Естествознание в России, мире. Картины мира

1.

Сегодня: среда, 10 апреля 2024 г.
Лекция 3
Тема:
История развития
естествознания
Естествознание в России,
мире

2.

Основатель
классической механики,
экспериментальной и
теоретической физики
Открыл горы на Луне
Обнаружил 4 спутника
Юпитера
Млечный путь состоит из
отдельных звёзд
Открыл солнечные пятна
Г. Галилей
1564 - 1642

3.

Трактат «Механика»
Общая теория падения
тел и движения
маятника
Любое тело брошенное под углом
к горизонту тело летит по
параболе
Ускорение свободного падения не
зависит от веса тела
Законы падения: скорость
нарастает пропорционально
времени, а путь —
пропорционально квадрату
времени

4.

Суд над Галилеем (картина итальянского
художника Флери)

5.

Классическая механика изучает движение
объектов мега и макромиров со скоростями,
далекими от скорости света в вакууме
Принцип дальнодействия:
взаимодействие тел распространяется
через пустое пространство мгновенно
Принцип преобразования движений (или
принцип относительности, или принцип
инвариантности): законы механики имеют
одинаковую форму во всех инерциальных
системах отсчета

6.

Классическая механика
Квантовая
механика
Мегамир
Макромир
Микромир
Вселенная,
галактики,
(скопление
109 – 1012 звезд),
звезды
планеты и т.д.,
пылинка
квант – порция
энергии;
элементарные
частицы
(неделимые),
молекулы, атомы

7.

Мегамир
Макромир

8.

9.

Микромир

10.

кварки
лептоны

11.

Леонардо да Винчи – художник,
скульптор, архитектор,
учёный (анатом,
естествоиспытатель),
изобретатель, писатель
1452 – 1519
Сконструировал :
подводную лодку,
парашют,
летательный аппарат

12.

13.

14.

15.

– гелиоцентрическая система Н. Коперника
(1473 – 1543)
– законы небесной механики И. Кеплера
(1571 – 1630)

16.

17.

Взаимодействие
между
телами
происходит
мгновенно на любом расстоянии, т.е. действия
могут передаваться в пустом пространстве с какой
угодно скоростью

18.

!
!

19.

Детерминизм
Детерминизм (лат. determine –
определяю) означает, что, если известны
начальные условия системы, можно,
используя законы природы, предсказать
ее конечное состояние.
Случайность – это явление, причина
которой пока неизвестна.

20.

Эпикур
Детерминизм
«Лучше уж следовать мифу о богах,
чем быть рабом физиков: миф дает
надежду умилостивить богов, а
судьба заключает в себе неумолимую
необходимость.»
Атомы различаются по массе
342/341 - 271/270 до н. э.
Движение атомов в значительной
степени случайно
Всегда возможны различные варианты
развития событий

21.

Естествознание в России
На 3 века позднее, чем в Европе!!!!!!!
Татаро-монгольское иго
Российское духовенство не несло своим
верующим научные знания
Аристократы России развивали культуру и
не стремились к научным исследованиям

22.

Начало развития естествознания приходится
на эпоху Петра I, как необходимое условие его
реформ.
Развивается учение об электричестве (в
трудах Ломоносова и Рихмана).
М.В. Ломоносов
В.И. Вернадский
Ю.Р. Майер
Г. Гельмгольц

23.

М.В. Ломоносов
Учение о теплоте
Физическая химия
Закон сохранения энергии
1711 – 1765 гг.
1750г.- университет в СанктПетербурге,1755 - в Москве
В.И. Вернадский (основатель естествознания как науки в
России): «Ломоносов как ученый неоценен до
сих пор».

24.

В 1836 г. Якоби открыл
гальванопластику
(покрытия).
Б.С. Якоби
Периодический закон: свойства
элементов зависят от числа
частиц в атоме элемента.
Огромное значение в развитии
атомной физики и квантовой
химии!!!
Д.И. Менделеев

25.

Естествознание в Мире
Конец XVIII – начало XIX в
1. Закон сохранения импульса (Р): P = m
В закрытой системе полный импульс сохраняется.
Закрытая система
2. Закон сохранения энергии.
Энергия не возникает из ничего и не исчезает,
она переходит из одного вида энергии в другой.
Ломоносов, Майер и Гельмгольц.

26.

3. Закон сохранения момента
импульса (L):
L – момент импульса:
L = [r P]
В закрытой системе суммарный
момент импульса сохраняется.

27.

1771г. Гальвани и Вольта (1794г.)
явление электрической индукции
Л. Гальвани
1831 г. Закон электромагнитной
d
индукции
,
i
dt
где i – электродвижущая сила индукции;
Ф – магнитный поток.
Начало создания электромоторов
и электрогенераторов
М. Фарадей

28.

Спектры испускания и поглощения
О. Френель
Томас Юнг

29.

30.

Спектр:
Криминалистика,
минералогия и т.д.

31.

Спектры испускания и поглощения
Спектры испускания:
1 – сплошной;
2 – натрия;
3 – водорода;
4 – гелия.
Спектры поглощения:
5 – солнечный;
6 – натрия;
7 – водорода;
8 – гелия

32.

Естествознание в Мире
Ш. Кулон
Г. Ом
Э.Х. Ленц
Х. Лоренц
В XIX в. - законы электромагнетизма:
Кулона, Ома, Ленца, сила Лоренца,
постоянного тока, Фарадея.
Д. Максвелл
(1860-1865 г.г.)
7 уравнений - основа
электродинамики!!!!!!
Д. Максвелл

33.

Принцип близкодействия:
взаимодействие распространяется
с конечной скоростью (со скоростью света)
и осуществляется посредством полей
(электромагнитного, гравитационного).

34.

Р. Клаузиус
Дж. Томсон
(Кельвин)
Л. Больцман
Н.И. Лобачевский
А.Эйнштейн
Конец XIX в. - кинетическая теория газов в трудах:
Клаузиуса, Кельвина (Томсона), Л. Больцмана,
Карно (теория теплового двигателя).
Статистическая теория

35.

Риман, Лобачевский
В СТО и ОТО – движение со скоростями,
близкими к скорости света в вакууме.

36.

Кривизна пространства
Геометрия на
плоскости –
эвклидова
геометрия

37.

38.

Изменение гравитационного поля
имеет место:
1) от точки к точке по
поверхности Земли;
2) во времени
1
1
3600
угловая секунда

39.

Закон всемирного тяготения:
m1m2
F G 2
r

40.

Искривление
пространства
Лето 2002 г. зонд Cassini

41.

СТО - движение микрообъектов
относительно инерциальных
систем отсчета.
ОТО - движение микрообъектов
относительно любых
систем отсчета.

42.

Инерциальная система отсчета –система
отсчета, которая движется прямолинейно,
равномерно или покоится относительно
заведомо инерциальной системы отсчета.
Система отсчета включает:
- тело отсчета,
- систему координат, жестко
связанную с телом отсчета
- и часы для отсчета времени.

43.

Электромагнитная картина Мира
Новый этап науки
Механистическая
картина
Механическое
движение
Принцип
дальнодействия
Детерминизм
Электромагнитная
картина
Колебательное
движение
Принцип
близкодействия
Случайность

44.

Электромагнитная картина Мира
– начала электромагнетизма
М. Фарадея (1791–1867),
– теория электромагнитного поля
Д. Максвелла (1831–1879),
– электронная теории Г.А. Лоренца,
– постулаты теории относительности
А. Эйнштейна (1879–1955)

45.

Мир – электродинамическая система,
построенная из электрически заряженных
частиц, взаимодействующих посредством
электромагнитного поля
Введено понятие вероятности

46.

Принцип близкодействия – взаимодействия
любого характера передаются полем от
точки к точке непрерывно и с конечной
скоростью
Реляционная (относительная) концепция
пространства и времени:
пространство и время связаны с
процессами, происходящими в поле,
т.е. они несамостоятельны и зависимы
от материи

47.

Контроль
В основе устройства электрогенераторов и
электромоторов лежит закон …
1. Кирхгофа
2. Био Савара Лапласа
3. Фарадея
4. Попова

48.

Контроль
Кто из русских ученых развил идеи
естествознания и теорию биосферы …
1. Вернадский
2. Ломоносов
3. Эйлер
4. Лобачевский

49.

Контроль
Автор труда «Математические начала
натуральной философии» …
1. Кеплер
2. Ньютон
3. Галилео Галилей
4. Декарт

50.

Контроль
Открытие какого закона позволило выявить
зависимость свойств элемента от числа
частиц в атоме?
1. закон Кулона
2. периодический закон Менделеева
3. закон Максвелла
4. закон Эйнштейна

51.

Контроль
Основатель электродинамики –
это …

52.

Контроль
Кривизна пространства зависит от …
1.
2.
3.
4.
скорости движения (v << c)
плотности и движения вещества
гравитационного поля
электромагнитного поля

53.

Контроль
Сумма углов в треугольнике меньше
180 в пространстве …
1. Римана
2. Лобачевского
3. Евклида
4. Минковского

54.

Контроль
Кривизна пространства наибольшая
вблизи …
1. Земли
2. Луны
3. Солнца
4. Кометы Галлея
5. Кометы Хейла – Болла