Тема уроку: Еволюція фізичної картини світу. Розвиток уявлень про природу світла. Фізика і науково-технічний прогрес
Ви вивчаєте фізику три роки і вже ознайомились із основними розділами цієї науки – механікою, оптикою, електрикою та ін.; довідалися про те, що у фізиці називають законами; дізналися, як відбувається дослідження фізичних явищ.
Сьогодні на уроці ми обговоримо питання:
- еволюція фізичної картини світу;
- взаємозв’язок фізики й суспільного розвитку.
Фізична картина світу
1.Еволюція фізичної картини світу
Протягом тисячоліть людину
цікавили питання:
- що являє собою навколишній
Всесвіт?
- як він «побудований»?
- за якими законами розвивається?
Стародавні філософи визнавали
Землю центром усього Всесвіту. Давньогрецький філософ Клавдій Птоломей у II ст.
н. е. створив геоцентричну систему світу,
в якій Земля знаходиться у центрі Всесвіту. Землю у просторі оточують 8 сфер,
на яких розташовані Місяць, Сонце та 5 відомих у ті часи планет: Меркурій,
Венера, Марс, Юпітер і Сатурн. На 8-й сфері знаходяться зорі, які з’єднані між
собою та обертаються навколо Землі як єдине ціле.
Микола
Коперник (1473 – 1543 рр.) створивши геліоцентричну
систему світу, в якій Сонце розташоване в центрі Всесвіту, а всі тіла, в
тому числі планети (і зокрема Земля), обертаються навколо Сонця.
За останні 100 років знання
людства про Всесвіт значно поглибилися:
- загальна теорія відносності Альберта
Ейнштейна пояснила існування багатьох загадкових об’єктів Всесвіту,наприклад
чорних дір;
- завдяки радіотелескопам, які
працюють в багатьох діапазонах електромагнітних хвиль, розширилися можливості
отримання інформації про космічний простір;
- космічні апарати пролетіли повз
усі планети Сонячної системи, сфотографували їхні поверхні «зблизька», побували
на Марсі, Венері, Місяці, на інших небесних тілах;
- із 1990 р. на орбіті Землі
працює телескоп «Габбл», завдяки якому вдалося «побачити» об’єкти в далеких
галактиках (за допомогою космічного телескопа вдалося сфотографувати Туманність
Орла – скупчення зір, яке розташоване на відстані 7000 світлових років від
Землі);
- наприкінці XIX – на початку XX
ст. з’явилися незаперечні докази атомно-ядерної
структури матерії.
- за допомогою новітніх
надчутливих мікроскопів, які було створено наприкінці минулого століття
(тонельний, автоелектронний, автойонний, електронний), удалося сфотографувати
окремі атоми.
Що таке світло?
2. Розвиток уявлень про природу світла
Проблемне питання
• Ми знаємо, що таке мікро-,
макро-, мегасвіт. До якого із світів можна віднести світло?
Майже одночасно два видатні
фізики створили дві абсолютно різні теорії світла:
- корпускулярна теорія (Ісак Ньютон);
- хвильова теорія (Крістіан Гюйґенс).
Згідно з корпускулярною теорією Ньютона
світло – це потік частинок (корпускул), що випускаються світними тілами,
причому рух світлових корпускул підпорядковується законам механіки.
Так, відбиття світла Ньютон
пояснював відбиванням корпускул від поверхні, на яку падає світло, а заломлення
світла – зміною швидкості руху корпускул унаслідок їх взаємодії з частинками
середовища.
За хвильовою теорією Гюйгенса,
світло – це хвилі, що поширюються в особливому, гіпотетичному середовищі –
ефірі, який заповнює увесь простір і проникає всередину всіх тіл.
Обидві теорії тривалий час
існували паралельно. Жодна з них не могла перемогти. Лише авторитет Ньютона
змусив більшість учених віддавати перевагу корпускулярній теорії.
Так було до початку XIX ст., доки
не з’явилися роботи англійського фізика Томаса Юнга (1773–1829) і французького
фізика Оґюстена Жана Френеля (1788–1827). Досліджуючи світло, вчені
спостерігали явища, властивілише хвилям: огинання світлом перешкод (дифракція)
та посилення й послаблення світла в разі накладання світлових пучків
(інтерференція). З того часу в науці стала переважати хвильова теорія Гюйґенса.
У 60-х роках XIX ст. Дж. Максвелл
створив теорію електромагнітного поля, одним із наслідків якої було встановлення
можливості існування електромагнітних хвиль. За розрахунками, швидкість
поширення електромагнітних хвиль дорівнювала швидкості світла.
На основі теоретичних досліджень
Максвелл дійшов висновку, що світло – це електромагнітні хвилі.
Після дослідів Г. Герца жодних сумнівів щодо електромагнітної природи світла не
залишилось.
Електромагнітна теорія світла
дозволила пояснити багато оптичних явищ, однак уже на кінець XIX ст.
з’ясувалося, що цієї теорії недостатньо для пояснення явищ, які виникають під
час взаємодії світла з речовиною. Так, процеси випромінювання та поглинання
світла, явище фотоефекту та ін. змогли пояснити тільки в першій половині XX ст.
– з позицій квантової теорії світла, згідно з якою світло випромінюється,
поширюється та поглинається речовиною не безперервно, а скінченними порціями – квантами.
Кожен окремий квант світла має властивості частинки, а сукупність квантів
поводиться подібно до хвилі. Така двоїста природа світла (та й будь-якої
частинки) отримала назву корпускулярно-хвильовий дуалізм.
Таким чином, через кілька сотень
років дві абсолютно різні теорії «об’єдналися».
Чи існує межа науково-технічного прогресу?
3. Роль фізики в науково-технічному прогресі
Проблемне питання
• Чи можливо прожити у світі, не
знаючи фізики?
• Як між собою пов’язані фізика і
техніка?
Науково-технічний прогрес –це єдиний, взаємозумовлений,
поступовий розвиток науки та техніки.
У ХІХ ст. з’явилася нова
тенденція: фізичні закони почали не тільки застосовуватися для пояснення (і
поліпшення) вже винайдених інженерами конструкцій, але й бути «поживою для
розуму» в процесі створення нових напрямків розвитку техніки.
Наведемо кілька прикладів.
Приблизно в середині XIX ст.,
після встановлення фізичних законів, пов’язаних із поширенням і дією електричного струму (закону Ома, закону
електромагнітної індукції та ін.), починає розвиватися телеграфний зв’язок, а потім і телефонний.
Винайдення й широке
розповсюдження радіо стали можливими
після створення теорії електромагнітного
поля Максвелла.
Особливістю сьогодення є
«замовлення на розробку»: наукові дослідження здебільшого здійснюються
спеціально для розв’язання конкретного практичного завдання. (найвідоміший із
них – так званий «Урановий проект» –програма робіт зі створення атомної зброї; мініатюризація мобільних
телефонів).
Результати, отримані
вченими-фізиками, застосовують в інших науках, зокрема в біології та хімії.
Фізичні прилади й методи досліджень широко використовують у науці,
промисловості, сільському господарстві.
Хочете, щоб ваше майбутнє було
пов’язано з новими відкриттями, що змінюють світ?
Контрольна робота № 6 з теми «Закони збереження» Щоб перейти до виконання контрольної роботи, знайдіть своє прізвище у списку та натисніть на нього.
Контрольна
робота складається з двох частин.
В
першій частині вам потрібно відповісти на запитання тесту, а в другій частині розв’язати
задачі. Для отримання оцінок "достатнього та високого рівнів", на адресу muzhenko33@gmail.com надсилайте ваші розв’язки завдань другої частини.
Увага !!! Доступ до завдань розпочинається 18.05.2020 о 9.00 закінчується о 11.оо
14.05.2020 Тема: Розв’язування задач. Підготовка до контрольної роботи № 6 з теми «Рух і взаємодія. Закони
збереження» (частина ІІ).
Перевірити виконання вправи №38
Готуємося да контрольної роботи
Повторити вивчений матеріал, використовуючи рубрику «Підбиваємо підсумки розділу V “Рух і взаємодія. Закони збереження”», сторінки 256-257 підручника).
РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ
1. Яка з поданих
фізичних величин є скалярною?
а) Прискорення
б) Швидкість руху
в) Імпульс
г) Енергія
2. На рисунку зображено чотири
ситуації взаємодії двох тіл. У якому випадку систему тіл не можна вважати
замкненою?
3. Автомобіль, що рухається горизонтальною дорогою, здійснює екстрене
гальмування. Укажіть, які перетворення енергії при цьому відбуваються.
а)Потенціальна енергія перетворюється в кінетичну
б)Кінетична енергія перетворюється в потенціальну
в)Потенціальна енергія перетворюється у внутрішню
г)Кінетична енергія
перетворюється у внутрішню
4. М’яч масою 500 г летить зі швидкістю 5 м/с. Визначте імпульс м’яча.
5. Охороняючи
свою територію, сапсан може розвивати швидкість 100 м/с. При цьому кінетична
енергія птаха досягає 4 кДж. Визначте масу сапсана.
6. Тіло кинули вертикально вгору з початковою швидкістю 12м/с. Визначте
максимальну висоту, на яку піднімається тіло.
7. Людина масою 80 кг, стоячи на легкому надувному плоті, відштовхується
від нерухомого човна масою 120 кг. При цьому човен набуває швидкості 0,6 м/с .
Якої швидкості набуває пліт?
8. Унаслідок удару футбольний м’яч набув швидкості 26 м/с. Визначте
швидкість м’яча на висоті 5 м над землею.
9. Під час пострілу з пружинного пістолета вертикально вгору куля масою 20 г з
рівня землі піднялася на висоту 5 м. Знайдіть жорсткість пружини пістолета,
якщо вона була стиснута на 10 см. Масою пружини знехтувати.
10. Об нерухому кульку масою 20 г ударяється кулька масою 30 г, яка рухається
зі швидкістю 5 м/с. Визначте швидкості руху кульок після удару, вважаючи удар
центральним пружним.
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Повторити § 36-38. Переглянути уроки № 82-86,88 Підготуватися до контрольної роботи.
Тема. Вивчення закону збереження механічної енергії.
На сьогоднішньому уроці ми з вами маємо перевірити справедливість закону
збереження механічної енергії. Одним із варіантів такої перевірки може
слугувати наступне відео (повторювати його непотрібно, достатньо переглянути).
Для виконання нашої лабораторної роботи потрібно, прочитати підручник стор. 241-243 та підготувати в зошиті звіт, так як це ми робили в класі. Звіт має містити: тему, мету, обладнання, короткі теоретичні відомості, тобто формули, закони, малюнки та таблицю результатів, висновки, похибки. Все це буде заповнюватись поступово, дивись інструкцію нижче.
Після чого, потрібно переглянути відео досліду та використовуючи виміри наведені у ньому, виконати відповідні розрахунки (лише дослід 1), проаналізувавши які, зробити висновок.
