Презентация "Парадоксы сурового учения Лукреция Кара" по физике – проект, доклад

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №2 с углубленным изучением английского языка и математики (346720 Ростовская обл, г. Аксай, ул. Ленина 17, тел. 8-86350-4-22-44) Информационно-аналитический проект на тему:

Выполнила: Остапенко Елена Антоновна, ученица 11«В» класса (346710 Ростовская обл., Аксайский район, п. Российский ул. Школьная д.13/1 тел. 8-86350-3-44-16) Научный руководитель: Фесенко Светлана Валентиновна, дважды Соросовский учитель, руководитель НОУ «Фрактал», учитель физики МБОУ АСОШ №2 (346720 Ростовская обл., г. Аксай, пер. Балочный, д.15, тел. 8-86350-5-10-09)

г. Аксай, 2012г.

Парадоксы сурового учения Лукреция Кара

Целью данного проекта является: Изучить основные идеи физики Лукреция Кара и влияние их на развитие молекулярно-кинетической теории. Задачи: Изучить информацию по данной теме. Проанализировать знаменитую поэму «О природе вещей» Л. Кара с позиции современной М.К.Т. Систематизировать материал и подготовить дидактическое пособие. Гипотеза: Если бы не было атомной гипотезы строения вещества, по какому направлению стала бы развиваться современная наука.

Визитная карточка проекта

Кто же стоит у истоков современной науки. Конечно же античные ученые. Одним из них является Лукреций Кар. Меня заинтересовало его учение и поэма «О природе вещей». Такая двухтысячелетняя действенность поэмы – редчайший случай в истории культуры, заслуживающий особого внимания. В работе преследовалась цель изучения основных идей физики Лукреция Кара и влияние их на развитие молекулярно-кинетической теории. Задачи, которые я перед собой поставила, сводились к следующему: Изучить информацию по данной теме. Проанализировать знаменитую поэму «О природе вещей» Л. Кара с позиции современной М.К.Т. Систематизировать материал и подготовить дидактическое пособие. В процессе работы использовались следующие методы исследования: описательный, информационный, аналитический. Результатом этого проекта можно считать изучение основных положений физики Лукреция Кара и оценка его вклада в дальнейшую науку.

Введение

Немного о Лукрецее

Тит Лукре́ций Кар (лат. Titus Lucretius Carus, ок. 99—55 до н. э.) — римский поэт и философ. Считается одним из ярчайших приверженцев атомистического материализма, последователем учения Эпикура. Развивал учение об атомизме, широко пропагандировал идеи физики Эпикура, попутно касаясь вопросов космологии и этики. Для философов-материалистов более позднего времени именно Тит Лукреций Кар является главным пропагандистом и доксографом учения Эпикура. Его философия дала мощнейший толчок развитию материализма в античности и в XVII—XVIII веках. Среди ярких последователей Эпикура и Лукреция — Пьер Гассенди. Внес особый вклад в развитие современной МКТ, определив ее основное положение за много веков до появления самой теории.

Модели теплового движения частиц

Тепловое движение — беспорядочное движение частиц, из которых состоят тела, зависящее от температуры тела. Примерами такого движения служит броуновское движение и диффузия. Вещество имеет дискретную структуру. Структурными единицами вещества являются: атомы и молекулы.

Основные положения МКТ: Все тела состоят из частиц Частицы движутся непрерывно и хаотично Частицы взаимодействуют силами притяжения и отталкивания , существующими одновременно Абсолютная T – мера средней кинетической энергии движения частиц.

Кроме того, потому обратить тебе надо вниманье На суматоху в телах, мелькающих в солнечном свете. Что из нее познаешь ты материи также движенья. Происходящие в ней потаенно и скрыто от взора. Ибо увидишь ты там, как много пылинок меняют Путь свой от скрытых толчков и опять отлетают обратно, Всюду туда и сюда разбегаясь во всех направленьях.

Твердое тело (лед) Жидкость (вода) Пар (водяной) Газ (смесь О2 и Н2)

Из поэмы Лукреция Кара «О природе вещей»

Диффузия

Диффузия (от лат. diffusio — распространение, растекание)-явление взаимного проникновения молекул одного вещества в межмолекулярное пространство другого вещества, вызванное движением этих молекул. Диффузия происходит в газах, жидкостях и твёрдых телах. Скорость диффузии зависит температуры и свойств вещества. При диффузии происходит перенос вещества, т.к. молекулы движутся хаотично, сталкиваясь друг с другом, по ломанным траекториям. Диффузия используется во многих технологических процессах, таких как: получение сахара, диффузионная сварка в вакууме, диффузионная металлизация изделий, азотирование, цементация, цианирование засолка, стирка вещей, окрашивание тканей и т.д. В кровеносных сосудах человека диффундирует углекислый газ и кислород.

Молекулы чернил, проникая между молекулами воды, равномерно распределяются по объему, окрашивая воду в сосуде.

Взаимная диффузия водорода и кислорода приводит к перемешиванию газов.

Диффузия жидкостей

Диффузия газов

Броуновское движение

Броуновское движение- тепловое движение взвешенных частиц в жидкости или газе. Скорость броуновской частицы зависит от ее температуры и массы. Ее размер не должен превышать 10-6 м.

Особенности: Участвует огромное число частиц Хаотичность Непрерывность Неуничтожимость Из истории броуновского движения Это явление открыто Р.Броуном в 1827 году, когда он проводил исследования пыльцы растений. В 1905 году А. Эйнштейном была создана молекулярно-кинетическая теория для количественного описания броуновского движения. Теоретические выводы Эйнштейна были подтверждены опытами Ж. Перрена и его студентов в 1908-1909 гг.

Знай же: идёт от начал всеобщее это блужданье. Первоначала вещей сначала движутся сами, Следом за ними тела из малейшего их сочетанья, Близкие, как бы сказать, по силам к началам первичным, Скрыто от них получая толчки, начинают стремиться, Сами к движенью затем понуждая тела покрупнее. Так, исходя от начал, движение мало-помалу Наших касается чувств, и становится видимым также Нам и в пылинках оно, что движутся в солнечном свете, Хоть незаметны толчки, от которых оно происходит.

Тепловое броуновское движение частиц

Положения произвольной частицы цветочной пыльцы отмечены через равные промежутки времени

Иллюстрация передачи импульса от молекул к броуновской частице

Сравнительный анализ диффузии и броуновского движения

Подтверждают молекулярное строение вещества Частицы находятся в непрерывном хаотичном движении Зависят от температуры Это тепловое движение частиц А) смещение броуновской частицы при хаотическом движении от начального положения подчиняется закону -средний квадрат смещения броуновской частицы за время B-постоянная, зависящая от формы и размеров частицы

При диффузии происходит перенос вещества Диффузия наблюдается в газах, жидкостях и твердых веществах, броуновское движение - только в газах или жидкостях Диффузия – движение самих молекул вещества (d=10-10 м). Броуновское движение-движение взвешенных частиц (d=10-6 м), если d>10-6 м, броуновское движение не наблюдается.

Сходство Различие

Б) Модуль перемещения молекулы при диффузии за время : S= Z– число столкновений, испытанных молекулой за время - средняя длина свободного пробега при н.усл.=10-6 м Вывод: смещение броуновской частицы и перемещение молекул при диффузии зависит от 6)Диффузия и броуновское движение происходят при непосредственном контакте частиц вещества.

Сходство (продолжение)

Атомистические представления ученых о строении атома

Кусочки материи. Демокрит полагал, что свойства того или иного вещества определяются формой, массой, и пр. характеристиками образующих его атомов. Так, скажем, у огня атомы остры, поэтому огонь способен обжигать, у твёрдых тел они шероховаты, поэтому накрепко сцепляются друг с другом, у воды — гладки, поэтому она способна течь.

Модель атома Томсона (модель «Пудинг с изюмом», англ. Plum pudding model). Дж. Дж. Томсон предложил рассматривать атом как некоторое положительно заряженное тело с заключёнными внутри него электронами.

Если не будет, затем, ничего наименьшего, будет Из бесконечных частей состоять и мельчайшее тело: У половины всегда найдётся своя половина, И для деленья нигде не окажется вовсе предела. Чем отличишь ты тогда наименьшую вещь от вселенной? Ровно, поверь мне, ничем. Потому что, хотя никакого Нет у вселенной конца, но ведь даже мельчайшие вещи Из бесконечных частей состоять одинаково будут. Здравый, однако же, смысл отрицает, что этому верить Может наш ум, и тебе остаётся признать неизбежно Существованье того, что совсем неделимо, являясь По существу наименьшим . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ибо лежит далеко за пределами нашего чувства Вся природа начал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Планетарная модель атома Бора-Резерфорда. В 1911 году Эрнест Резерфорд, проделав ряд экспериментов, пришёл к выводу, что атом представляет собой подобие планетной системы, в которой электроны движутся по орбитам вокруг расположенного в центре атома тяжёлого положительно заряженного ядра («модель атома Резерфорда»). Однако такое описание атома вошло в противоречие с классической электродинамикой. Дело в том, что, согласно классической электродинамике, электрон при движении с центростремительным ускорением должен излучать электромагнитные волны, а, следовательно, терять энергию. Расчёты показывали, что время, за которое электрон в таком атоме упадёт на ядро, совершенно ничтожно. Для объяснения стабильности атомов Нильсу Бору пришлось ввести постулаты, которые сводились к тому, что электрон в атоме, находясь в некоторых специальных энергетических состояниях, не излучает энергию («модель атома Бора-Резерфорда»). Постулаты Бора показали, что для описания атома классическая механика неприменима. Дальнейшее изучение излучения атома привело к созданию квантовой механики, которая позволила объяснить подавляющее большинство наблюдаемых фактов.

Ранняя планетарная модель атома Нагаоки. В 1904 году японский физик Хантаро Нагаока предложил модель атома, построенную по аналогии с планетой Сатурн. В этой модели вокруг маленького положительного ядра по орбитам вращались электроны, объединённые в кольца. Модель оказалась ошибочной.

Заключение

Атомизм Лукреция лучше любой современной ему теории отвечал на вопросы своего времени. Атомистическая теория строения материи легла в основу всего дальнейшего развития теоретического естествознания. Вклад Лукреция Кара в науку огромен, ведь главным образом у него черпали атомистические идеи материалисты XVII— XVIII вв. Проанализировав поэму, мы можем найти решение проблемы: максимальную информацию о строении мира несет фраза: «Все тела состоят из частиц». В подтверждение правильности этого утверждения высказывание выдающегося американского физика Р. Феймана: «Если бы в результате какой – либо мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались уничтоженными и к грядущему поколению перешла бы только одна фраза, то какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов, принесло бы наибольшую информацию?! Я считаю, что это атомная гипотеза - все тела состоят из атомов – маленьких телец , которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольших расстояниях ,но отталкиваются если одно из них приближать к другому». Именно поэтому можно предположить, что без атомной гипотезы современная наука вообще не развивалась бы, так как не знала основу всего существующего.