотезаларды енгізу процесі; бір физикалық сурет екіншісіне ауыстырылады.
Әлемнің физикалық картинасының схемасы зат туралы түсініктердің өзгеруімен байланысты: атом туралы, корпускулалық идеялардан өріске, үздіксізге, содан кейін кванттыққа дейін. Демек, әлемнің үш физикалық суреті:
- механикалық,
- электромагниттік,
- кванттық өріс.
Сурет 15. Әлемнің физикалық көрінісі
1.6. Кванттық механиканың принциптері
I. Толықтыру принципін Н. Бор тұжырымдады (1927). Бұл қағидаға сәйкес микро объектіні сипаттайтын кейбір физикалық шамалар туралы ақпараттың болуы (элементар бөлшек, атом, молекула) сөзсіз біріншіні толықтыратын басқа шамалар туралы ақпараттың жоғалуымен байланысты. Мұндай шамалар, мысалы, бөлшектің координатасы және оның жылдамдығы (немесе импульс).
Н. Бор бірін-бірі толықтыру принципін әдіснамалық принцип ретінде қарастырды; кең түсіндіру кезінде бұл қағида микроэлеметке жататын физикалық объектіні өзара эксклюзивті, қосымша жүйелерде сипаттау қажет дегенді білдіреді, мысалы, толқын ретінде де, толқын ретінде де бөлшек.
Н. Бор көрейік, осы тұрғыдан алғанда, биологиялық заңдылықтарды физикалық-химиялық процестерге дейін төмендетуге бола ма, деді.
Жоқ, тірі материяның заңдары, олар физика ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Қорқыт ата атындағы Қызылорда университеті
Өмірәлі Д. Ж.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Әлемнің кванттық бейнесіне орта мектеп оқушыларының танымдық қызығушылықтарын дамыту
6В01582 (5В011000) - Физика білім беру бағдарламасы
Қызылорда 2021ж
Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі
Қорқыт ата атындағы Қызылорда университеті
Қорғауға жіберілді ___________
Кафедра меңгерушісі ___________ Л. С.Каинбаева
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Әлемнің кванттық бейнесіне орта мектеп оқушыларының танымдық қызығушылықтарын дамыту
6В01582 (5В011000) - Физика білім беру бағдарламасы
Орындаған Өмірәлі Д. Ж.
Ғылыми жетекшісі Ажибеков А.
оқытушы, ж.ғ.м.
Қызылорда 2021
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
Беті
1. Жаратылыстану тарихы
1.1.
Шығыс ғалымдарының еңбектеріндегі жаратылыстану ғылымдарының дамуы
1.2.
Жаратылыстанудың жалпы мәселелері
2. Заттың құрылымдық деңгейлері және жүйелік ұйымдастырылуы
2.1.
Заттардың құрылымдық деңгейлері, микро, макро және мега деңгейлеріндегі бейорганикалық және органикалық әлем иерархиясы
2.2.
Гравитациялық, электромагниттік, ядролық, электрон-позитрондық өрістер, олардың пайда болу шарттары мен әрекеті. Зат пен өріс. Іргелі өзара әрекеттесу
2.3.
Іргелі өзара әрекеттесу - күшті, электромагниттік, әлсіз, гравитациялық. Толқындық-корпускулалық дуализм. Толқындық-бөлшектік дуализмнің әмбебаптығы туралы гипотеза. Л. де Бройль толқыны.
3. Заттың квантық қаситтерін дәлелдейтін оқушыларға арналған эксперименттер.
3.1.
Бөлшектер физикасының кейбір әдемі тәжірибелері
3.2.
Біздің шындық туралы түсінігімізді мәңгілікке өзгерткен эксперимент
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
КІРІСПЕ
Бүгінгі таңда адамзаттың жоғары индустриалды және ақпаратты қоғамға қарқынды түрде өтуіне байланысты өркениеттің бет-бейнесі тұтастай өзгеруде. Елдің өркендеуі білім беру жүйесін, онын мазмұны мен құрылымын жаңартуды қажет етеді. Яғни, қазіргі қоғамның маңызды проблемаларының бірі - бұл құбылмалы әлеуметтік және экономикалық жағдайда өмір сүріп қана қоймай, болып жатқан құбылысқа белсенді әсер ете отырып, оны жақсартуға бейім тұлғаны қалыптастыру болып отыр. Мұндай тұлғаға - шығармашыл, белсенді, әлеуметтік жауапты, жақсы дамыған интеллект иесі, жоғары білімді, кәсіби сауатты болуы қажет. Қоғамның осындай қажеттіліктеріне байланысты орта мектепте физика пәнін оқыту айтарлықтай маңызды.
Физика пәнінің мазмұны физикалық заңдар мен заңдылықтардың мәнін түсіндіру арқылы оқушылардың әлемнің ғылыми бейнесі туралы білімін тереңдетуді көздейді. Негізгі мектеп оқушыларының танымдық мүмкіндіктеріне сүйене отырып, материя тіршілігінің нысаны (зат пен өріс, макро- және микро-әлемнің бірлігі), олардың өзара әрекеттесуі және табиғаттағы көрінісі туралы ғылыми түсінік қалыптастырылады. Оқушылардың ғылыми танымдық дағдылары, атап айтқанда, бақылау, ғылыми тәжірибе жүргізу, үлгілеу дағдыларын дамытуға арналған құралдарды қолдану көзделеді.
Физика пәні материяның салыстырмалы түрде қарапайым, сонымен қатар неғұрлым жалпылама түрлерін (зат, өріс, энергия) және материя қозғалысының күрделірек түріне енетін қозғалыстың физикалық түрін зерттейді. Материяның жалпылама, іргелі құрылымды түзілістерімен және қасиеттерімен айналысатын физика ғылымы білім беруді ұйымдастырудың неғұрлым жоғары сатысына жетті және оның дамыған математикалық және эксперименттік зерттеу құралдары бар. Оның түсініктері, зерттеу нәтижелері мен әдістері, ойлау стилі бүкіл жаратылыстанымдық ойлау стиліне елеулі ықпалын тигізеді. Іргелі физикалық теориялардың біртұтас жүйесі ретінде ұсынылған әлемнің физикалық бейнесі оқушылардың дүниетанымын және біртұтас ғылыми жаратылыстану бейнесі туралы көзқарасын қалыптастырудағы басым модель болып табылады. Физика оқу пәні ретінде қоршаған әлемнiң сансыз құбылыстарында орын тебетiн табиғаттың жалпы заңдылықтарын қарастырады, оның ғылыми, техникалық және гуманитарлық әлеуеті бар, ол адамзат мәдениетінің маңызды құраушысы болып табылады.
Әлемнің осы заманғы бейнесі - іргелі физикалық теориялар тұрғысынан табиғаттағы процестер мен объектілер туралы түсініктердің жүйесі болып табылады. Демек, оқушылар әлемнің физикалық бейнесі жайлы түсінік алу үшін іргелі физикалық теориялардың мазмұнын, олардың негізінде жатқан философиялық идеяларды, осы теориялардың ерекшеліктері мен өзара байланыстарын білуі тиіс. Оқу материалын физикалық теориялар айналасына топтастыру оқушылардың теориялық ойлау элементтерін, теорияның танымдығы рөлімен, теория мен эксперименттің арақатынасымен байланысты әдіснамалық білімдер жүйесін қалыптастыруға, тарихи тәсілді жүзеге асыруға, физиканы қоғамның, мәдениеттің дамуымен байланыстыруға ықпал етеді. Бұл оқу материалын зерделеудің эмпирикалық негізін кеңейту мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Физика курсында зертханалық жұмыстар қарастырылған, олар бақылаулар, болжамдар жасауға үйретіп, қарапайым практикалық дағдылармен қаруландыруды көздейді.
Зерттеудің өзектілігі: қазіргі заманғы әлемнің кванттық бейнесінің негізінде жатқан іргелі заңдар мен принциптер туралы және табиғаттың ғылыми таным әдістері туралы білімді жинақтау отырып, сонымен қатар заттың квантық қаситтерін дәлелдейтін оқушыларға арналған эксперименттерді пайдалана отырып оқушылардың әлемнің кванттық бейнесіне деген танымдық қызығушылықтарын дамыту.
Зерттеудің мақсаты: физика ғылымының негізімен, оның негізгі ұғымдарымен, заңдарымен, теориясымен таныстыру. Оқушылардың санасында әлемнің кванттық бейнесін қалыптастыру. Әлемнің кванттық бейнесіне оқушыларының танымдық қызығушылықтарын дамыту.
Зерттеудің міндеттері:
oo қазіргі заманғы әлемнің кванттық бейнесінің негізінде жатқан іргелі заңдар мен принциптер туралы, табиғаттың ғылыми таным әдістері туралы білімді жинақтау;
oo заттың квантық қаситтерін дәлелдейтін оқушыларға арналған эксперименттерді жинақтау.
Зерттеу объектісі: орта мектепте физиканы оқыту үрдісі.
Зерттеу пәні:
Теориялық мәндігілі:
Зерттеудің ғылыми жаңашылдылығы:
Практикалық маңыздылығы:
Теориялық және әдіснамалық негіздері:
Құрылымдық мазмұны: Дипломдық жұмыс кіріспеден, 3 тараудан, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
1 тарау. Жаратылыстану тарихы
КУРС ҚҰРЫЛЫМЫ Әлемнің заманауи бейнесі - басынан бастап бүгінгі күнге дейін
Күзгі түнгі аспанға қарап немесе көркем және сүйкімді гүлді өнер туындысы ретінде қарастыра отырып, біздің қайсымыз үнсіз қуанышқа бөленбедік, бұл әлем қалай пайда болды, оның шексіз әртүрлілігіне, алуан түрлілігіне ықпал етті? Болашақта оны не күтеді? Адамзат осы және басқа сұрақтарға жауап беруге тырысады, көптеген ғасырлар бойы өркениеттің дамуының басталуы ғасырлар бойы үнемі артта қалып келеді.
1896 жылы (Томск политехникалық университетінің құрылған жылы) Томскіде (ТМУ-ның негізгі корпусының артында) адамның ежелгі қалдықтары табылды (жасы шамамен 100 мың жыл).
Біздің дәуірге дейінгі 6 мың жыл ішінде адамдар не білді және не істей алды? Египетте табиғи алтын және Азияда табиғи мыс қолданылған.
Біздің дәуірімізге дейінгі 5 мың жыл Қытай мен Үндістанда мыс балқытылды, Кипрде мыс балқыту біздің эрамызға дейінгі 3 мыңжылдықта жүргізілді. Африкадағы қара нәсілділер темірді б.з.д. 2 мың жыл бұрын өндірген. Еуропада темір б. з. д. 1 мың жыл бұрын қолданыла бастады.
4 мың жыл бұрын Джулиан деп аталатын күнтізбе болды, ол 1582 жылға дейін болған (Григорианмен ауыстырылды).
Өркениет шамамен бірдей деңгейде деп есептеледі, ол үш жерде дамыған:
* Жерорта теңізінің суларында;
* Үндістан;
* Қытай.
Әр өркениет өз жолымен жүрді.
Барлық ғылымдар бір жалпы ғылым - натурфилософия шеңберінде дамыды. Бұл атау 17 ғасырдың соңына дейін жалғасты.
1687 жылы Ньютон өзінің Табиғи философияның математикалық негіздері деген еңбегін жариялады, сондықтан ол физиканы натурфилософиядан әлі ажырата алмады.
Қосөзек тұрғындары квадрат теңдеулер мен олардың шешімдерін жақсы білді.
Вавилондық геометрияда қарапайым бұрыштардың, фигуралардың көлемдерін есептеуге арналған формулалар бар.
Ежелгі механизмдердің ішінен Қосөзек тұрғындары қақпа мен тетікті иеленді. Механиканың алтын ережесі де белгілі болды: қарапайым машинаның күштер қолданылатын екі ұшының орын ауыстыруларының қатынасы әрқашан осы ұштарға қолданылатын күштердің қатынасына кері болады. Немесе: Біз күшпен жеңетін нәрсені жол бойында жоғалтамыз. Бұл ереже біркелкі (үйкеліссіз) қимылмен дәл орындалады.
Ежелгі Грецияда бірнеше мазхабтар болған, олардың әсерін Грецияда ғана емес, Еуропада да байқауға болады.
Грециядағы философиялық мектептердің негізін салушы - Малец Фалес (б.з.д. 625 - 547). Ол алғашқы элемент тұжырымдамасын енгізді (одан бәрі пайда болды). Ол суды негізгі элемент деп санады, сонымен қатар ол теңбүйірлі үшбұрыштағы бұрыштардың теңдігін орнатты, жылдың ұзындығы 365 күн, және шеңбердің диаметрі ұғымын енгізді.
Бастапқы элемент ретінде иондықтар (Ион теңізінің жағалауын қоныстанған гректер) алғашқы материя ұғымын енгізді.
Шамамен VI ғасырда. Б.з.д. диалектика элементтері пайда болды - даму туралы ғылым. Диалектиканың негізгі идеялары оның ғылым ретінде қалыптасуынан көп бұрын белгілі болған. Эфес Гераклит Табиғат туралы еңбегінде диалектика туралы мәліметтерді қорытындылады. Эфес отты бірінші кезектегі мәселе деп санады.
"Бәрі ағып жатыр - бәрі өзгереді", "Айдың астында ештеңе мәңгі болмайды " - Гераклиттің бұл тұжырымдары бүгінгі күнге дейін сақталған (Эфес, б.з. д. 530-470 жж.).
Милецкийдің шәкірті - Пифагор - барлық нәрсенің негізінде сандар тұрады, Әлем - бұл сандардың үйлесімділігі деп санады. Пифагордың көп жағдайда дұрыс болғандығы Менделеев заңы ашылғаннан кейін ғана белгілі болды, одан Әлемнің субстанциясын құрайтын элементтердің қасиеттері, элемент атомындағы бөлшектердің санына және негізге тәуелді екендігі және кванттық механиканың негізгі ережелері шығады.
Сурет 1. Әнші құс Сурет 2. Машиналарды басып алу
және аудару кемелері
Сурет 3. Архимед құрты
Сурет 4. Су сағаты (Архимед) Сурет 5. Архимед спиралы
Пифагор мектебі Италияның оңтүстігінде Кротон қаласында орналасқан, ол жерде "данагөйлер" тәрбиеленді. Бұл мектепте Пифагор 3 жыл бойы перде артында тұрған студенттермен сөйлесті. Оқушыларға бір-бірімен сөйлесуге рұқсат етілмеді.
Философиялық мектептердің жетекшілері студенттерге білетін барлық білімдерін жинақтап қана қоймай, жеткізіп те берді. Олар (мысалы, Пифагор, содан кейін Платон) барынша ұйымдасқан мемлекеттер құруға тырысты (олардың идеялары бойынша). Бұл мүмкін болды, өйткені бұл мектептерде тирандар (мемлекет билеушілері) дайындалды.
Пифагор мектебі кейінгі ұрпақтарға, әсіресе Сократ мектебіне (б.з.д. 470-379) және Платон мектебіне (б.з.д. 427-348) үлкен әсер етті.
Сократ зұлымдықтың ең үлкені - надандық; ең үлкен жақсылық - шындық (білім). Ол сонымен бірге диалектика идеяларын білдірді. Платон - Сократ пен Пифагордың шәкірті, Аристотельдің ұстазы (А. Македонскийдің ұстазы).
Атомистер мектебі. Атомистер заттың атомдық құрылымы туралы идеяны бірінші болып алға тартты.
Атомистер (Демокрит; Эпикур - философ; Левкипп пен Лукрецкий - ақындар) атом ұғымын енгізді - материяның бөлінбейтін минуттық бөлшегі.
Демокрит Мирострой еңбегін жазды.
Осы еңбегінде Демокрит материяның құрылымы және Жердегі тіршіліктің пайда болуы туралы заманауи идеяларға жақындады. Ол өзінің Мирострой еңбегінде әлем материяның бөлшектерінен (атомдардан) және босдықтан тұрады, ал адам кездейсоқ бала, суда және лайда туады деп жазды.
Эпикур мен эпикуршылардың өмірі ләззат алуға бағытталған философтар туралы ойдан айырмашылығы, Эпикур өмірге үйлесімді көзқараспен қарауға шақырды және өздігінен ләззат алуға ұмтылмайды. Эпикур айтты: Кітапханаңызда әрдайым жаңа кітап, жертөледе толық шарап бөтелкесі және бақта жаңа гүл болсын.
Аристотель мектебі (б.з.д. 384-322). Аристотель барлық алдыңғы білімдерді қорытындылады. Ол негізінен мұғалімі Платонмен келіспеді.
Аристотельдің ілімдері көптеген жағынан қате.
Кейінірек оны христиан шіркеуі қабылдады, догмаға айналды, яғни. мұздатылған, дамымаған оқыту.
Аристотель күш пен жылдамдық ұғымдарын енгізді; ол барлық әрекеттерді табиғи және зорлық-зомбылыққа бөлді. Мұнда көптеген қайшылықтар болды. Аристотель әр заттың өз орны бар деп ойлады - өкпе жоғары қарай, ал ауырлар төмендейді.
Тағы бір ежелгі грек ғалымы Архимед (б.з. д. 287-212 ж. ж.) механиканың дамуына үлкен үлес қосты (сурет. 2, 3), статика, Гидростатика (сурет.1, 4); қақпаны жетілдірді; = 3,14 санын есептеді; шеңбердің ауданын есептеді; спираль салды (сурет. 3) (өркениет осы спиральда дамиды деп болжанады); көкжиекке бұрышпен лақтырылған дененің қозғалысы мәселесін шешті (болжам бойынша). Оның есебінде оның 40-тан астам өнертабысы бар.
Евклид математикаға үлкен үлес қосты: Бастамалар деген еңбегінде ол өзіне белгілі болған математикадағы барлық мәліметтерді қорытындылады. Ол сонымен қатар оптика саласында жұмыс істеді, онда жарықтың шағылу заңдарын ашты.
1.1. Шығыс ғалымдарының еңбектеріндегі жаратылыстану ғылымдарының дамуы
Халифат мемлекеті құрылғаннан кейін шығыс ғалымдарының еңбектерінде математика, механика, астрономия дами бастады.
Математик, физик, тарихшы және географ ғалым Бируни заттың меншікті салмағын өлшеумен айналысқан ( = P V, мұндағы - меншікті салмақ; P - салмақ; V - дененің көлемі). Салыстырыңыз: = м V, мұндағы - тығыздық; m - масса; V - дененің көлемі. Бируни тепе-теңдікті ойлап тапты (6-сурет). Омар Хайям (1048 - 1131жж. "Өзен жағасындағы шөптер, олар сұлулықтың аузынан өскен жоқ. Тыныш жүр, оларға ақырын ти, өйткені олар туыстарынан қызғалдақ тәрізді") - ақын, философ, физик және астроном және Аль Хазини (7-сурет) Бирунидің зерттеулерін жалғастырды.
Бируни Сурет 6. Бирунидің Сурет 7. Аль Хазинидің
конустық құрылғысы Даналық таразы
Үндістанда Брахмагупт теріс сандар ұғымын енгізді және оларды бұрыннан қолданған.
Бір мыңжылдықтың басында үнді ғалымдары дифференциалды және интегралды есептеулерді қолданды (қазіргі физикада "Механика" бөлімінде бұл есептеулер алғашқы сабақтардан бастап қолданылады, мысалы:
vx = dxdt; x = vx dt.
III ғ. Қытайда компас қолданылған.
Буддизм, конфуцийшілдік, инь-ян (инь - әйелдікі - жер; ян - ерлер принципі - аспан) және Дао, диалектика заңы туралы алғашқы ойлар Қарама-қарсылықтардың бірлігі мен күресі айтылды: әлемдегі барлық нәрселердің қарама-қарсы жағы бар, бұл қарама-қарсылықтар диалектикалық бірлікте және тұрақты күресте.
Конфуций ілімдері балалардың ата-аналарына, әйелдерінің күйеулеріне және үкіметке берілгендерге шексіз мойынсұнуына және адамның барлық сезімдерінде байсалдылықты немесе ортаны сақтауына байланысты болды.
Қытайдағы отбасылық-саяси өмірдің бүкіл құрылымы осы орта доктринасына негізделген. Демократиялық принциптер мен егемендіктің шексіз билігінің жақтаушысы бола отырып, Конфуций соған қарамастан, соңғысын өзінің орта жол туралы ілімімен шектемеді; оның пікірінше, егемендікке шамадан тыс талаптармен ғана қарсы тұруға болады; аз нәрсеге қанағаттанатындарға мойынсұну оңай. Модераторлар билеушілерге де ұсынылады.
Конфуций ілімдерінің басталуы тым биік, таза және көпшілікке қол жетімсіздігімен байланысты қиындықтарға қарамастан, оның ілімдері ерекше өсімге ие болды және халықтық санада мәңгілікке орнықты. Бұл оқыту ұлттық рухқа толық сәйкес келгендігімен байланысты және Конфуцийдің көзқарастары Қытай халқының көзқарастарымен айтарлықтай сәйкес келді. Конфуций қытайлық халықтық сипаттың толық көрінісін қамтыды.
Ұлықбек Мұхаммед Тарағай (1394-1449) - өзбек астрономы және математигі, Темірдің немересі (Темірлан).
Орта ғасырлардағы ең ірі обсерваториялардың бірін Ұлықбек Самарқанд маңында шамамен 1430 жылы салған. 1908 жылы В.М. Вяткин ашқан оның қалдықтарын 1948 жылы В. А. Шишкин қазып алды. Меридиан жазықтығында орнатылған 40,2 М радиусы бар үлкен мәрмәр сектант (мүмкін квадрант) орналасқан диаметрі шамамен 46 м дөңгелек ғимарат қабырғасының төменгі бөлігінің қирандылары табылды. Аспаптың доғасының тек төменгі бөлігі 32 ° ұзындықта, градусқа бөлінген. Құрал ені шамамен 2 м және тереңдігі 11 м болатын жартаста кесілген траншеяға орнатылған. Оның бір бөлігі жер бетінен көтерілді. Ол тиісті қисықтықтың мәрмәр тақталарымен қапталған екі параллель тас доғаларынан тұрды. Ол астрономиялық тұрақты және Күн, Ай және планеталардың меридиан арқылы өту сәттерін анықтау үшін қолданылды. Жұлдыздар кішігірім аспаптарда байқалды (сақталмаған). Маңызды еңбек, обсерваторияда орындалған - " жаңа астрономиялық кестелер" ("Зиджи джедиди Гурагони") - астрономияның теориялық негіздерін, Гиппархтан кейін алғаш рет анықталған 1018 жұлдыздардың ережелер каталогын (1665 жылы Оксфордта жарияланған) және Тихо Брагеның бақылауларына дейін дәл болған дәлдікті қамтиды. Жұлдыздар каталогы, планетарлық кестелер, сонымен қатар экваторға эклиптиканың көлбеуін, жылдық прогрессияны және тропикалық жылдың ұзақтығын анықтау астрономияның дамуы үшін үлкен маңызға ие болды. Ұлықбек обсерваториясы 1449 жылы қайтыс болғаннан кейін көп ұзамай жойылды.
1.2. Еуропадағы жаратылыстану
XI ғасырдың аяғында Еуропалық ғылыми мектептер дами бастады.
Бірінші университет Италияның солтүстігінде Болонья қаласында пайда болды (ол әлі де бар).
1999 жылы Болонья университетінде еуропалық білім министрлерінің конференциясы өтті, онда олар Еуропа елдерінде жалпы білім беру стратегиясын жасап, Болон декларациясын қабылдады.
2004 жылы Берлинде кезекті конференция өтті, онда Ресей Болон декларациясын қабылдады (ұйымда барлығы 43 мемлекет бар).
XI - XIII ғасырларда. университеттер Франция мен Англияда пайда болды.
Париж университеті - Сорбонна. Сорбонна - алдымен кедей студенттерге арналған теологиялық мектеп және баспана, кейінірек Париж университетінің теологиялық факультеті, 1253 жылы француз королі Луи Сенттің мойындаушысы Роберт Сорбон құрған.
Бастапқыда мектеп 16 адамға, 4 париждік студенттердің (француздар, немістер, британдықтар, итальяндықтар) ең көп өкілдері болған ұлттардың әрқайсысына арналған, бірақ көп ұзамай 36 адамнан тұратын жиынтықты анықтауға мүмкіндік туды. 50 жылға жетпей Сорбоннаның беделі Еуропаның ескі теологиялық факультеттерінің көпшілігінің көлеңкесінде болды. Курс он жаста болатын, ал соңғы емтиханда студентке таңғы 6-дан кешкі 6-ға дейін 12 диспутат шабуыл жасады, олар әр жарты сағат сайын өзгеріп отырды, ол сонымен қатар тынығудан айырылды және 12-де ішуге немесе тамақтануға құқығы болмады. Сынақтан өткен адам Сорбонна дәрігері болып, арнайы қара қалпақпен тәж киген.
1792 жылы осы негізде Париж университетінің теологиялық факультеті құрылды (теология - дін туралы ғылым). Бұл университеттің алғашқы ректоры - Буридан.
XIII ғасырда Англияда Оксфорд және Кембридж университеттері пайда болды (ректор 2002 ж. - Колин Лукас).
Ортағасырлық университеттерде 4 факультет болды (3 аға және 1 кіші): теологиялық, заңгерлік, медициналық және өнер.
Клавдий Н. Коперник Дж. Бруно Г. Галилей
Птоломей
Ортағасырлық университеттердегі білім схоластикамен өрбіді, олар білімнің қайнар көзі ретінде тәжірибені жоққа шығарды және сенсацияға негізделген визуалды бақылауларды ғана мойындады. Схоластика Клавдий Птоломейдің, Аристотельдің және Платонның ілімдеріне негізделген. Роджер Бекон - эксперименталды жаратылыстанудың жаршысы (1250-1324) - қатыгез дәуірде орта ғасырлар, білім көзі ретінде тәжірибені жоққа шығарған схоластиканың үстемдігі 20 жылын түрмеде өткізді. Беконның пікірінше, ғылым теориялық тұжырымдарды дәлелдейтін қатаң аргументтер мен дәл тәжірибелерге негізделуі керек.
Схоластиканы ағылшын материализмінің негізін қалаушы, философ және саясаткер Фрэнсис Бекон (1561 - 1626) сынға алды. Фрэнсис Бекон жаңа дәуірдің өкілі болды, тәжірибе жолына түсті және шындықты ашу үшін бақылаудың ерекше маңыздылығына назар аударды. Бекон білімге апаратын жол - бақылау, талдау, салыстыру және эксперимент. Бекон жаңа ғылымның - эксперименталды жаратылыстанудың негізін қалады.
Тыйым салынған кітаптардың индексі (яғни тізімі) 1599 жылы жарияланған болатын. Тыйым салуға бидғатшылар мен еркін ойшылдардың жазбалары схоластиканың идеяларымен сәйкес келмеуі негіз болды. Көрсеткіш 1966 жылы жойылды. Ол 400 жыл болды.
К.Птоломейдің әлемдік жүйесі. К.Птоломей ғаламның суретін былай ұсынды: ортасында - қозғалыссыз Жер; 7 планета және Күн оның айналасында қозғалады. Барлық планеталар Жерге қызмет ету үшін жасалған.
Жаратылыстану ғылымындағы революция Птолемейдің геоцентрлік жүйесін (оны әлі күнге дейін Бируни сынға алған) күн орталығы болған гелиоцентрлік жүйемен ауыстырған Н.Коперниктің (1473 - 1543) ілімінен басталды.
Коперник жұлдыздарды телескоп арқылы бақылады. Коперниктің шығармаларын Дж.Бруно мен Г.Галилей қолдады. Дж.Бруно 1600 жылы Римдегі Гүлдер алаңында инквизицияның қаупіне түсіп, сотталғандығы үшін өртелген.
Галилей Коперниктің ілімін дамытумен айналысқан. Галилей - классикалық механиканың негізін салушы (И.Ньютонмен бірге). Галилей инквизицияның сотынан қашып құтылған жоқ. Ескі адам ретінде ол сотта өз ілімдерінен бас тартады, бірақ өмірінің соңына дейін ол осы кәсіппен айналысады.
Галилейдің сот процесі (итальяндық суретші Флерияның кескіндемесі)
Классикалық механика макроәлемдегі заттардың қозғалысын вакуумдағы жарық жылдамдығынан алыс жылдамдықпен зерттейді.
Классикалық механикада алыс қашықтыққа әсер ету принципі қарастырылады: денелердің өзара әрекеттесуі бос кеңістік арқылы лезде таралады. Сонымен қатар, қозғалыстардың түрлену принципі (немесе салыстырмалық принципі, немесе инварианттылық принципі) қарастырылады: физика заңдары барлық инерциялық санақ жүйелерінде бірдей формада болады.
Бүкіл әлем нысандардың үш түріне бөлінеді:
Классикалық механика
Кванттық механика
(квант - энергияның бір бөлігі)
Мегаәлем
Макроәлем
Микроәлем
Ғалам, галактикалар,
(кластер 109 - 1012 жұлдыз)
жұлдыздар, планеталар және т.б.
қарапайым бөлшектер (бөлінбейтін), молекулалар, атомдар
Бұл бөлу ерікті, өйткені макро және мегаәлемдер атомдар мен молекулалардан тұрады.
Леонардо да Винчи Мона Лиза
Жаратылыстану мен мәдениеттің дамуына Леонардо да Винчи (1452-1519) - физик, дизайнер, сәулетші, ойшыл, суретші үлкен үлес қосты.
Ол сүңгуір қайықты, парашютты, ұшақты жасады (Cурет 8, 9). Леонардо да Винчи бекіністерді (қорғаныс құрылымдары) жақсы өнертапқыш ретінде танымал.
Гипотеза бар: суретші өзінің бетін Леонардоның әйгілі Мона Лиза картинасына салған (француз ғалымдары мұны компьютерлік графиканың көмегімен дәлелдеген).
Сурет 8. Сурет 9.
Леонардо да Винчидің тікұшақ және парашютпен ұшу жобалары
(оның жеке суреттерінің көшірмелері)
Леонардо да Винчи өзінің замандастары куә еткендей, сұлулықтың математикалық байланыстарын ашқысы келді, өз шығармаларында алтын арақатынасын қолданды (басқа атаулар: құдайлық пропорция, алтын орта, алтын тік төртбұрыш).
ӘЛЕМНІҢ МЕХАНИСТИКАЛЫҚ СУРЕТІ
Негізінде құрылды:
- механика Леонардо да Винчи (1452 - 1519),
- Н.Коперниктің гелиоцентрлік жүйесі (1473 - 1543),
- эксперименталды жаратылыстану Г.Галилейо (1564-1642),
- И.Кеплердің аспан механикасының заңдары (1571 - 1630),
Сипаттамалары
Қозғалыс дегеніміз қарапайым механикалық қозғалыс. Қозғалыс заңдары - бұл әлемнің негізгі заңдары.
Денелер біркелкі және түзу қозғалады, ал бұл қозғалыстан ауытқулар әсер етеді
оларды сыртқы күш (инерция). Масса - инерцияның өлшемі.
Әлемнің механикалық суреті шеңберінде шындықтың дискретті (корпускулалық) моделі дамыды:
- зат - атомдардан немесе корпускулалардан тұратын материалдық зат;
- атомдар абсолютті мықты, бөлінбейтін, өтпейтін.
Қашықтықта әрекет ету принципі - денелердің өзара әрекеттесуі кез-келген қашықтықта лезде пайда болады, яғни. әрекеттер бос кеңістікте кез-келген жылдамдықта берілуі мүмкін.
Абсолюттік кеңістік пен уақыт ұғымы:
- кеңістік үш өлшемді, тұрақты және материяға тәуелді емес;
- уақыт кеңістікке де, материяға да тәуелді емес;
- кеңістік пен уақыт денелердің қозғалысына ешқандай қатысы жоқ, олар абсолютті сипатқа ие.
Заттар қозғалысының жоғары формаларының заңдылықтарын оның қарапайым формасы - механикалық қозғалыс заңдарына төмендету тенденциясы.
Барлық механикалық процестер детерминизм принципіне бағынады. Кездейсоқтық әлем суретінен алынып тасталды.
18 - 19 ғасырдың басындағы әлемнің механикалық картинасына сүйене отырып, жердегі, аспандық және молекулалық дамыған
Механика. Макроәлем мен микрокосм бірдей механикалық заңдарға бағынды. Бұл әлемнің механикалық көрінісін абсолюттендіруге әкелді. Ол әмбебап немесе классикалық деп саналды.
Сурет 10. Әлемнің механикалық суреті
Алтын тіктөртбұрыштың ені мен еніне қатынасы 1.618033989 болуы керек (аббревиатурадағы FI саны - 1.618). Итальяндық математик Фибоначчи (1170-1250, Пизада туған) сандардың шексіз қатарын ашты: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, ..., онда әрбір жаңа сан алдыңғы екі санның қосындысы болып табылады, бірліктер келесісінің алдындағыға қатынасы (3-тен кейін) FI -ге тең.
Ежелгі ғалымдардың және одан кейінгі ортағасырлық идеялардың негізінде Әлемнің механикалық суреті толығымен қалыптасты (10-сурет).
Осы суреттің шеңберінде барлық оқиғалар мен өзгерістер механикалық қозғалыспен өзара байланысты және өзара тәуелді болды және бұл Лаплас тұжырымдамасындағы механикалық детерминизммен байланысты.
Детерминизм (лат. determine-анықтаймын) қысқаша түсіндірмеде егер жүйенің бастапқы шарттары белгілі болса, табиғат заңдарын қолдана отырып, оның соңғы күйін болжауға болатындығын білдіреді.
Кездейсоқтық-себебі әлі белгісіз құбылыс.
Эпикур оқиғалардың қатаң себеп-салдарлық байланысын тағы да сынға алды.
Эпикур атомдарының детерминистік қозғалысы тұжырымдамасының этикалық қолайсыздығын "өлімнің бізге ешқандай қатысы жоқ" деген сөздермен қарым-қатынас, өйткені біз болған кезде өлім әлі жоқ, бірақ өлім болған кезде біз болмаймыз".
Детерминизм ілімін дамыта отырып, Эпикур атомдар массасы бойынша ерекшеленеді және бұл Д.И. Менделеев жүйесі ашылғаннан кейін расталды деп мәлімдеді және Демокриттен айырмашылығы, ол атомдар қатаң көрсетілген траектория бойынша қозғалады, сондықтан әлемдегі барлық нәрсе алдын-ала анықталған деп санады. Эпикур атомдардың қозғалысы негізінен кездейсоқ деп санайды, сондықтан әр түрлі сценарийлер әрқашан мүмкін.
1.3. Ресейдегі жаратылыстану
Ресейдегі жаратылыстану Еуропаға қарағанда үш ғасырдан кейін дами бастады:
1. татар-моңғол қамытынан;
2. орыс дінбасыларының католик діни қызметкерлеріне қарағанда өз діндарларына ғылыми білім бермегендігі;
3. Ресейдің ақсүйектерінің мәдениетті дамытып, ғылыми зерттеулерге ұмтылмағандығымен.
Жаратылыстану ғылымының дамуының басталуы оның реформаларының қажетті шарты ретінде І Петр дәуіріне келеді.
Электр энергиясының теориясы дамып келеді (Ломоносов пен Рихманның еңбектерінде). М.В. Ломоносов (1711 - 1765) жылу теориясын дамытты, физикалық химия саласында (ол оның негізін қалаушы) және геофизика саласында жұмыс істеді.
М.В. Ломоносовтың өмірінен алынған кейбір мәліметтер.
1745 жылы Ломоносов химия профессоры болып бекітілді, ол сол кезде оны Санкт-Петербург Ғылым академиясының мүшесі ретінде тануды білдірді.
1748 жылы Ломоносов тұрған үйдің жанына химиялық зертхана салынды. Онда көптеген зерттеулер жүргізілді, атап айтқанда металдардың қышқылдар мен тұздардағы ерігіштігін анықтау, бірқатар қолданбалы зерттеулер.
1761 жылы мамырда әр елден келген жүзге жуық астроном сирек кездесетін оқиғаны - Венераның күн дискісінен өтуін байқады. Ломоносов та байқады. Телескопта алты сағаттық сергектіктен кейін ол былай деп жазды: Венера планетасын біздің жер шарымызға оралған асыл әуе атмосферасы қоршап тұр (егер одан да көп болмаса).
Венера атмосферасының ашылуы - Ломоносовтың астрономиядағы ең үлкен жетістігі. Венера айналасындағы жарық жиегін Ломоносов ғана емес, сонымен қатар кейбір басқа бақылаушылар да орнатқан. Бірақ Ломоносов қана бұл құбылыстың дұрыс түсіндірмесін берді - Венера атмосферасындағы күн сәулесінің сынуының салдары ретінде.
Жаратылыстану ғылымының, ұлттық тар көзқарасқа жат бүкіл білім беру және ағарту жүйесінің негізін қалаушы ол кез-келген дәрежедегі адамдар оқи алатын университеттер мен гимназияларды құру үшін көп жұмыс жасады. Ломоносовтың терең идеялары Мәскеу университетін ұйымдастыру жобасының негізін қалады және оның алғашқы онжылдықтардағы жетістігін анықтады.
Жоба еліміздің кең білім дайындығы бар және әртүрлі шаруашылықтарда, ғылыми және мәдени салаларда жұмыс істей алатын мамандарға деген шұғыл қажеттіліктерін ескерді. Ломоносов университет жарғысын жасауға ең белсенді және белсенді қатысты. Ломоносовтың қажымас қайраты мен табандылығының арқасында оның жоспарлары мен талаптары орындалды. Университет 1755 жылы салтанатты түрде ашылды.
Ломоносовтың көрнекті ғалым ретінде де, талантты ақын ретінде де атағы тұрақты түрде өсті. Өкінішке орай, оның денсаулығы тез нашарлады. Ломоносов күш-жігерін аямай, ғылымды дамытудың маңызды мәселелерін шешу жолында кедергілерді тудырып отыратын орасан зор жүктеме мен академиядағы күрделі жағдайға әсер етті. Ол 1765 жылы 4 (15) сәуірде 54 жасында қайтыс болды. Ол қайтыс болардан бір жыл бұрын өзінің көлемімен және алуан түрлілігімен кез-келген ғалымды таңдандырмайтын Кеңесші Ломоносовтың еңбектері мен басқа да жұмыстарының тізімін құрастырды.
В.И. Вернадский (Ресейдегі жаратылыстану ғылымдарының негізін қалаушы) былай деді: Ломоносов ғалым ретінде әлі де баға жетпес құндылық.
Ломоносов энергияның сақталу заңын ашты. Оның жұмысының әсері 19 - 20 ғасырлардың ортасынан бастау алады.
М.В. Ломоносов В.И. Вернадский Ю.Р. Майер Г. Гельмгольц
Л. Эйлер - математик, Ресейде жұмыс істеді, ғылымның дамуына үлкен үлес қосты.
1.4. XIX - XX ғасырлардағы жаратылыстану
18 ғасырдың аяғы - 19 ғасырдың басында табиғатты қорғау заңдары тұжырымдалды:
1. Импульстің сақталу заңы (P): P - импульс, P = mv. Жабық жүйеде толық импульс сақталады. Жабық жүйе дегеніміз - қоршаған ортамен энергия, масса немесе ақпарат алмаспайтын жүйе.
2. Энергияның сақталу заңы.
Энергия жоқтан пайда болмайды және жоғалып кетпейді, бір түрден екінші түрге ауысады.
Энергияны үнемдеу заңын Ломоносов ғана емес, Майер мен Гельмгольц те ашты.
3. Бұрыштық импульстің сақталу заңы (L):
L - бұрыштық импульс: L = [r P]. Тұйық жүйеде жалпы бұрыштық импульс сақталады. Сақтау заңдары өте маңызды, өйткені олар кеңістіктік-уақыттық симметриямен байланысты, ол сонымен бірге табиғаттың негізгі қасиеті болып табылады.
1799 жылы Галвани құбылысты ашты, соның арқасында электр энергиясының автономды көздері (аккумуляторлар, батареялар) құрылды.
Электр энергиясы техникалық мақсаттарда қолданыла бастады.
В 1831 г. М. Фарадей открыл закон электромагнитной индукции. Этот закон положил начало созданию электромоторов и электрогенераторов:
εі = - dФdt,
Мұндағы εi - индукцияның электр қозғаушы күші; Ф - магнит ағыны.
1836 жылы Якоби электрформалауды (жабындарды) ашты.
1869 жылы Д.И. Менделеев периодтық заңды ашты: элементтердің қасиеттері элемент атомындағы бөлшектердің санына байланысты. Бұл заңның атом физикасы мен кванттық химияны дамытуда үлкен маңызы болды.
Л. Гальвани М. Фарадей Б.С. Якоби Д.И. Менделеев
О. Френель Томас Юнг
Ағылшын ғалымы Т. Юнг пен француз физигі О. Френель жарықтың толқындық теориясын жасады. Толқындар теориясы үш құбылысқа негізделген: интерференция, дифракция және кейінірек ашық поляризация. 20 ғасырдың ортасында жарықтың толқындық табиғатымен байланысты голография құбылысы ашылды.
Эмиссия және жұтылу спектрлері
Сурет 11. Эмиссиялық спектрлер: 1 - үздіксіз; 2 - натрий; 3 - сутегі; 4 - гелий. Абсорбция спектрлері: 5 - күн сәулесі; 6 - натрий; 7 - сутегі; 8 - гелий
Ш. Кулон Г. Ом Э.Х. Ленц Х. Лоренц Д. Максвелл
Толқындар теориясы спектроскопия ғылымының дамуына негіз болды (спектр - бұл жарықтың оның компоненттеріне ыдырауы, 12-суретті қараңыз Эмиссия және жұтылу спектрлері).
Егер атом күйіндегі заттардың сәулеленуі призма арқылы зерттелсе, спектр үздіксіз (кемпірқосақ) және сызықты болуы мүмкін.
Заттардың сәулелену спектрі бойынша оның құрамын білуге болады. Бұл сот сараптамасында, минералогияда және т.б.
Спектроскоптың негізгі құралы - призма (13-сурет).
19 ғасырда электромагнетизм заңдары - Кулон, Ом, Ленц, тұрақты тоқ, Фарадей, Лоренц күшінің заңдары ашылды.
Бұл ғылыми жетістіктерді Д.Максвелл электродинамиканың негізін құрайтын жеті теңдеумен біріктірді.
Электромагниттік сәулеленудің таралу жылдамдығы жарық жылдамдығына тең екендігі анықталғаннан кейін жақын аралықта әрекет ету принципі қабылданды. Бұл өзара әрекеттесу ақырғы жылдамдықпен (жарық жылдамдығымен) таралады және өрістер (электромагниттік, гравитациялық) арқылы жүзеге асады дегенді білдірді.
Р. Клаузиус Дж. Томсон Л. Больцман Н.И. Лобачевский Эйнштейн
(Кельвин)
19 ғасырдың аяғында газдардың кинетикалық теориясы Клаузиус, Кельвин (Томсон), Л.Больцман, Карно (жылу қозғалтқышы теориясы) еңбектерінде дами бастады.
Газдардың кинетикалық теориясы көптеген элементтері бар жүйелерді зерттейтін болғандықтан, статистикалық теория жасалуда. Бұл элементтер саны көп жүйелерді зерттейтін статистикалық теория.
Евклидтік емес геометриялар пайда болды.
Бұл геометриялардың дамуымен Риман, Лобачевский және т. б. айналысты.
Бұл геометриялар арнайы (нақты) салыстырмалылық теориясының (СТР) және жалпы салыстырмалылық теориясының (ГР) дамуына түрткі болды (автор Эйнштейн).
Олар вакуумдағы жарық жылдамдығына жақын жылдамдықпен микро заттардың қозғалысын зерттейді.
SRT инерциялық санақ жүйелеріне қатысты микро объектілердің қозғалысын қарастырады.
Жалпы салыстырмалылық кез-келген санақ жүйелеріне қатысты микро объектілердің қозғалысын қарастырады.
Эталондық жүйеге эталондық денені, эталондық денемен қатаң байланысқан координаталық жүйені және уақытты анықтауға арналған сағат кіреді.
Инерциялық санақ жүйесі дегеніміз - анық инерциялық санақ жүйесіне қатысты түзу, бірқалыпты немесе тыныштықта қозғалатын санақ жүйесі.
Қатаң инерциалды - бұл Күнмен байланысты анықтамалық жүйе, және оны гелиоцентрлік деп атайды.
Жермен байланысқан санақ жүйесі (геоцентрлік санақ жүйесі) іс жүзінде инерциялық болып табылады.
Әлемнің электромагниттік көрінісі
Әлемнің электромагниттік көрінісінің пайда болуы ғылымның сапалық жаңа сатысын сипаттайды (14-сурет). Әлемнің осы суретін механикалықпен салыстыру кейбір маңызды ерекшеліктерді ашады. Мысалға:
Механикалық сурет
Электромагниттік сурет
Механикалық қозғалыс
Тербелмелі қозғалыс (толқын)
Ұзақ мерзімді әрекет ету принципі
Қысқа аралықтағы әрекет ету принципі
Детерминизм
Кездейсоқтық
ӘЛЕМНІҢ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИКАЛЫҚ СУРЕТІ
Негізінде құрылды:
- электромагнетизмнің басталуы М. Фарадей (1791-1867),
- Д.Максвеллдің электромагниттік өріс теориясы (1831 - 1879),
- электронды теория Г.А. Лоренц,
- салыстырмалы теорияның постулаттары А.Эйнштейн (1879-1955)
Сипаттамалары
Әлемнің электромагниттік суреті аясында өріс, үздіксіз (үздіксіз) модель дамыды
шындық:
- материя - нүктелік қуат орталықтары бар біртұтас өріс - электр зарядтары және ондағы толқын қозғалыстары;
- әлем - бұл электромагниттік өріс арқылы өзара әрекеттесетін электр зарядталған бөлшектерден тұратын электродинамикалық жүйе.
Қозғалыс - бұл электродинамика заңдарымен сипатталатын тербелістердің өрісте таралуы
Қысқа диапазондағы әрекет ету принципі - кез-келген табиғаттағы өзара әрекеттесу өріс арқылы нүктеден нүктеге үздіксіз және жылдамдықпен беріледі.
Кеңістік пен уақыттың реляциялық (салыстырмалы) ұғымы:
кеңістік пен уақыт өрісте болып жатқан процестермен байланысты, яғни. олар материяға тәуелді және тәуелді
Ықтималдық ұғымы әлемнің электромагниттік картинасына енгізілді.
А.Эйнштейн кеңістіктің және уақыттың салыстырмалылығы идеясын әлемнің электромагниттік картинасына енгізді.
Электромагниттік картинаның шеңберінде жасалған (1916 ж.) Соңғы үлкен теорияға айналған жалпы салыстырмалылық теориясы осылай пайда болды.
Заттың дискретті, атомдық табиғатын елемеу Максвеллдің электродинамикасын Г.Лоренцтің электронды теориясын немесе микроскопиялық электродинамикасын құрумен жойылған қарама-қайшылықтардың тұтас сериясына алып келеді.
Сурет 14. ӘЛЕМНІҢ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИКАЛЫҚ СУРЕТІ
1.5. Жарық теориясы мен жаратылыстанудың қазіргі заманғы бөлімдерін дамыту
17-18 ғасырларда Исаак Ньютон ұсынған жарықтың корпускулалық теориясы басым болды.
ХІХ ғасырдың 30-жылдарында И. Ньютонның корпускулалық теориясының орнына Янг-Френельдің жарықтың толқындық теориясы келді. Ньютонның бөлшектер ағыны (корпускулалар) ретіндегі жарық туралы идеяларына қарама-қарсы, толқындар теориясы электромагниттік сәулеленудің немесе жарықтың толқындық қасиеттерге ие екендігін куәландырды. Бұл қасиеттер интерференция, дифракция, поляризация және голография құбылыстарында көрінеді.
ХХ ғасырдың 30-жылдарында. екі құбылыс ашылды: фотоэффект және Комптон эффектісі, онда жарық, немесе электромагниттік сәуле қайтадан корпускулалық қасиет көрсетті.
Қазіргі тұжырымдамаларға сәйкес жарық (электромагниттік сәулелену) толқындық және корпускулалық қасиеттерді де көрсетеді. Сонымен бірге, кіші толқын ұзындығында (γ) және жоғары жиілікте (v) жарық (v = c γ) негізінен корпускулалық қасиет көрсетеді, ұзын және төмен жиілікте жарық толқындық қасиетке ие.
Осылайша, біреу дуализм немесе жарықтың қос табиғаты туралы айтады. Жарық квантының энергиясы тең: ε = h v, мұндағы h - Планктың тұрақтысы; v - жиілік.
Фотон (жарық бөлшегі) жарық жылдамдығымен қозғалады с = 3 = 108 м с (вакуумда), тыныштық массасы болмайды.
Э. Резерфорд Н.Х. Бор П. Кюри Дж. Томсон И. Курчатов
Резерфорд, Бор, Кюри, Томсон, Курчатов атом және ядро саласында жұмыс істеп, жаңа энергетикалық жүйе (атом энергиясы) құрылды.
Француз физигі Луи де Бройль тек фотондар ғана емес, сонымен қатар элементар бөлшектер, атомдар мен молекулалар толқындық қасиетке ие деген болжам жасады.
В. Гейзенберг Макс Планк Э. Шредингер Поль Дирак Л. де Бройль
Кейінірек бұл болжам эксперименталды түрде расталды.
Электрондар құрған интерференция үлгісі алынды. Бұл гипотеза, сондай-ақ Гейзенбергтің белгісіздік қатынастары, Планк пен Паули гипотезасы және Шредингердің толқындық функциясы үшін теңдеу физиканың ең заманауи саласы - кванттық релликативті емес механикаға негіз болды.
Әлемнің физикалық бейнесі
Әлемнің физикалық бейнесі негіз ретінде жалпы теориялық физикалық білімді қамтиды (15-сурет). Әрине, ғылымның әр түрлі даму кезеңдерінде бұл білімді сыртқы әлем әр түрлі түсіндірді, әлемнің ежелгі, Ньютондық және қазіргі заманғы физикалық суреттері формалары мен ішкі мазмұны жағынан әр түрлі сандық және сапалық жағынан.
Әлемнің физикалық картинасының схемасы зат туралы түсініктердің өзгеруімен байланысты: атом туралы, корпускулалық идеялардан өріске, үздіксізге, содан кейін кванттыққа дейін. Демек, әлемнің үш физикалық суреті бар: механикалық, электромагниттік және кванттық өріс.
ӘЛЕМНІҢ ФИЗИКАЛЫҚ СУРЕТІ
Физикадан жалпы теориялық білім, оған мыналар кіреді:
- негізгі физикалық идеялар;
- негізгі физикалық теориялар;
- негізгі қағидалар, заңдар мен түсініктер;
- таным принциптері мен әдістері.
Бір жағынан, әлемнің физикалық көрінісі дегеніміз - табиғат туралы бұрын алынған барлық білімдерді жинақтау және адамның материалдық әлем мен оның заңдылықтарын белгілі дәрежеде тануы.
Екінші жағынан, әлемнің физикалық көрінісі - бұл физикаға теориялық физиканың негіздерін өзгертетін жаңа іргелі идеяларды, принциптерді, тұжырымдамалар мен гипотезаларды енгізу процесі; бір физикалық сурет екіншісіне ауыстырылады.
Әлемнің физикалық картинасының схемасы зат туралы түсініктердің өзгеруімен байланысты: атом туралы, корпускулалық идеялардан өріске, үздіксізге, содан кейін кванттыққа дейін. Демек, әлемнің үш физикалық суреті:
- механикалық,
- электромагниттік,
- кванттық өріс.
Сурет 15. Әлемнің физикалық көрінісі
1.6. Кванттық механиканың принциптері
I. Толықтыру принципін Н. Бор тұжырымдады (1927). Бұл қағидаға сәйкес микро объектіні сипаттайтын кейбір физикалық шамалар туралы ақпараттың болуы (элементар бөлшек, атом, молекула) сөзсіз біріншіні толықтыратын басқа шамалар туралы ақпараттың жоғалуымен байланысты. Мұндай шамалар, мысалы, бөлшектің координатасы және оның жылдамдығы (немесе импульс).
Н. Бор бірін-бірі толықтыру принципін әдіснамалық принцип ретінде қарастырды; кең түсіндіру кезінде бұл қағида микроэлеметке жататын физикалық объектіні өзара эксклюзивті, қосымша жүйелерде сипаттау қажет дегенді білдіреді, мысалы, толқын ретінде де, толқын ретінде де бөлшек.
Н. Бор көрейік, осы тұрғыдан алғанда, биологиялық заңдылықтарды физикалық-химиялық процестерге дейін төмендетуге бола ма, деді.
Жоқ, тірі материяның заңдары, олар физика ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz