Трагедия физического эксперимента
Интерес представляет одна особенность письменной речи третьеклассников, оформляющих свои впечатления о естественно-научных явлениях в сказочной форме.
Когда младшие школьники, работая с «кусочком природы» по программе А.Н.Юшкова, пишут научные рассказы или сказки о мире аквариума или кусочка коры, они относятся к этому миру как к своеобразному «заповеднику» (термин А. Н. Юшкова).
В этом заповеднике нельзя ничего трогать.
Его можно изучать (например, с помощью микроскопа), то есть наблюдать и записывать свои впечатления в виде научного рассказа.
Его можно оживлять в сказке. Например, можно уменьшиться и начать интересное путешествие внутри кусочка природы. И услышать, как между собой разговаривают гриб – чага и древесная кора. Или – как трудно бедному мелу жить в толще земли.
Такие рассказы и сказки охотно писали в первом полугодии и Дима Кирилюк, и Миша Злотников.
Однако во втором полугодии дети по собственной инициативе перешли к постановке физических экспериментов с природными объектами. И сразу же столкнулись с трагической ситуацией нововременного познания.
Эксперимент с явлением природы не позволяет сохранить отношение к «кусочку природы» как к заповеднику. Ставя физический, химический или биологический опыт, мы разрушаем «кусочек природы». Уже в научном рассказе дети начинают выявлять это напряжение. Они пишут, что капля не хотела лезть с кисточки, лак не мог капнуть, капля не стала поддаваться и т.д.
|
|
|
Создаётся впечатление, что ребята интуитивно почувствовали, что природа вещей как бы сопротивляется экспериментам. Капля стремится сохранить самотождественность, «не хочет» превращаться в тряпку. Красивый, яркий эффект эксперимента достигается ценой необратимых изменений отдельных существ природы – капель. Такая получается «гамлетовская» проблема: можно познать мир Эльсинора, лишь разрушив его...
Сказка о великанах, разрушающих гармоничный мир живых капелек, чрезвычайно остро выявляет для ребят исходную трагедию нововременного познания. Как теперь работать с этой особенностью – важный педагогический вопрос.
Заметим, что мир бесконечных периодических дробей в сказке Иры Вопиловой обустроен более гармонично и более напоминает заповедник, где живёт тождественное себе математическое понятие. И никто не может его разрушить.
Однако сохранится ли гармония в этом заповеднике, если в нем обнаружится существование иррационального числа?
*
Сомнения в возможности узнавать новое в ходе физических экспериментов с целостными явлениями природы, высказанные в сочинениях третьеклассников, заставляют задуматься над построением гуманитарно ориентированного подросткового учебного предмета «Физика», в котором будет возможно обсуждать различные походы к изучению природы, а не просто присваивать новововременной подход, чреватый трагическими проблемами.
|
|
|
Глава 3. Курс «Введение в физику» (7 класс)
Сборник учебных заданий к диалогическому курсу «Введение в физику» (7 класс)
Систематическое обучение физике в Украине начинается в 7 классе. В Школе диалога культур (в нашем варианте – в харьковской гимназии «Очаг») седьмой класс – это класс, в котором на основным предметах изучается античная культура. По программе обычного изучения физики также предусматривается некоторое знакомство с античными представлениями о строении вещества.
Не проводя существенного изменения программных вопросов изучения физики в 7 классе, в 2002 г. мы построили полугодовой курс «Введение в физику». Знакомя ребят с обычным учебником физики, решая предложенные в нём физические задачи, мы основой курса все же сделали чтение и обсуждение (в форме учебных диалогов) авторских текстов (античных и нововременных), посвященных основным темам курса 7 класса: строению вещества и проблеме механического движения.
|
|
|
Мы не будем приводить учебных диалогов, проведённых нами в этом классе и сочинений подростков по физике, ограничившись лишь несколькими примерамиподростковых учебных произведений (в заключении).
Основное внимание в этой главе будет уделено специфическому дидактическому средству – составленному нами сборнику проблемных заданий по курсу «Введение в физику».
Этот сборник заданий необычен и является дополнительным по отношению к обычным сборникам физических задач. В каждом задании в соответствии с изучаемыми вопросами курса, приводятся отрывки из оригинальных авторских произведений физиков и философов, в которых изучаемые физические понятия выступают со всей своей парадоксальностью и вопросительностью, снятой в обычных учебниках и задачниках.
Мы приводим также обычные задачи по физике, которые решали наши ученики в курсе «Введение в физику». Разумеется, эти задачи могут быть и более сложными, и более разнообразными. В настоящее время в задачниках, в которых изложены подобные задачи, нет недостатка.
Мы надеемся, что читатели захотят сами поработать с этими текстами в своих классах или на факультативных занятиях по физике.
|
|
|
Мы рекомендуем сначала дать возможность учащимися поработать с этими текстами дома.
Затем имеет смысл организовать учебный диалог в классе, в котором обсудить наиболее странные и трудные фрагменты текстов, то, что показалось подросткам наиболее удивительным, загадочным.
Методы работы с детьми на таких уроках вполне понятны читателю из уже прочитанных глав этой книги.
Во время обсуждения желательно, чтобы учащиеся изображали свои гипотезы на доске, добивались их понимания другими учениками класса. После учебного диалога в классной комнате целесообразно задать домашнее задание, в котором ребята смогут выразить свои идеи в учебном произведении.
Образцы таких сочинений приведены ниже.
Учение Демокрита
№ 1
1. Демокрит (V век до н.э.) учил, что начала вселенной – атомы и пустота. Все же остальное существует лишь во мнении… Атомы не поддаются никакому воздействию, которое изменило бы их, и они неизменяемы вследствие твердости.
Прокомментируйте это изречение Демокрита.
2. С точки зрения Демокрита объясните такое явление. Молекулы газа движутся со скоростями порядка нескольких сот метров в секунду. Почему же в воздухе запах пролитого около нас эфира или бензина мы не чувствуем мгновенно?
№ 2
1. Демокрит писал: «Атомы суть всевозможные маленькие тела, не имеющие качества, пустота же – некоторое место, в котором все эти тела в течение всей вечности, носясь вверх и вниз, или сплетаются каким-нибудь образом между собой или наталкиваются друг на друга и отскакивают, расходятся и сходятся снова между собой в такие соединения, и таким образом они производят и все прочие сложные тела и наши тела и их соединения и ощущения».
Что вы думаете об этой мысли Демокрита?
2. С точки зрения Демокрита объясните такое явление. Открытый сосуд с углекислым газом уравновесили на весах. Со временем равновесие весов почему-то нарушается.
№ 3
1. По учению Демокрита первотела не могут подвергаться таким изменениям, в существование которых верят все люди на основании чувственного опыта; так например ни один из атомов не нагревается, не охлаждается, не делается ни сухим. Ни влажным, и тем более не становится ни белым, ни чёрным и вообще не принимает ни какого иного качества вследствие полного отсутствия изменения в атоме.
Как вы понимаете эту идею Демокрита о «первотелах»?
2. С точки зрения Демокрита объясните такое явление. Детский резиновый шар, наполненный водородом, через несколько часов становится слабо надутым, хотя он завязан хорошо. Почему?
№ 4
1. Великий Аристотель (IV в. до н. э.) писал о Демокрите: «Демокрит же и Левкипп говорят, что все состоит из неделимых тел, последние же бесконечны числом и бесконечно разнообразны по формам; вещи же отличаются друг от друга неделимыми, из которых они состоят, их положением и порядком. Демокрит и Левкипп, приняв телесные фигуры, выводят из них изменение и возникновение; именно, разделением и сложением их они объясняют возникновение и уничтожение, порядком же и положением – изменение».
Прокомментируйте то, как понял Аристотель Демокрита.
2. С точки зрения Демокрита ответьте на вопрос: почему дым от костра по мере его подъема перестает быть видимым в безветренную погоду?
№ 5
1. Аристотель, комментируя учение Демокрита, сравнивал атомы Демокрита с буквами: «Согласно учению Демокрита и Левкиппа вследствие перемен в составе одно и то же кажется противоположным и изменяется при незначительной примеси и кажется иным при перемещении входящей в него единицы. Ведь из одних и тех же букв составляется трагедия и комедия».
Кажется ли вам уместным сравнение Аристотеля атомов Демокрита с буквами? Дайте подробный ответ. Нарисуйте свою мысль.
2. С точки зрения Демокрита ответьте на вопрос: почему в газах и жидкостях диффузия протекает значительно быстрее, чем в твердых телах?
№ 6
1. Приверженцы (ученики и сторонники) Левкиппа и Демокрита, называя мельчайшие тельца атомами, принимали, что соответственно различию внешних форм, положения и порядка их, все тела становятся тёплыми и огненными, которые сложены из более острых, более тонких и занимающих более сходственное положение первотелец; холодными и жидкими становятся все те тела, которые состоят из противоположных указанным атомов, и первые тела блестящи и светлы, вторые же темны и мрачны.
Согласны ли вы с теорией о существовании светлых и мрачных атомов?
2. С точки зрения теории Демокрита разгадайте такой секрет. В старинной книге перед страницами с рисунками подклеиваются листы тонкой прозрачной бумаги. Почему на сторонах этой бумаги, соприкасающихся с рисунками, со временем появились отпечатки рисунка?
№ 7
1. Диоген Лаэртский в книге «Жизнеописания и учения замечательных в философии авторов» пишет о Демокрите так: «Нужно согласиться со взглядом Демокрита, что атомы никоим образом не имеют тех качеств, которые присущи всем вообще чувственным предметам, – за исключением формы и величины. Ведь всякое качество изменяется, атомы же вовсе не изменяются, потому что при всяком разложении сложного всегда остается нечто неразложимое далее, нечто твердое».
Прокомментируйте, как Диоген понял Демокрита.
2. С точки зрения теории Демокрита, объясните такое явление. Смешав 100 мл воды и 100 мл спирта, получили смесь с объемом меньше 200 мл.
№ 8
1. Диоген, пытаясь понять учение Демокрита, писал: «Однако, что касается величины атомов, то не надо вовсе думать, как Демокрит, что они бывают любой величины; этому противоречат показания чувственных восприятий. Известные различия в размере однако нужно допустить. Для объяснения возникновения качественных различий вовсе нет надобности в том, чтобы имелась налицо какая угодно величина, как думает Демокрит. И кроме того мы должны были бы встречать в таком случае видимые атомы. Именно этот взгляд и отрицается нами, ибо никак нельзя понять, как это вообще существует видимый атом».
Прокомментируйте сомнения Диогена. Почему атом нельзя увидеть?
2. С точки зрения Демокрита, объясните такое явление. Когда лёд внесли в теплое помещение, он растаял.
№ 9
1. Диоген, споря с Демокритом, писал: «Нельзя допустить, что в ограниченной вещи существует бесконечное число атомов всех возможных вообще величин, как думает Демокрит. Согласно этому мы должны отвергнуть возможность деления до бесконечности в смысле дробления на части. Ибо нет ничего бессмысленнее того, как утверждение, что в любой вещи, как полагает Демокрит, должно заключаться бесконечное число телец, причем они должны быть именно какой угодно величины».
Прокомментируйте возражение Диогена.
2. С точки зрения Демокрита объясните такое явление. Кальмар при нападении на него выбрасывает синюю защитную жидкость. Почему через некоторое время пространство, заполненное этой жидкостью, даже в спокойной воде становится прозрачным?
№ 10
1. Великий Плутарх так писал о Демокрите: «Ведь чему учит Демокрит? Бесконечно многие по числу сущности неделимые и неразличимые, не имеющие притом внутренних качеств и не подвергающиеся внешнему воздействию, носятся рассеянные в пустом пространстве. Когда же они приблизятся друг к другу или столкнутся или сплетутся, то из их скоплений одно кажется водой. Другое – огнем, третье – растением, четвертое – человеком. В действительности же все это «атомы» или «идеи», как он называет их сам, и кроме них ничего иного нет».
Почему Плутарх называет «атомы» Демокрита «идеями»?
2. С точки зрения Демокрита ответьте на вопрос: почему твёрдые тела не распадаются на отдельные атомы?
№ 11
1. Демокрит выделил два начала: бытие и небытие. Бытие – полное, небытие – пустое. Полное же в пустом пространстве своим поворотом и очертанием производит все.
Прокомментируйте это изречение Демокрита.
2. С точки зрения Демокрита ответьте на такой вопрос. Чтобы огурцы дольше оставались малосольными, а не солеными, рассол с огурцами надо хранить в погребе. Почему?
№ 12
1. Демокрит говорил, что атомы движутся в пространстве, перемещаясь благодаря имеющейся в них тяжести через пустоту, которая уступает им место и не оказывает им сопротивления.
Как вы это понимаете?
2. С точки зрения Демокрита ответьте на вопрос: почему, разломав карандаш, мы не можем соединить его части так, чтобы он вновь стал целым?
№ 13
1. Теофраст в книге «Мнения физиков» писал: «представляет трудности вопрос, почему пламя имеет форму пирамиды. Демокрит говорит, что так как края охлаждаются, то пламя слегка сжимается и конец его заостряется».
Платон – главный опровергатель Демокрита – полагал, что атомы – это не вещи, а математические идеи (формы, схемы): куб, пирамида и другие многогранники. Платон писал: «Пусть же объёмный образ пирамиды и будет… первоначалом и семенем огня».
Сопоставьте взгляды Демокрита и Платона относительно природы и формы огня.
2. С точки зрения теории Демокрита ответьте на вопрос: почему для разделения смоченных водой листов бумаги нужно большее усилие, чем при перелистывании сухих страниц книги?
№ 14
1. Аристотель, критикуя Демокрита, писал: «Рассуждая о неделимых телах, Левкипп и Демокрит неизбежно должны оказаться в конфликте с математикой».
Как вы думаете, из-за чего неизбежен такой конфликт?
2. С точки зрения теории Демокрита ответьте на вопрос: отличаются ли молекулы холодной воды от молекул горячей воды?
№ 15
1. Цицерон, споря со сторонниками Демокрита, которые сравнивали атомы с буквами, писал: «Если этот прекрасный мир мыслить как случайный продукт вихря атомов, то нелепость этого допущения станет ясной для всякого, кто только вспомнит, что из какой-то кучи рассыпанных на земле металлических букв должен возникнуть благодаря слепому случаю хотя бы один стих».
Согласны ли вы с критикой Цицерона?
2. С точки зрения теории Демокрита ответьте на вопрос: в чем сходство и различие в движении молекул газов и жидкостей?
Учение Эпикура
№ 16
1. Древнеримский поэт Лукреций (І в. до н.э.), передавая латинскими стихами в поэме «De rerum natura» («О природе вещей») основные идеи письма Эпикура «О природе», писал:
«Не сомневаюсь я в том, что учения тёмные греков
Ясно в латинских стихах затруднительно будет.
Главное, к новым словам прибегать мне нередко придётся.
При нищете языка и наличии новых понятий».
С какими трудностями столкнулся Лукреций, пытаясь изложить физику греков на латыни?
2. В свинцовую сферу налили воду и запаяли отверстие. Сферу постепенно начали сжимать под прессом. Через некоторое время по всей её поверхности проступили капли воды. Объясните это явление с точки зрения идей Лукреция, желательно в стихотворной форме, подобно Лукрецию.
№ 17
1. Лукреций в поэме «О природе вещей» писал:
«Надо добавить ещё: на тела основные природа
Все разлагает опять и в ничто ничего не приводит.
Ибо, коль вещи во всех частях своих были бы смертны,
То и внезапно из глаз исчезали бы они, погибая;
Не было б вовсе нужды и в какой-нибудь силе, могущей
Их по частям разорвать и все связи меж ними расторгнуть.
Но, так как все состоят из вечного семени вещи,
То до тех пор, пока им не встретится внешняя сила.
Или такая, что их изнутри чрез пустоты разрушит.
Гибели полной вещей никогда не допустит природа».
Как Лукреций объясняет, что тела не распадаются на атомы?
2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории (ХІХ в.), вещество может пребывать в трех агрегатных состояниях – твёрдом, жидком и газообразном. Все тела делятся на твёрдые тела, жидкости и газы. Сопоставьте это положение молекулярно-кинетической теории с идеями Лукреция.
№ 18
1. Лукреций писал:
«И, наконец, на морском берегу, разбивающем волны,
Платье сыреет всегда, а на солнце вися, оно сохнет;
Видеть, однако, нельзя, как влага на нем оседает,
Как и не видно того, как она исчезает от зноя.
Значит, дробится вода на такие мельчайшие части.
Что недоступны они совершенно для нашего глаза».
Прокомментируйте этот фрагмент. Нарисуйте свою мысль.
2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, в природе существуют мельчайшие частички – атомы, из которых состоят все вещества. Атомы могут объединяться в молекулы. Атомы и молекулы находятся в постоянном движении. Сопоставьте это положение молекулярно-кинетической теории с учениями Демокрита и Эпикура.
№ 19
1. Прокомментируйте отрывок из Лукреция:
«Так и кольцо изнутри, что долгое время на пальце
Носится, из году в год становится тоньше и тоньше;
Капля за каплей долбит, упадая, скалу; искривленный
Плуга железный сошник незаметно стирается в почве;
И мостовую дорог, мощеную камнями, видим
Стертой ногами толпы; и правые руки у статуй
От припадания к ним проходящего мимо народа.
Нам очевидно. Что вещь от стиранья становится меньше,
Но отделение тел, из неё каждый миг уходящих,
Нашим глазам усмотреть запретила природа ревниво».
2. Известно, что твёрдые тела отличаются пластичностью и упругостью. При определенной температуре твёрдые тела плавятся. Объясните эти свойства твердых тел с точки зрения Лукреция, желательно, в стихах, подражая Лукрецию.
№ 20
1. Лукреций писал:
«Но не заполнено все веществом и не держится тесно
Сплоченным с разных сторон: в вещах пустота существует.
Вот почему несомненна наличность пустого пространства:
Без пустоты никуда вещам невозможно бы вовсе
Двигаться было; ведь то, что является признаком тела:
Противодействовать и не пускать – препятствием вечным
Было б вещам, и ничто бы тогда не могло продвигаться,
Ибо ничто, отступив, не дало бы начала движенью».
Как понимает пустоту Лукреций?
2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, в газах молекулы свободно движутся в промежутках между кратковременными столкновениями. В жидкостях молекулы колеблются относительно определенных своих положений. Они довольно часто меняют своё место в жидкости, «просачиваясь» между другими молекулами. В твердых телах атомы и молекулы колеблются относительно четко фиксированных положений.
Сопоставьте эти положения молекулярно-кинетической теории с идеями Демокрита и Эпикура. Нарисуйте схемы.
№ 21
1. Согласны ли вы с пониманием сравнения тел по плотности, которое развивает Лукреций в таком фрагменте:
«И, наконец, почему мы видим, что многие вещи
Весом тяжеле других, по объему нисколько не меньших?
Ведь, коль в мотке шерстяном содержится столько же тела,
Сколько и в слитке свинца, то и весить он столько же должен,
Ибо все книзу давить является признаком тела,
Наоборот, пустота по природе своей невесома.
Так что, коль что-нибудь легче другого того же размера,
Больше в себе пустоты заключает оно очевидно.
Значит, бесспорно к вещам примешано то, что стремимся
Разумом чутким понять и что мы пустотой называем».
Что Лукреций называет признаком тела?
2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, скорость молекул и температура тел связаны: чем выше температура тела, тем больше скорость его молекул и наоборот. Сопоставьте это положение молекулярно-кинетической теории с идеями Демокрита и стихами Лукреция.
№ 22
1. Проанализируйте логику доказательства Лукрецием существования пустоты. Нарисуйте схемы.
«И в заключеньи: коль два обширные тела, столкнувшись,
Быстро отскочат одно от другого, то воздух, конечно,
Должен всю ту пустоту захватить, что меж них получилась;
Но, и врываясь туда отовсюду стремительным током,
Всё-таки сразу всего заполнить пространства не сможет.
Он непременно займет сначала ближайшее место,
Следом другое за ним, а затем уж и все остальные.
Сколько, поэтому, ты не медлил бы, мне возражая,
Все же придется признать, что в вещах пустота существует».
2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, свойства веществ определяют разновидности атомов – химические элементы, которых известно более 100: водород, кислород, железо, золото, ртуть, углерод и пр. Физические свойства веществ зависят от химического состава молекул и от способа связи атомов в молекулах или кристаллах твердых тел.
Сопоставьте эти идеи молекулярно-кинетической теории с идеями античных атомистов.
№ 23
1. Как Лукреций обосновывает неизменность атомов?
«Ведь, если б могли изменяться
Первоначала вещей, подчиняясь каким-то причинам,
Было б неясно для нас и то совершенно, что может
Происходить, что не может, какая конечная сила
Каждой вещи дана и какой ей предел установлен;
И не могли б столько раз повторяться в отдельных породах
Свойства природные, нрав и быт и движения предков».
2. Нарисуйте в виде схемы, как представляет себе молекулярно-кинетической теории переход из одного агрегатного состояния в другое. Согласились бы с этой схемой Демокрит и Эпикур? Обоснуйте свой ответ.
№ 24
1. Обсудите в классе «темное» место у Лукреция. Получается ли у Лукреция, что сам по себе атом двигаться и вообще быть не может, а только в ансамбле с другими? Или «первоначало» состоит из более мелких неделимых частиц – ансамбля сплоченных «долей», образующих «телесную сущность»?
«Далее, так как есть предельная некая точка
Тела того, что уже недоступно для нашего чувства,
То несомненно она совсем не делима на части,
Будучи меньше всего по природе своей; и отдельно,
Самостоятельной быть не могла никогда и не сможет,
Ибо другого она единая первая доля,
Вслед за которой ещё подобные ей по порядку
Сомкнутым строем сплотясь, образуют телесную сущность.
Так как самим по себе им быть невозможно, то, значит,
Держаться вместе они, и ничто их не может расторгнуть».
2. Твёрдые тела сохраняют свою форму. Твёрдые тела бывают кристаллическими, их атомы сохраняют дальний порядок расположения, и аморфными, сохраняющими лишь ближний порядок. Кристаллы плавятся только при определенной температуре. Сопоставьте эти положения молекулярно-кинетической теории с идеями Лукреция. Почему твёрдые тела сохраняют свою форму? Ест ли у них «память формы»?
№ 25
1. Изобразите первоначало Лукреция. Верно ли, что Лукреций первоначало представляет сцеплением элементарных неделимых долей, образующих простые формы?
«Первоначала вещей таким образом просты и плотны.
Стиснуты будучи крепко сцепленьем частей наименьших,
Но не являясь притом скопленьем отдельных частичек,
А отличаясь скорей вековечной своей простотою.
И ничего ни отторгнуть у них ни уменьшить природа
Не допускает уже, семена для вещей сберегая».
2. Молекулярно-кинетическая теория утверждает, что жидкости не имеют собственной формы, они текучи и потому повторяют форму сосуда. Жидкости имеют свободную горизонтальную поверхность. Молекулы жидкости колеблются относительно своих стабильных положений и изменяют их скачком. При определенной температуре жидкости кипят. В газообразное состоянии жидкости переходят путем испарения. Они затвердевают, кристаллизуются при той же температуре, при которой плавятся.
Сопоставьте эти положения молекулярно-кинетической теории с гипотезами Лукреция. Почему жидкости не имеют собственной формы?
№ 26
1. Лукреций, доказывая существование неделимых «от противного», на мгновение представляет себе мир без атомов:
«Если не будет, затем, ничего наименьшего, будет
Из бесконечных частей состоять и мельчайшее тело:
У половины всегда найдется 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 остается признать неизбежно
Существованье того, что совсем неделимо, являясь
По существу наименьшим. А если оно существует,
Должно признать, что тела изначальные плотны и вечны».
Опиши подробно мир без атомов. Почему такой мир невозможен логически? Подумай ещё раз, почему воззрения атомистов, с точки зрения Аристотеля, входят в противоречие с идеями математиков?
2. Молекулярно-кинетическая теория утверждает: газы, как и жидкости, не имеют собственной формы, следствие высокой летучести они легко её изменяют, полностью заполняя предоставленное им пространство. Сопоставьте это положение молекулярно-кинетической теории с теорией Лукреция. Почему газы и жидкости не «помнят» своей формы, а твёрдые тела – «помнят»?
№ 27
1. Прокомментируйте, как Лукреций объясняет природу твердых тел:
«Раз установлено так, то телам изначальным, конечно.
Вовсе покоя нигде не дано в пустоте необъятной.
Наоборот: непрерывно гонимые разным движеньем,
Частью далеко они отлетают, столкнувшись друг с другом,
Частью же расходятся врозь на короткие лишь расстоянья.
Те, у которых тесней их взаимная сплоченность, мало
И на ничтожные лишь расстоянья прядая порознь,
Сложностью самых фигур своих спутаны будучи цепко,
Мощные корни камней и тела образуют железа
Стойкого, также как все остальное подобного рода».
2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, молекулы газа свободно движутся в пространстве, которое заполняют, взаимодействуя только во время кратковременных столкновений. Они находятся на очень больших расстояниях друг от друга. Поэтому газы легко сжимаются и расширяются. При охлаждении газы конденсируются, становясь жидкостями.
Сопоставьте эти гипотезы молекулярно-кинетической теории с идеями Лукреция.
№ 28
1. Прокомментируйте, как Лукреций объясняет природу газов и света:
«Прочие в малом числе в пустоте необъятной витая,
Прядают прочь далеко и далеко назад отбегают
На промежуток большой. Из них составляется редкий
Воздух, и солнечный свет они нам доставляют блестящий.
Множество, кроме того, в пустоте необъятной витает
Тех, что отброшены прочь от вещей сочетаний и снова
Не были в силах ещё сочетаться в движеньи с другими».
2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, кристаллическим телам присущ дальний порядок расположения атомов и молекул. Это значит, что форма и порядок соединения частиц в кристаллах повторяется на расстояниях, гораздо больших, чем расстояния между соседними атомами.
Сопоставьте эту гипотезу молекулярно-кинетической теории с идеями Лукреция. Иллюстрируйте свои мысли схемами.
№ 29
1. Прокомментируйте способ понимания движения атомов. Который демонстрирует Лукреций:
«Вот посмотри: всякий раз, когда солнечный свет поникает
В наши жилища и мрак прорезает своими лучами,
Множество маленьких тел в пустоте, ты увидишь, мелькая,
Мечутся взад и вперед в лучистом сиянии света;
Будто бы в вечной борьбе они бьются в сраженьях и битвах,
В схватке бросаются вдруг по отрядам, не зная покоя,
Или сходясь, или врозь беспрерывно опять разлетаясь.
Можешь из этого ты уяснить себе, как неустанно
Первоначала вещей в пустоте необъятной мятутся.
Так о великих вещах помогают составить понятье
Малые вещи, пути намечая для их постиженья».
2. Установлено, что диаметр атома равен 0,0000000001 м. Прокомментируйте этот факт, открытый современной физикой, с точки зрения идей Лукреция.
№ 30
1. Сравнивая первоначала с мелкими пылинками, Лукреций так объясняет движение самих пылинок:
«Кроме того, потому обратить тебе надо вниманье
На суматоху в телах, мелькающих в солнечном свете,
Что из неё познаешь ты мы материи также движенья.
Происходящие в ней потаенно и скрыто от взора.
Ибо увидишь ты там, что множество тел изменяют
Путь свой от скрытых толчков и опять отлетают обратно,
Вечно туда и сюда разбегаясь во всех направленьях.
Знай же: идёт от начал всеобщее это блужданье».
Нарисуйте схему для этого объяснения.
2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории – молекула делима и состоит из атомов. Например, молекула воды состоит из атомов водорода и кислорода. Как вы это объясните: ведь молекула – мельчайшая частица вещества?
№ 31
1. Лукреций писал:
«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».
Как понимает причину движения Лукреций?
2. С точки зрения Лукреция (желательно, стихами, подражая Лукрецию) объясните следующий факт: капли масла растекаются по поверхности воды, образуя тонкую пленку. Почему при некоторой толщине пленки масло перестает растекаться?
№ 32
1. В поэме «О природе вещей» Лукреций, в отличие от Демокрита, развивает идею «clinamen» – внезапного отклонения атома от траектории, которая ему назначена роком:
«…Уносясь в пустоте, в направлении книзу отвесном,
Собственным весом тела изначальные в некое время
В месте неведомом нам начинают слегка отклоняться,
Так что едва и назвать отклонением это возможно.
Если же, как капли дождя, они вниз продолжали бы падать.
Не отклоняясь, ничуть в пустоте необъятной,
То никаких бы ни встреч, ни толчков у начал не рождалось,
И ничего никогда породить не могла бы природа».
Считаете ли вы, что Лукреций наделяет атом чертами живого героического существа, способного бороться с судьбой?
2. В 1827 г. английский ботаник Броун рассматривал в микроскоп споры растений, находящиеся в жидкости. Эти споры очень малы. Как вы думаете, что увидел Броун? Изобразите схематически «броуновское движение» одной споры растения. Объясните броуновское движение с помощью идей Лукреция.
№ 33
1. Развивая идею «clinamen», Лукреций убеждал читателя:
«Вновь повторяю: тела непременно должны отклоняться,
Но незаметно совсем: чтоб отнюдь никому не казалось.
Что мы движение вкось вопреки очевидности мыслим.
Если движения все непрерывную цепь образуют
И возникают одно из другого в известном порядке.
И коль не могут путем отклонения первоначала
Вызвать движений иных, разрушающих рока законы.
Дабы причина не шла за причиною испокон века, -
Как у созданий живых на земле появилась свободная воля,
Что позволяет идти, куда каждого манит желанье,
И допускает менять направленье не в месте известном
И не в положенный срок, а согласно ума побужденью?»
Вы изучали античные трагедии и знаете, что трагическому герою не удается избежать своей судьбы. Трагическая ирония состоит в том, что, пытаясь отклониться от линии судьбы, герой трагедии её и осуществляет. Не происходит ли подобного с атомом Эпикура?
2. Демокрит, Эпикур, Лукреций считали атомы неделимыми. Но в ХХ веке стало известно, что атомы состоят из ядра и электронов. Прокомментируйте это противоречие.
№ 34
1. Согласны ли вы с такими предположениями Лукреция о различии форм атомов? Сравните их с предположениями Демокрита и с молекулярно-кинетической теории:
«Что, наконец, представляется нам затверделым и плотным,
То состоять из начал крючковатых должно несомненно,
Сцепленных между собой наподобие веток сплетенных.
В этом разряде вещей, занимая в нем первое место,
Будут алмазы стоять, что ударов совсем не боятся.
Вещи другие, тела у которых текучи и жидки,
Будут скорей состоять из гладких и круглых частичек;
Ибо легко, как вода, растекается горсточка маку.
Можно ли с этих позиций объяснить явление плавления тел? Как?
2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, открытие броуновского движения имело большое значение для физики. Броун доказал, что тела действительно состоят из отдельных частиц – молекул, и что эти молекулы движутся непрерывно и хаотично.
Прокомментируйте это положение молекулярно-кинетической теории. Считаете ли вы, что броуновское движение убедительно доказывает существование молекул?
№ 35
1. В поэме «О природе вещей» Лукреций никогда не пользуется словом «атом», а называет атомы самыми разными словами: principia (начала); elementa (элементы, стихии, буквы, от названия букв LMN); corpuscular (корпускулы, тельца); figurae (фигуры, формы).
Проанализируйте каждый из этих терминов. Почему Лукреций пользуется несколькими словами? Ведь он описывает одно и то же? Или нет?
2. На каком основании молекулярно-кинетической теории делает утверждение, что причина броуновского движения мельчайших спор растений в жидкости заключается в хаотическом движении молекул этой жидкости? В каком смысле опыт Броуна доказывает реальное существование молекул?
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 236; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!