litceysel.ru
добавить свой файл
1
Вплив фізики на суспільний розвиток та науково-технічний прогрес. Фізична картина світу. 9 клас.


Мета уроку: дати поняття про фізичну картину світу, показати його матеріальну єдність, своєрідність форм руху матерії; формувати науковий світогляд учнів; ознайомити учнів з умовним поділом простору на мега-, макро-, і мікросвіт; показати роль фізики в науково-технічному розвитку людства.

Тип уроку: поглиблення й узагальнення знань.

Хід уроку.

І. Організаційний момент.

Оголошення теми і мети уроку.

ІІ. Аналіз контрольної роботи.

ІІІ. Пояснення нового матеріалу.

Фізика – наука про природу, про будову, властивості і взаємодію матеріальних тіл і полів, які входять до її складу. Основна мета цієї науки – відкрити і пояснити закони природи, якими визначаються всі фізичні явища. Фізика ґрунтується на експериментально встановлених фактах. Факти залишаються, а тлумачення їх іноді змінюється з історичним розвитком науки, в процесі дедалі глибшого розуміння основних законів природи.

В даний час відбувається найбільша науково-технічна революція (НТР), яка почалася більше чверті століття назад. Вона зробила глибокі якісні зміни в багатьох областях науки і техніки. Поява НТР пов’язана з великими відкриттями в області фундаментальної фізики.

Відкриття радіоактивності, електромагнітних хвиль, ультразвуку, реактивного руху і т. д. призвело до того, що людина, використовуючи ці знання пішла далеко в перед розвитку техніки. Людина навчилася передавати на відстані не тільки звук, але і зображення.

Тепер ні кого не здивуєш ні телевізором, ні відеомагнітофоном, але ж кілька сторіч назад тільки за думки про таке могли спалити на багатті інквізиції.

Людина вийшла в космос висадилася на Місяць, побачила її зворотну сторону. За допомогою унікальних оптичних приладів люди можуть довідатися з якої речовини складаються далекі від нас планети.

Отримані нові дані коли-небудь дозволять людині зробити нові неймовірні для нас відкриття, які приведуть до нових досягнень у науки і техніки.


В усьому світі спостерігаються глибокі якісні зміни в основних галузях техніки. НТР докорінно змінило роль науки в житті суспільства. Наука стала безпосередньою продуктивною силою.

Прикладна електроніка колишня донедавна частина загальної фізики стала незалежною областю науки, так само як і фізична хімія, геофізика й астрофізика відокремилися від загальної фізики.

Основні досягнення в останні роки були отримані на стику різних наук - у біофізику, фізику твердих тіл і астрофізику. Розшифровка структур ДНК, синтез складних протеїнових молекул і досягнення генної інженерії були здійснені завдяки досягненням спектроскопії, рентгенівській кристалографії й електронному мікроскопу.

Усе більшого значення набуває ультразвук у наукових вишукуваннях і практичних застосуваннях.

Формується новий напрямок хімії - ультразвукова хімія. Виникли нові області застосування ультразвуку: мікроскопія, голографія, квантова акустика і т. д.

Ультразвук допомагає військовим морякам виявляти підвідні човни, медикам будувати діагностику різних захворювань, рибалкам знаходити косяки риб. Ультразвук будує і руйнує, ріже і свердлить, штампує і паяє, очищає, сортує, стерилізує, розвідує. Його взяли на озброєння геологорозвідники і нафтовики. І це ще не всі, перелік застосування ультразвуку можна продовжити.

Винахід транзистора привело до дійсної революції в області радіоелектроніки. На основі транзисторної технології з'явився новий напрямок у науці і техніку - мікроелектроніка. Що дозволило людині побудувати перші напівпровідникові ЕОМ.

Фізика вносить вирішальний вклад у створення сучасної обчислювальної техніки, що представляє собою матеріальну основу інформатики. За короткий проміжок часу обчислювальна техніка ступнула далеко в перед.

Сучасні персональні комп'ютери мають величезну швидкість обробки інформації, великі обсяги пам'яті, що дозволяють здійснювати практично будь-які розрахунки. За допомогою периферійних пристроїв комп'ютер бачить, чує, малює, креслить, друкує, говорить, показує, грає в ігри, навчає, керує технологічними процесами на виробництві, стежить за космічним польотом і т.д.


Важко уявити собі сьогоднішній день без комп'ютера. За допомогою комп'ютера в наші дні здійснюється зв'язок по комп'ютерній мережі з будь-якої крапки земної кулі. У такий спосіб йде обмін відео, аудіо і текстової інформації між людьми в різних країнах.

Це дозволяє людям зрозуміти один одного краще, довідатися багато новий друг про друга, одержати цікаву науково технічну інформацію. Електронна пошта в лічені секунди доставить ваше повідомлення величезного обсягу в будь-який куточок землі.

З розвитком і поширенням комп'ютерної техніки напевно незабаром ні хто не буде користатися звичайною поштою. Розвиток комп'ютерної техніки, розробка новійших мов програмування дають можливість ученим фізикам робити складні розрахунки, аналізувати складні ймовірнісні ситуації, будувати математичні моделі різних процесів.

Тобто, розвиток самої фізики не можливо без допомоги її власного дітища. Точно такі ж приклади можна навести практично до будь-якого розділу фізики.

Будь-яке відкриття нових фізичних законів негайно приводить до використання їх у розвитку інших наук і техніки. А це у свою чергу приводить до нових відкриттів у фундаментальної фізики.

У такий спосіб науково-технічний прогрес не можливо зупинити. Розвиток фізики принесло не тільки фундаментальні зміни в уявленні про матеріальний світ, але також через засоби технологій, які засновуються на лабораторних відкриттях, зміни в суспільстві.

Науково-технічна революція (НТР) відбиває докорінну якісну трансформацію суспільного розвитку на засаді новітніх наукових відкриттів (винаходів), що справляють революціонізуючий вплив на зміну знарядь і предметів праці, технології, організації та управління виробництвом, характер трудової діяльності людей. Зміст сучасної НТР найбільш повно розкривається через її особливості, зокрема:

• перетворення науки на безпосередню продуктивну силу (втілення наукових знань у людині, технології і техніці; безпосередній вплив науки на матеріальне виробництво та інші сфери діяльності суспільства);


• новий етап суспільного поділу праці, зв'язаний з перетворенням науки на провідну царину економічної і соціальної діяльності, що набирає масового характеру (наука перебрала на себе найбільш революціонізуючу, активну роль у розвитку суспільства; сама практика потребує випереджаючого розвитку науки, оскільки виробництво все більше стає технологічним утіленням останньої);

• прискорення темпів розвитку сучасної науки і техніки, що підтверджується скороченням проміжку часу від наукового відкриття до його практичного використання;

• інтеграція багатьох галузей науки, самої науки з виробництвом з метою прискорення й підвищення ефективності всіх сучасних напрямків науково-технічного прогресу;

• якісне перетворення всіх елементів процесу виробництва — засобів праці (революція в робочих машинах, поява керуючих машин, перехід до автоматизованого виробництва), предметів праці (створення нових матеріалів з наперед заданими властивостями; використання нових, потенційно невичерпних джерел енергії), самої праці (трансформація її характеру та змісту, збільшення в ній частки творчості).

Будь-яке відкриття нових фізичних законів негайно приводить до використання їх у розвитку інших наук і техніки. А це у свою чергу приводить до нових відкриттів у фундаментальної фізики.

У такий спосіб науково-технічний прогрес не можливо зупинити. Розвиток фізики принесло не тільки фундаментальні зміни в уявленні про матеріальний світ, але також через засоби технологій, які засновуються на лабораторних відкриттях, зміни в суспільстві.

Завдяки розвитку науки техніки люди на планеті Земля стали жити під одним дахом і в єдиному інформаційному просторі. Тепер уже не здається, що земля нескінченно велика і на її поверхні й у її надрах можна робити що завгодно. Необдумані дії людини, збройного досягненнями тієї ж самої науки техніки, приводять до необоротних руйнівних наслідків для природи і самої людини. Злий розум звертає нові відкриття проти самого себе. Наш світ малий і крихкий. Одним натисканням кнопки можна знищити все живе на землі. Фізика вивчає будову матерії, починаючи з елементарних частинок (з розмірами порядку ) і закінчуючи галактиками (з розмірами порядку ).


Умовний поділ простору на мега-, макро-, і мікросвіт:

Частина

простору

Довжина,

м

Об’єкт

Розміри

об’єкта, м

Склад

об’єкта

Рух усередині об’єкта його структурних частин

Мегасвіт



Галактики



Зірки

Зірок

Макросвіт



Системи планет.

Тіла на Землі, які нас оточують.

Електромагнітне поле.

Гравітаційне поле.







-


-

Планети


Молекули та атоми

Фотони


-

Планет


Молекул та атомів

-


-

Мікросвіт


Молекули й атоми.

Ядра атомів.

Елементарні частинки.








Ядра й електрони

Нуклони

-

Ядер і електронів

Нуклонів

Взаємне перетворення частинки.

З нагородженням експериментальних даних поступово вимальовувались і формувались величина і складна картина навколишнього світу і Всесвіту в цілому.

Наукові пошуки і дослідження, проведені протягом багатьох століть, дали можливість І.Ньютону відкрити і сформулювати фундаментальні закони механіки – науки про механічний рух, матеріальних тіл і взаємодії між ними, які при цьому відбуваються. На той час закони Ньютона були такими всеосяжними, що лягли в основу побудови так званої механічної картини світу, за якою всі тіла мають складатися з абсолютно твердих частинок, що перебувають у безперервному русі.

Тіла взаємодіють між собою за допомогою сил тяжіння (гравітаційних сил). Уся різноманітність навколишнього світу, за Ньютоном, полягала за відмінності руху частинок.

Така картина світу панувала доти, поки Дж. Максвель (1873) не сформулював рівняння, які описують основні закони надмірності електромагнітних явищ. Ці закономірності не можна було пояснити з точки зору механіки Ньютона. На відміну від класичної механіки, де припускають, що тіла взаємодіють миттю (теорія далекодії)теорія Максвеля твердила, що взаємодія відбувається з скінченою швидкістю, яка дорівнює швидкості світла у вакуумі, за допомогою електромагнітного поля (теорія близькості). Створення спеціальної теорії відносності – нового вчення про простір і час – дало можливість повністю обґрунтувати електромагнітну теорію. У спеціальній теорії відносності виведено релятивістські рівняння руху, які для великих швидкостей замінюють рівняння класичної механіки. До складу всіх без винятку атомів входять електрично- заряджені частинки. Це дає можливість за допомогою електромагнітної теорії пояснити природу сил, які діють всередині атомів, молекул і макроскопічних тіл. Це положення покладено в основу створення так званої електромагнітної картини світу, намагалися пояснити за допомогою законів електродинаміки. Проте пояснити будову і рух матерії тільки електромагнітними взаємодіями не вдалося.


Дальший розвиток фізики показав, що крім гравітаційної і електромагнітної є й інші типи взаємодії. Перша половина ХХ ст. позначилась інтенсивними дослідженнями будови електронних оболонок атомів і тих закономірностей, які керують рухом електронів у атомі. Це привело до виникнення нової галузі фізико-квантової механіки. У квантовій механіці використано поняття дуалізму: рухома матерія є водночас і речовиною і полем, тобто має і корпускулярні і хвильові властивості. У класичній фізиці матерія – завжди або сукупність частинок, або потім хвиль.

Розвиток ядерної фізики, відкриття елементарних частинок, дослідження їхніх властивостей і взаємоперетворень привели до встановлення ще двох типів взаємодій, які назвали сильними і слабкими. Отже, сучасною фізичною картиною світу передбачено чотири типи взаємодії: сильна (ядерна), електромагнітна, слабка і гравітаційна. Кожному типу взаємодії відповідає своє поле і свої кванти цього поля. Сильна взаємодія забезпечує зв’язок нуклонів у ядрі і зумовлена ІІ-мезанним обміном між нуклонами. Слабка взаємодія проявляється в основному під час розпаду елементарних частинок. Отже, вчення про будову матерії тепер є атомістичним, квантовим, релятивіським. У ньому застосовують статистичні уявлення.

Сучасний науково-технічний прогрес органічно пов’язані з фізикою. Теорії і методики фізики великою мірою використовують в астрономії, хімії, біології, та інших природничих науках. Теорія відносності і квантова механіка пояснили ряд явищ у Всесвіті. Метод мічених атомів застосовують для вивчення хімічних реакцій. Молекулярна і атомна фізика входять до різних галузей біологічної науки тощо. Досягнення фізики широко застосовується у радіо електростанціях, ядерній енергетиці, ракетній і напівпровідниковій, обчислювальній і контрольно-вимірювальній техніці, автоматиці і телемеханіці.

Фізичні поняття – найпростіші та водночас основноположні і загальні в природознавстві. Фізичні закони, висновки, наслідки з фізичних теорій мають глибокий філософський зміст.


Фізичні закони, поняття і теорії завжди були ареною жорстокої боротьби матеріалізму з ідеалізмом. Ця боротьба точилась, наприклад з питань теорії світла, вчення про поля, теорії відносності, радіоактивності тощо. Величезна логічна роль наслідків з сучасної фізики, глибокий зв’язок фізики з філософією. Тому фізика відіграє вважливу роль у формуванні діалектико-матеріалістичного світогляду.

ІV. Підсумок уроку. Домашнє завдання: вивчити конспект.