Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2-Возникновение науки и основные стадии ее развития.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
255.31 Кб
Скачать

32. Революция в естествознании конца XIX— начала XX в.В., открывшая период неклассической науки?

ПЛАН

  1. Противоречия между электромагнитной картиной мира и опытными фактами, возникшие в конце XIXначале XX в.

  1. «Каскад» научных открытий в конце XIXначале XX в.

  • лучи Рентгена.

  • радиоактивность (Беккерель).

  • радий (М. и П. Кюри) и др.

  • Дж. Томсон(1897г.) открыл первую элементарную частицу — электрон.

  • М. Планк ( 1900 г.) ввел квант действия.

  • Э. Резерфорд (1911 г.)в экспериментах обна­ружил: в атомах существуют ядра. Предложил планетарную модель атома.

  • Н. Бор(1913г.) на базе идеи Резерфорда и кванто­вой теории Планка предложил свою модель атома (квантовая модель ато­ма Резерфорда—Бора.).

  • А. Эйнштейн: создал сначала специальную (1905г.), а затем и общую (1916г.) теорию относительности.

  • Луи де Бройль: высказал (1924г.)гипотезу о том, что частице материи присущи и свойства волны (непрерывность), и дискретность (квантовость).

  • 1925—1930 гг.: эта гипотеза была подтвер­ждена экспериментально в работах Шредингера, Гейзенберга, Борна и других физиков. Возникла фундаментальная физическая теория: квантовая механика.

  • В.Гейзенберг: сформулировал(1927 г.) принцип соотношения неопределенностей.

  1. Вывод.

  1. Противоречия между электромагнитной картиной мира и опытными фактами, возникшие в конце XIX начале XX в. Как было выше сказано, классическое естествознание XVII—XVIIIвв. стремилось объяснить причины всех явлений (включая со- циальные) на основе законов механики Ньютона.

В XIX в. стало очевидным, что законы ньютоновской механики уже не могли играть роли универсальных законов природы. На эту роль претендовали законы электромагнитных явлений.

Была создана (Фарадей, Максвелл и др.) электромагнитная картина мира.

Однако в результате новых экспериментальных открытий в области строения вещества в конце XIX начале XX в. обнаружилось множество непримиримых противоречий между электромагнитной картиной мира и опытными фактами. Это подтвердил «каскад» научных открытий.

  1. «Каскад» научных открытий в конце XIXначале XX в. В 1895—1896 гг. были открыты:

  • лучи Рентгена,

  • радиоактивность (Беккерель),

  • радий (М. и П. Кюри) и др.

  • В 1897 г. английский физик Дж. Томсон открыл первую элементарную частицу — электрон и по­нял, что электроны являются составными частями атомов всех веществ.

Он предложил новую (электромагнитную) модель атомов, но она про­существовала недолго.

  • Немецкий физик М. Планк в 1900 г. ввел квант действия (постоян­ная Планка) и, исходя из идеи квантов, ВЫВЕЛ ЗАКОН ИЗЛУЧЕНИЯ, на­званный его именем.

Было установлено, что ИСПУСКАНИЕ И ПОГЛОЩЕ­НИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРОИСХОДИТ ДИСКРЕТНО, ОПРЕДЕ­ЛЕННЫМИ КОНЕЧНЫМИ ПОРЦИЯМИ (КВАНТАМИ).

Квантовая теория Планка вошла в противоречие с теорией электродинамики Максвелла.

Воз­никли два несовместимых представления о материи: или она абсо­лютно непрерывна, или она состоит из дискретных частиц.

Назван­ные открытия опровергли представления об атоме, как последнем, неделимом «первичном кирпичике» мироздания («материя исчезла»).

  • В 1911 г. английский физик Э. Резерфорд в экспериментах обна­ружил, что в атомах существуют ядра, положительно заряженные ча­стицы, размер которых очень мал по сравнению с размерами атомов, но в которых сосредоточена почти вся масса атома.

Он предложил ПЛАНЕТАРНУЮ МОДЕЛЬ АТОМА: вокруг тяжелого положительно заряжен­ного ядра вращаются электроны. Резерфорд открыл альфа- и бета-лучи, пред­сказал существование нейтрона.

Но планетарная модель оказалась не­совместимой с электродинамикой Максвелла.

  • «Беспокойство и смятение», возникшие в связи с этим в физике, «усугубил» Н. Бор, предложивший на базе идеи Резерфорда и кванто­вой теории Планка свою модель атома (1913).

Он предполагал, что электроны, вращающиеся вокруг ядра по нескольким стационарным орбитам, вопреки законам электродинамики не излучают энергии.

ЭЛЕКТРОН ИЗЛУЧАЕТ ЕЕ ПОРЦИЯМИ ЛИШЬ ПРИ ПЕРЕСКАКИВАНИИ С ОДНОЙ ОРБИТЫ НА ДРУГУЮ.

Причем при переходе электрона на более далекую от ядра орбиту происходит увеличение энергии атома, и наоборот.

Будучи исправлением и дополнением модели Резерфорда, модель Н. Бора вошла в историю атомной физики как квантовая модель ато­ма Резерфорда—Бора.

  • Весьма ощутимый «подрыв» классического естествознания был осу­ществлен А. Эйнштейном, создавшим сначала специальную (1905), а затем и общую (1916) теорию относительности.

В целом его теория основывалась на том, что в отличие от механики Ньютона, ПРОСТРАН­СТВО И ВРЕМЯ НЕ АБСОЛЮТНЫ.

Они ОРГАНИЧЕСКИ СВЯЗАНЫ С МАТЕРИЕЙ, ДВИЖЕНИЕМ И МЕЖДУ СОБОЙ.

Сам Эйнштейн суть теории относитель­ности в популярной форме выразил так: «Раньше полагали, что если бы из Вселенной исчезла вся материя, то пространство и время сохра­нились бы, теория относительности утверждает, что вместе с матери­ей исчезли бы пространство и время».

При этом четырехмерное про­странство-время, в котором отсутствуют силы тяготения, подчиняет­ся соотношениям неевклидовой геометрии.

Таким образом, теория относительности показала НЕРАЗРЫВНУЮ СВЯЗЬ МЕЖДУ ПРОСТРАНСТВОМ И ВРЕМЕНЕМ (она выражена в едином по­нятии пространственно-временного интервала), а также между мате­риальным движением, с одной стороны, и его пространственно-вре­менными формами существования — с другой.

Определение простран­ственно-временных свойств в зависимости от особенностей матери­ального движения («замедление» времени, «искривление» простран­ства) выявило ограниченность представлений классической физики об «абсолютном» пространстве и времени, неправомерность их обособле­ния от движущейся материи.

  • В 1924 г. было сделано еще одно крупное научное открытие. Фран­цузский физик Луи де Бройль высказал гипотезу о том, что частице материи присущи и свойства волны (непрерывность), и дискретность (квантовость).

Тогда, отмечал автор гипотезы, становилась понятной теория Бора.

Вскоре, уже в 1925—1930 гг. эта гипотеза была подтвер­ждена экспериментально в работах Шредингера, Гейзенберга, Борна и других физиков.

Это означало ПРЕВРАЩЕНИЕ ГИПОТЕЗЫ ДЕ БРОЙЛЯ В ФУНДАМЕНТАЛЬНУЮ ФИЗИЧЕСКУЮ ТЕОРИЮквантовую механику.

Таким образом, был открыт важнейший закон природы, согласно которому все материальные микрообъекты обладают как корпускулярными, так и волновыми свойствами.

  • Один из создателей квантовой механики, немецкий физик В. Гейзенберг сформулировал СООТНОШЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ (1927).

Этот принцип УСТАНАВЛИВАЕТ НЕВОЗМОЖНОСТЬ — ВСЛЕДСТВИЕ ПРОТИВОРЕЧИВОЙ, КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ПРИРОДЫ МИКРООБЪЕКТОВ — ОДНОВРЕМЕННО ТОЧ­НОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИХ КООРДИНАТЫ И ИМПУЛЬСА (КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ).