Развитие атомно- молекулярной гипотезы © В.Е. Фрадкин СПб АППО – РГПУ, 2006 Из коллекции www.eduspb.com. - презентация

1 Развитие атомно- молекулярной гипотезы © В.Е. Фрадкин СПб АППО – РГПУ, 2006 Из коллекции

2 Периоды развития физики как науки Предыстория физики Предыстория физики (от древнейших времен до XVII в.) Эпоха античности (VI в. до н.э. – V в. н.э.) Эпоха античности (VI в. до н.э. – V в. н.э.) Средние века (VI – XIV вв.) Средние века (VI – XIV вв.) Эпоха возрождения (XV – XVI вв.) Эпоха возрождения (XV – XVI вв.) Из коллекции

3 Период становления физики как науки Период становления физики как науки (н. XVII – 80-е гг. XVII в.) Г. Галилей, Р. Бойль, И. Ньютон, Р. Гук, Р. Декарт, Х. Гюгенс Периоды развития физики как науки Из коллекции

4 Период классической физики: Первый этап Период классической физики: Первый этап (конец ХVII в. – 60-е гг. ХIХ в.) Второй этап (60-е гг. ХIХ в. – 1894 г.) Третий этап (1895 – 1904 гг.) Третий этап (1895 – 1904 гг.) Периоды развития физики как науки Из коллекции

5 Период современной физики: Первый этап (1905 – 1931 гг.) Второй этап (1932 – 1954 гг.) Третий этап (с 1955 гг.) Периоды развития физики как науки Из коллекции

6 ФАЛЕС МИЛЕТСКИЙ (ок ок. 547 до н.э.) Родоначальник античной философии и науки, основатель милетской (ионийской) школы. Возводил все многообразие явлений и вещей к единой первостихии - воде. Родоначальник античной философии и науки, основатель милетской (ионийской) школы. Возводил все многообразие явлений и вещей к единой первостихии - воде. Первые сведения об электризации, магнетизме. Первые сведения об электризации, магнетизме. Из коллекции

7 АНАКСАГОР из Клазомен (ок. 500 – 428 до н.э.) Принцип «из ничего ничего не возникает». Принцип «из ничего ничего не возникает». Образование космоса объясняется соединением и разъединением первичных элементов («гомеомерии», т.е. подобочастные). Образование космоса объясняется соединением и разъединением первичных элементов («гомеомерии», т.е. подобочастные). Начальное состояние мира, согласно Анаксагору, представляло собой неподвижную бесформенную смесь, состоявшую из бесчисленного множества частиц («семян») всевозможных веществ. Начальное состояние мира, согласно Анаксагору, представляло собой неподвижную бесформенную смесь, состоявшую из бесчисленного множества частиц («семян») всевозможных веществ. Из коллекции

8 АНАКСАГОР из Клазомен (ок. 500 – 428 до н.э.) В какой-то момент времени эта первичная смесь была приведена в круговое движение «чистым несмешанным Умом». Так как подобное стремится к подобному, сходные частицы стали образовывать отдельные скопления, и так возник мир вещей. Вещество делимо до бесконечности, «в мире нет наименьшего», и процесс обособления никогда не может быть полным. Всякая вещь имеет частицы всех других вещей, «все содержит долю всего», а получают свое наименование вещи по количественному преобладанию семян того или иного вида. Ум у Анаксагора наделен характеристиками физического и метафизического бытия: с одной стороны, он «легчайшая» из всех вещей, с другой – он «содержит полное знание обо всем и имеет величайшую силу». В какой-то момент времени эта первичная смесь была приведена в круговое движение «чистым несмешанным Умом». Так как подобное стремится к подобному, сходные частицы стали образовывать отдельные скопления, и так возник мир вещей. Вещество делимо до бесконечности, «в мире нет наименьшего», и процесс обособления никогда не может быть полным. Всякая вещь имеет частицы всех других вещей, «все содержит долю всего», а получают свое наименование вещи по количественному преобладанию семян того или иного вида. Ум у Анаксагора наделен характеристиками физического и метафизического бытия: с одной стороны, он «легчайшая» из всех вещей, с другой – он «содержит полное знание обо всем и имеет величайшую силу». Из коллекции

9 ДЕМОКРИТ (ок гг. до н. э.) В сочинении «Малый диакосмос» изложил свое учение о естественном возникновении и развитии мира. В основе мира лежат два начала - атомы и пустота. Атомы - мельчайшие, неделимые частицы, которые носятся в пустоте и отличаются друг от друга лишь формой, величиной и положением. Атомы численно бесконечны, вечны и неизменны. Из коллекции

10 ДЕМОКРИТ (ок гг. до н. э.) Сталкиваясь и сцепляясь между собой, они образуют тела и вещи, с которыми мы имеем дело в повседневной жизни. Окружающие нас вещи мы воспринимаем с помощью чувств, тогда как атомы постигаются разумом. Считал, что во Вселенной существует бесчисленное множество миров, которые возникают, развиваются и гибнут. Из коллекции

11 АРИСТОТЕЛЬ ( до н. э.) Сочинения относятся ко всем областям знания того времени. Собрал и систематизировал огромный естественнонаучный материал своих предшественников, критически его оценил, исходя из своих философских взглядов, и сам осуществил ряд глубоких наблюдений. В физических трактатах «Физика», «О происхождении и уничтожении», «О небе», «О метеорологических вопросах», «Механика» и других изложил свои представления о природе и движении. Из коллекции

12 АРИСТОТЕЛЬ ( до н. э.) Первичными качествами материи он считал две пары противоположностей «теплое холодное» и «сухое влажное», основными (низшими) элементами, или стихиями, землю, воздух, воду и огонь (своеобразная «система элементов»), которые являются различными комбинациями первичных качеств; соединению холодного с сухим соответствует земля, холодного с влажным вода, теплого с влажным воздух, теплого с сухим огонь. Пятым, наиболее совершенным элементом считал эфир. Из коллекции

13 АРИСТОТЕЛЬ ( до н. э.) Вселенная состоит из ряда концентрических хрустальных сфер, которые движутся с разными скоростями и приводятся в движение крайней сферой неподвижных звезд; в центре Вселенной расположена шарообразная неподвижная Земля, вокруг которой по концентрическим окружностям вращаются планеты. Область между орбитой Луны и центром Земли (так называемый подлунный мир) является областью беспорядочных неравномерных движений, а все тела в ней состоят из четырех низших элементов: земли, воды, воздуха и огня. Земля, как самый тяжелый элемент, занимает центральное место, над ней последовательно размещаются оболочки воды, воздуха и огня. Область между орбитой Луны и крайней сферой неподвижных звезд (так называемый надлунный мир) является областью вечных равномерных движений, а сами звезды состоят из пятого элемента эфира. Из коллекции

14 Эпикур (342/ /270 до н.э.) Последователь Демокрита и продолжатель его атомистического учения. Последователь Демокрита и продолжатель его атомистического учения. В 307 г. до н.э. основал одну из наиболее влиятельных школ античности, известную в истории под названием «Сад Эпикура». Его главный труд «0 природе» содержал 37 книг. Сохранилось три письма Эпикура, излагающие основные положения его учения: В 307 г. до н.э. основал одну из наиболее влиятельных школ античности, известную в истории под названием «Сад Эпикура». Его главный труд «0 природе» содержал 37 книг. Сохранилось три письма Эпикура, излагающие основные положения его учения: Первое «Эпикур приветствует Геродота» содержит изложение атомистической физики Эпикура, включая учение о душе и ряд положений его учения о познании. Первое «Эпикур приветствует Геродота» содержит изложение атомистической физики Эпикура, включая учение о душе и ряд положений его учения о познании. Второе письмо «Эпикур приветствует Пифокла» излагает астрономические воззрения. Второе письмо «Эпикур приветствует Пифокла» излагает астрономические воззрения. Третье письмо «Эпикур приветствует Менекея» содержит основные положения этического учения. Третье письмо «Эпикур приветствует Менекея» содержит основные положения этического учения. Из коллекции

15 ГАССЕНДИ Пьер (22. I.1592 – 24. X.1655) Пропагандировал античную атомистику, считал, что все существующее состоит из атомов, обладающих внутренним стремлением к движению, и пустоты, пространство бесконечно, несотворимо и неуничтожаемо. Пропагандировал античную атомистику, считал, что все существующее состоит из атомов, обладающих внутренним стремлением к движению, и пустоты, пространство бесконечно, несотворимо и неуничтожаемо. Из коллекции

16 В августе - 24 или г. французскими учеными в Париже был назначен публичный диспут с целью опровергнуть Аристотеля. Четырнадцатый тезис программы провозглашал атомистическую концепцию. В программе говорилось также, что Аристотель по невежеству или, что еще вероятнее, по недобросовестности высмеял учение, по которому материя состоит из атомов... В августе - 24 или г. французскими учеными в Париже был назначен публичный диспут с целью опровергнуть Аристотеля. Четырнадцатый тезис программы провозглашал атомистическую концепцию. В программе говорилось также, что Аристотель по невежеству или, что еще вероятнее, по недобросовестности высмеял учение, по которому материя состоит из атомов... Из коллекции

17 … в момент открытия диспута один из его устроителей, де Клав, был арестован, а другому Виллону, удалось скрыться. Парламент постановил: запретить диспут, торжественно и публично изорвать объявленные тезисы, всех зачинщиков этого дела выслать в 24 часа из Парижа с запрещением въезда в Парижский округ, запретить преподавание изложенных в тезисах взглядов … во всех французских университетах. … в момент открытия диспута один из его устроителей, де Клав, был арестован, а другому Виллону, удалось скрыться. Парламент постановил: запретить диспут, торжественно и публично изорвать объявленные тезисы, всех зачинщиков этого дела выслать в 24 часа из Парижа с запрещением въезда в Парижский округ, запретить преподавание изложенных в тезисах взглядов … во всех французских университетах. … всякому, кто устно или печатно осмелился бы выступить с такой полемикой, грозила смертная казнь. … всякому, кто устно или печатно осмелился бы выступить с такой полемикой, грозила смертная казнь. Ю. Чирков. Охота за кварками, стр Из коллекции

18 Основные этапы развития атомно-молекулярной гипотезы Возникновение идеи о прерывистом строении материи. Атоме. Левкипп, Демокрит ( V - IV в. до н.э.) Возникновение идеи о прерывистом строении материи. Атоме. Левкипп, Демокрит ( V - IV в. до н.э.) Понятие химического элемента Р. Бойль (1661) Понятие химического элемента Р. Бойль (1661) Введение понятия атомного веса Дж.Дальтон (1803) Введение понятия атомного веса Дж.Дальтон (1803) Постулирование существования ионов. М.Фарадей (1834) Постулирование существования ионов. М.Фарадей (1834) Экспериментальное доказательство существования ионов. И. Гитторф (1853) Экспериментальное доказательство существования ионов. И. Гитторф (1853) Из коллекции

19 Основные этапы развития атомно-молекулярной гипотезы Разработка молекулярно гипотезы строения вещества. А.Авогадро (1811) Разработка молекулярно гипотезы строения вещества. А.Авогадро (1811) Открытие хаотического движения мелких частиц, взвешенных в растворе. Р.Броун (1827) Открытие хаотического движения мелких частиц, взвешенных в растворе. Р.Броун (1827) Доказательство тепловой природы Броуновского движения. Л. Гюи (1888) Доказательство тепловой природы Броуновского движения. Л. Гюи (1888) Объяснение броуновского движения Объяснение броуновского движения А. Эйнштейн, М. Смолуховский (1905 – 06) А. Эйнштейн, М. Смолуховский (1905 – 06) Экспериментальное изучение броуновского движения и подтверждение его теории Ф. Перрен (1908) Экспериментальное изучение броуновского движения и подтверждение его теории Ф. Перрен (1908) Непосредственное измерение скорости молекул О. Штерн (1920) Непосредственное измерение скорости молекул О. Штерн (1920) Из коллекции

20 Основные этапы развития атомно-молекулярной гипотезы Открытие периодического закона химических элементов. Д.И.Менделеев, Л.Мейер (1869) Открытие периодического закона химических элементов. Д.И.Менделеев, Л.Мейер (1869) Электрон (открытие) Дж. Дж. Томсон (1897) Электрон (открытие) Дж. Дж. Томсон (1897) Гипотеза об электронном составе атома Дж. Дж. Томсон (1897) Гипотеза об электронном составе атома Дж. Дж. Томсон (1897) Эксперименты по рассеянию α -частиц в тонких металлических пленках Г. Гейгер, Э.Марсден ( ) Эксперименты по рассеянию α -частиц в тонких металлических пленках Г. Гейгер, Э.Марсден ( ) Теория рассеяния α -частиц в веществе Э. Резерфорд (1911) Теория рассеяния α -частиц в веществе Э. Резерфорд (1911) Из коллекции

21 Основные этапы развития атомно-молекулярной гипотезы Наличие дискретных уровней энергии электронов в атомах Дж. Франк, Г. Герц ( ) Наличие дискретных уровней энергии электронов в атомах Дж. Франк, Г. Герц ( ) Положение о том, что заряд ядра атома численно равен порядковому номеру элемента в периодической таблице А. Ван ден Брук (1913) Положение о том, что заряд ядра атома численно равен порядковому номеру элемента в периодической таблице А. Ван ден Брук (1913) Экспериментальное доказательство равенства заряда ядра атома порядковому номеру элемента в периодической таблице Г. Мозли ( ) Экспериментальное доказательство равенства заряда ядра атома порядковому номеру элемента в периодической таблице Г. Мозли ( ) Объяснение периодической таблицы Н. Бор ( ) Объяснение периодической таблицы Н. Бор ( ) Из коллекции

22 Основные этапы развития атомно-молекулярной гипотезы Гипотеза о планетарной модели атома Ф. Перрен (1901) Гипотеза о планетарной модели атома Ф. Перрен (1901) Модель атома Томсона Дж. Дж. Томсон (1903) Модель атома Томсона Дж. Дж. Томсон (1903) Первая попытка построения квантовой модели атома А. Гааз (1910) Первая попытка построения квантовой модели атома А. Гааз (1910) Планетарная модель атома Э. Резерфорд (1911) Планетарная модель атома Э. Резерфорд (1911) Идеи квантования применительно к планетарной модели атома Н.Бор (1913) Идеи квантования применительно к планетарной модели атома Н.Бор (1913) Главное квантовое число Н.Бор (1913) Главное квантовое число Н.Бор (1913) Квантование магнитных моментов атомов. О.Штерн, В.Герлах (1922) Квантование магнитных моментов атомов. О.Штерн, В.Герлах (1922) Распространение теории Бора на многократно периодические системы А. Зоммерфельд ( ) Распространение теории Бора на многократно периодические системы А. Зоммерфельд ( ) Радиальное и азимутальное квантовые числа Радиальное и азимутальное квантовые числа А. Зоммерфельд ( ) А. Зоммерфельд ( ) Принцип Паули. В.Паули ( ) Принцип Паули. В.Паули ( ) Из коллекции

23 Основные этапы развития атомно-молекулярной гипотезы Открытие атомного ядра Э. Резерфорд (1911) Открытие атомного ядра Э. Резерфорд (1911) Термин «атомное ядро» Э. Резерфорд (1912) Термин «атомное ядро» Э. Резерфорд (1912) Понятие «дефект массы» П. Ланжевен (1913) Понятие «дефект массы» П. Ланжевен (1913) Протонно-нейтронная модель ядра. Д.Д.Иваненко, В.Гейзенберг (1932) Протонно-нейтронная модель ядра. Д.Д.Иваненко, В.Гейзенберг (1932) Свойство насыщения ядерных сил. В.Гейзенберг (1932) Э.Майорана (1933) Свойство насыщения ядерных сил. В.Гейзенберг (1932) Э.Майорана (1933) Свойство зарядовой независимости ядерных сил. Г.Брейт, Э.Кондон, Н.Кеммер, Р.Презент (1936) Свойство зарядовой независимости ядерных сил. Г.Брейт, Э.Кондон, Н.Кеммер, Р.Презент (1936) Из коллекции

24 Основные этапы развития атомно-молекулярной гипотезы Теория ядерных сил. Х.Юкава (1935) Теория ядерных сил. Х.Юкава (1935) Формула энергии связи ядер. К.Вейцзеккер (1935) Формула энергии связи ядер. К.Вейцзеккер (1935) Теория составного ядра. Н.Бор (1936) Теория составного ядра. Н.Бор (1936) Капельная модель ядра. Н.Бор, Я.И.Френкель (1936) Капельная модель ядра. Н.Бор, Я.И.Френкель (1936) Ядерно-магнитный резонанс. Ф.Блох, У.Хансон, Э.Парселл, Р.Паунд (1946) Ядерно-магнитный резонанс. Ф.Блох, У.Хансон, Э.Парселл, Р.Паунд (1946) Коллективная модель ядра. О.Бор, Б.Моттельсон, Дж.Рейнуотер (1950) Коллективная модель ядра. О.Бор, Б.Моттельсон, Дж.Рейнуотер (1950) Синтез антиядра Л.Ледерман (1965) Синтез антиядра Л.Ледерман (1965) Синтез ядер антигелия-3 Ю.Д.Прокошкин (1970) Синтез ядер антигелия-3 Ю.Д.Прокошкин (1970) Из коллекции