Образовательный центр «Нива» 1Н = 105 дин = 0,102 кг. m 1 m 2 F = G r2 G = 6, 67. 10-11 H. м2 / кг2 a x t = v x – v 0x v x = v 0x + a x t v x = a x t s. - презентация

1 Образовательный центр «Нива» 1Н = 105 дин = 0,102 кг. m 1 m 2 F = G r2 G = 6, H. м2 / кг2 a x t = v x – v 0x v x = v 0x + a x t v x = a x t s x = v x t S = v. t α = v. T v = a. t t = 0,5. n a x t = v x – v 0x

2 Образовательный центр «Нива» 1Н = 105 дин = 0,102 кг. m 1 m 2 F = G r2 G = 6, H. м2 / кг2 a x t = v x – v 0x v x = v 0x + a x t v x = a x t s x = v x t S = v. t α =v. T v = a. t t = 0,5. n t = 6 м : 340 м/с 0.02 M1v2x + m2v2x = m1 v1x + m2v2x F тяж = 9,8 м/с 2. m

3 Образовательный центр «Нива» ФИЗИКА (греч. ta physika, от physis природа), наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира. По изучаемым объектам физика подразделяется на физику элементарных частиц, атомных ядер, атомов, молекул, твердого тела, плазмы и т. д. К основным разделам теоретической физики относятся: механика, электродинамика, оптика, термодинамика, статистическая физика, теория относительности, квантовая механика, квантовая теория поля. Физика начала развиваться еще до н. э. (Демокрит, Архимед и др.); в 17 в. создается классическая механика (И. Ньютон); к кон. 19 в. было в основном завершено формирование классической физики. В нач. 20 в. в физике происходит революция, она становится квантовой (М. Планк, Э. Резерфорд, Н. Бор). В 20-е гг. была разработана квантовая механика последовательная теория движения микрочастиц (Л. де Бройль, Э. Шредингер, В. Гейзенберг, В. Паули, П. Дирак). Одновременно (в нач. 20 в.) появилось новое учение о пространстве и времени теория относительности (А. Эйнштейн), физика делается релятивистской. Во 2-й пол. 20 в. происходит дальнейшее существенное преобразование физики, связанное с познанием структуры атомного ядра, свойств элементарных частиц (Э. Ферми, Р. Фейнман, М. Гелл-Ман и др.), конденсированных сред (Д. Бардин, Л. Д. Ландау, Н. Н. Боголюбов и др.). Физика стала источником новых идей, преобразовавших современную технику: ядерная энергетика (И. В. Курчатов), квантовая электроника Н. Г. Басов, А. М. Прохоров и Ч. Таунс микроэлектроника, радиолокация и др. возникли и развились в результате достижений физики.

4 Образовательный центр «Нива»

5 Родился в г. Сиракузы в Сицилии. Некоторое время учился в Египте, в Александрии. Большую часть жизни провел в родном городе Сиракузы, где и был убит при захвате города воинами Марцелла во время 2-й Пунической войны. Как математик Архимед прославился работами по вычислению площадей и объемов, в которых он за 2000 лет до Ньютона и Лейбница предвосхитил идеи интегрального исчисления. В частности, Архимед доказал, что объем шара равен 2/3 объема описанного вокруг шара цилиндра. По-видимому, он считал этот результат одним из самых выдающихся своих достижений, так как приказал выгравировать чертеж вписанного в цилиндр шара на своем могильном камне. Архимед известен и тем, что нашел приближенное значение числа p (между 3+10/71 и 3+1/7), получив его в результате построения вписанного в окружность и описанного вокруг нее 96-угольника. Работы Архимеда по физике относятся прежде всего к механике. Еще во время обучения в Александрии Архимед изобрел устройство для подъема воды из колодца, названное потомками архимедовым винтом. Ему принадлежат фундаментальные теоремы о центре тяжести плоских фигур и объемных тел. Он сформулировал законы рычага. Знаменитое открытие Архимеда – теорема о весе тела, погруженного в жидкость (закон Архимеда). Всем известна апокрифическая история, ставшая частью физики, но, к сожалению, не подтверждающаяся никакими реальными фактами. Почти всю жизнь Архимед прожил очень незаметно, занимаясь математическими изысканиями и изобретательством. Однако, когда возникла угроза его родному городу Сиракузы, Архимед отдал все свои силы и знания защите города от римлян. Плутарх, Тит Ливий и Полибий описывают машины, изобретенные Архимедом и использовавшиеся при защите Сиракуз, в том числе, сложные полиспасты и катапульту. По-видимому, легендой является история о системе зеркал, сконструированных Архимедом, которые фокусировали лучи Солнца на вражеских триремах и поджигали их. После захвата Сиракуз в 212 г. до н. э. Архимед был убит неизвестным римским солдатом, который, по легенде, нашел великого ученого в саду своего дома, поглощенным в изучение чертежей на песке. 287(?) – 212 гг. до н. э. Великий математик и физик древности.

6 Образовательный центр «Нива» Великий итальянский ученый, родоначальник современной физики. Галилео Галилей родился 15 февраля 1564 в г. Пизе. Его детство прошло в городах Великого Герцогства Тосканы. Отец Галилея был знатным, но обедневшим флорентийским патрицием, профессиональным музыкантом и композитором, автором исследований по истории и теории музыки, а также неплохим математиком. В детстве Галилей изучал латынь, греческий язык и логику, а в 1581 г. поступил в Пизанский университет на медицинское отделение. Однако медицина ему не понравилась, и он стал заниматься математикой и механикой. Его судьбу окончательно определило чтение трудов Евклида и Архимеда. К сожалению, в 1583 г. Галилею пришлось бросить университет, так как родителям стало нечем платить за образование. Больше Галилей нигде не учился. Он стал самостоятельно заниматься механикой. Его первые работы посвящены гидростатическим весам, определению центров тяжести тел. Благодаря протекции богатого аристократа из рода Медичи маркиза дель Монте, в 1589 г. Галилей получил кафедру в университете Пизы и стал читать лекции по математике. С 1592 по 1610 гг. Галилей работает в Падуанском университете. Узнав в 1608 г. об изобретении телескопа, он в 1609 г. самостоятельно построил телескоп новой конструкции, используя сочетание двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Это событие стало эпохальным в истории науки. Галилей открывает горы на Луне, четыре спутника Юпитера, сложное строение Млечного Пути, темные пятна на Солнце. В 1610 г. Галилей покидает Венецианскую республику и возвращается в Тоскану. Он получает почетное место придворного математика великого герцога – своего бывшего ученика. В 1632 г. он пишет свою знаменитую книгу «Диалоги о двух системах мира – птолемеевой и коперниковой. Книга вызвала яростное неприятие церкви и его отправляют в ссылку в Арчетри. В Арчетри в 1636 г. Галилей закончил свой второй великий труд «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению». В нем ученый обобщил свои открытия в области механики.. В этой книге приводятся подробные доказательства всех полученных Галилеем формул кинематики и динамики. Галилей получил отпечатанную книгу в 1638 г., но прочесть ее уже не смог, так как к этому времени окончательно ослеп. Умер он 3 января 1642 г. Трудно перечислить все проблемы, которых касался этот великий ученый, но больше всего поражает глубина проникновения в суть явлений. Галилей по праву может считаться родоначальником физики в ее современном понимании. ( – )

7 Образовательный центр «Нива» М.В. Ломоносов родился в семье крестьянина-помора в деревне Мешанинской вблизи от Архангельска. Обладая природным дарованием и стремлением к знаниям, Ломоносов только в девятнадцать лет смог начать систематическую учебу после того, как пешком с рыбным обозом прошел путь от родительского дома до Москвы и поступил в Московскую славяно-греко-латинскую академию. Затем Ломоносов стал студентом университета при образованной в 1725 г. по приказу Петра I Петербургской академии наук. Как одного из лучших студентов университета Ломоносова посылают за границу, в Германию, для совершенствования образования в области металлургии. Вернувшись из-за границы, Ломоносов в 1745 г. становится профессором химии. С этого времени начинается его активная двадцатилетняя научная и общественная деятельность. В области физики и астрономии деятельность Ломоносова была также необычайно плодотворна. Вдохновившись опытами Франклина, Ломоносов со своим другом Г.В. Рихманом начинает экспериментально изучать атмосферное электричество. Ломоносов выдвигает гипотезу о связи электрических и оптических явлений, предвосхитив на сто с лишним лет открытие эффекта двойного лучепреломления в веществе, помещенном в электрическое поле (эффект Керра). В области астрономии Ломоносов усовершенствовал телескоп Ньютона, предложил конструкцию оригинальной «ночезрительной трубы», позволявшей рассматривать объекты при недостаточном освещении. Ломоносову удалось открыть атмосферу Венеры. Центральное место в творчестве Ломоносова-физика занимают его работы в области атомистики и кинетической теории теплоты. В обстановке почти всеобщего признания флогистонной теории теплоты, в атмосфере враждебности и непризнания со стороны окружавших его коллег, Ломоносов в 1749 г. в диссертации «Размышления о причинах теплоты и холода» решительно отказывается от флогистонной теории и показывает, что теплота «заключается во внутреннем движении частичек материи». На основании своей теории теплоты он предсказывает существование нижней границы температур, при которой прекращается «внутреннее движение невидимых частиц». Кроме того, Ломоносов впервые попытался сформулировать закон сохранения вещества. Диапазон интересов Ломоносова был необычайно широк, его можно назвать первым русским энциклопедистом. Он внес значительный вклад в развитие химии и химической технологии, географии, минералогии, геологии. При этом Ломоносов был замечательным поэтом, одним из основателей современной системы русского стихосложения, художником, историком, экономистом, философом и просветителем. В 1755 г. Ломоносов основал Московский университет. Выдающийся российский ученый и просветитель, основатель Московского университета. ( – )

8 Образовательный центр «Нива» ( – ) Д.И. Менделеев родился в Тобольске. Окончил педагогический институт в Петербурге (1855 г.) и с 1857 по 1890 гг. преподавал химию в Петербургском университете. A 1890 г. вынужден был покинуть университет из-за конфликта с тогдашним министром просвещения. Всемирная слава пришла к Менделееву после создания им периодической системы элементов. Менделееву было предложено написать учебник по химии (который позднее стал знаменитым). В процессе работы Дмитрий Иванович убедился, что упорядочить все многообразие известных химических законов и свойств веществ можно только в том случае, если начать с самого начала – с упорядочения свойств химических элементов. В то же время Менделеев пришел к решению расположить все элементы в порядке возрастания атомных весов, но при этом обращая внимание прежде всего на химические свойства элементов. Он оставил пустые места в своей таблице там, где очевидно не хватало элементов. В ряде случаев атомные веса элементов, известные в то время, побуждали Менделеева поместить этот элемент совсем не в то место таблицы, которое диктовалось его химическими свойствами. Поэтому Дмитрий Иванович проявил большую научную смелость и стал решительно утверждать, что атомные веса определены неправильно (это утверждение вскоре подтвердилось). Более того, Менделеев предсказал детальные физические и химические свойства нескольких еще неизвестных элементов, которым он, присвоил названия: экаалюминий, экабор, экакремний. Эти элементы должны были находиться на следующей строке таблицы по сравнению с алюминием, бором и кремнием. Очень скоро предсказания Менделеева полностью и блистательно подтвердились (были открыты элементы галлий, скандий и германий, чьи свойства с необычайной точностью совпали с предсказанными). В той части, которая касается физики, исследования Менделеева были в основном сосредоточены на изучении тепловых свойств веществ. Он предсказал существование критической температуры, получил общее уравнение состояния идеального газа, Ему принадлежит конструкция барометра. В 1887 г. осуществил полет на воздушном шаре для наблюдения солнечного затмения и изучения верхних слоев атмосферы. Большую роль сыграл Д.И. Менделеев в организации метрологической службы. Он разработал физическую теорию весов, точные приемы взвешивания. С 1892 г. и до смерти он возглавлял Главную палату мер и весов. Великий русский ученый.

9 Образовательный центр «Нива» ( – ) Исаак Ньютон родился в сельском местечке Вулторп в графстве Линкольншир, в Англии, в семье фермера. Отец Ньютона умер через несколько месяцев после его рождения. Мать Ньютона, Анна умела читать и писать, что было необычно для женщины в те времена. Через три года после смерти мужа она вновь вышла замуж за престарелого, но состоятельного старосту соседней деревни Барнабу Смита. Одним из условий брачного контракта было, чтобы трехлетний Исаак остался в Вулторпе у бабушки. В семь лет Ньютон стал посещать сельскую школу. После смерти второго мужа, в 1656 г. мать Ньютона забрала его из грамматической школы в Грантаме, чтобы сын помог ей вести сильно разросшееся хозяйство. Но Ньютон интересовался только книгами и математическими выкладками. В июне 1661 г. Ньютон был принят в колледж Тринити (колледж Св. Троицы) в Кембридже. Хотя обучение в Кембридже определялось философией Аристотеля, на третьем году разрешались некоторые вольности, поэтому Ньютон смог изучить новые философские идеи Декарта, Гассенди и Бойля, алгебру и аналитическую геометрию Вьета, Декарта и Валлиса, механику Галилея и астрономию Коперника. В годы учения Ньютон не проявил особых дарований. Его научный гений вспыхнул внезапно, когда из-за страшной эпидемии чумы, охватившей Англию летом 1665 г., пришлось закрыть университет и Ньютон вернулся в родные места. Там, в родительском доме, он начал революционные исследования по математике, оптике, физике и астрономии. В конце жизни Ньютон вспоминал об этих неполных 18-и месяцах гг.: «В те дни я был в расцвете сил для исследований и размышлял о математике и физике больше времени, чем когда-либо за всю жизнь». Сам Ньютон понимал, что все, созданное им, не есть окончательная истина, что познание мира бесконечно. Он писал: «Не знаю, чем я могу казаться миру, но сам себе я кажусь только мальчиком, играющим на морском берегу, развлекающимся тем, что до поры до времени отыскиваю камешек более цветистый, чем обыкновенно, или красивую раковину, в то время как великий океан истины расстилается передо мной неисследованным». Величайший ученый, завершивший научную революцию XVII в.

10 Образовательный центр «Нива» ( – ) Еще в возрасте 19-и лет, студентом Мюнхенского университета, Паули написал обзор по теории относительности, ставший классическим учебником для нескольких поколений физиков. Становление Паули как ученого происходило в переломные годы, когда создавалась новая физика. Ему повезло в том, что он успел вовремя – колоссальный талант Паули нашел поле для применения. В 1924 г. он предложил новую квантовую характеристику электрона, связанную со спином, и высказал знаменитый принцип исключения (принцип Паули), который дал возможность понять структуру атомов. В гг. Паули, ставший профессором теоретической физики в Техническом университете в Цюрихе, активно занимался концептуальными проблемами квантовой теории. Вместе с Полем Дираком он опубликовал первую работу, в которой предложена схема квантовой электродинамики – теории взаимодействия света и заряженных частиц. Перед войной и в первые послевоенные годы Паули выполнил несколько фундаментальных работ по квантовой теории поля. Он вошел в число наиболее цитируемых и наиболее уважаемых теоретиков мира. В 1945 г. ему была присуждена Нобелевская премия. К сожалению, Паули безвременно погиб в автомобильной катастрофе. Авторитет Паули был очень высок. Однако друзья-физики любили и подшутить над некоторыми чертами его характера. Так, общеизвестен был «эффект Паули», заключавшийся в том, что, когда Паули входил в какую-то лабораторию, все приборы прекращали работать. Один из самых выдающихся физиков ХХ в. – создателей современной физики

11 Образовательный центр «Нива» ( ) Планк родился в Киле в хорошо известной немецкой семье юристов, государственных деятелей и ученых. Всю жизнь Планк сохранял преданность семье, друзьям и своей стране. Он изучал математику в Мюнхене, затем провел год в Берлине, работая под руководством Гельмгольца и Кирхгофа. Его докторская диссертация была посвящена второму закону термодинамики. Знание термодинамики затем сыграло ключевую роль при объяснении загадок излучения черного тела. Книга Планка, написанная в 1897 г. и посвященная термодинамике, до сих пор считается хорошим введением в предмет. В 1887 г. Планк получил приглашение в Кильский университет. Двумя годами спустя его репутация как талантливого физика-теоретика была столь высока, что Планку предложили возглавить кафедру теоретической физики в Берлине. Здесь он вырос в крупнейшего физика-теоретика мира. 14 декабря 1900 г. Планк доложил свою работу по излучению черного тела в Берлинском физическом обществе. Г. Рубенс провел дополнительные измерения и сообщил Планку, что предложенная им формула прекрасно удовлетворяет всем данным как в области очень коротких, так и в области очень длинных волн излучения. Так родилась квантовая теория излучения. Планк был очень скромным человеком, однако он полностью отдавал себе отчет в важности своего открытия Планк получил Нобелевскую премию за свои работы по квантовой теории только в 1918 г. В годы перед первой мировой войной, благодаря совместным усилиям Планка и Эйнштейна, Берлин стал мировым центром теоретической физики. Позднее дом Планка в Грюнвальде и его огромная личная библиотека были разрушены во время одной из бомбардировок Берлина. После войны Планк перебрался в Геттинген, где и умер в 1947 г. в возрасте 89-и лет. Выдающийся немецкий физик, основоположник квантовой теории.

12 Образовательный центр «Нива» Альберт Эйнштейн родился в г. Ульме в семье небогатого еврейского торговца, владельца небольшой мастерской электротоваров. Альберт до трех лет не говорил, но уже в ранние годы проявлял необычайное любопытство в отношении того, как устроен окружающий мир, и способность понимать сложные математические идеи. В 12-летнем возрасте он сам по книгам выучил евклидовую геометрию. Тупая регламентация и скука в мюнхенской школе отталкивала молодого Эйнштейна. Когда постоянный деловые неудачи заставили се В 1894 г. Семья Эйнштейна была вынуждена покинуть Германию и переехать в Италию, в Милан, где он закончил среднюю школу в Аррау, в Швейцарии, и поступил в Цюрихский политехникум. Год 1905 стал знаменательным в истории физики. В этом году Эйнштейн опубликовал три важнейшие работы, сыгравшие выдающуюся роль во всем последующем развитии физики ХХ в. В первой из них, посвященной броуновскому движению, он сделал важные предсказания о движении взвешенных в жидкости частиц, обусловленном столкновениями с молекулами. Предсказания позднее подтвердились на опыте. Во второй работе, посвященной фотоэффекту, Эйнштейн высказал революционную гипотезу о природе света: при определенных обстоятельствах свет можно рассматривать как поток частиц, фотонов, энергия которых пропорциональна частоте световой волны. Практически не нашлось физиков, которые согласились бы с этой идеей Эйнштейна. Потребовались два десятилетия напряженных усилий экспериментаторов и теоретиков, чтобы картина фотонов стала общепризнанной в рамках квантовой механики. Но наиболее революционной стала третья работа Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел», в которой с необычайной ясностью были изложены идеи частной теории относительности (ЧТО), разрушившей классические представления о пространстве-времени, существовавшие со времени Ньютона. Эйнштейну удалось ясно на физическом языке сформулировать постулаты новой теории, прежде всего, принцип относительности и принцип существования предельной скорости распространения сигнала. Величайший из ученых, работы которого определили развитие всей современной физики. ( – )

13 Образовательный центр «Нива» С 1907 по 1915 гг. Эйнштейн усиленно работал над созданием новой теории тяготения, которая удовлетворяла бы принципам теории относительности. Путь, приведший Эйнштейна к успеху, был трудным и извилистым. Главная идея построенной им общей теории относительности (ОТО) заключается в неразрывной связи между полем тяготения и геометрией пространства-времени. В присутствии тяготеющих масс пространство-время становится, по Эйнштейну, неевклидовым, имеющим кривизну. Чем интенсивнее поле тяготения в данной области пространства, тем больше его кривизна. В декабре 1915 г. на заседании Академии наук в Берлине Эйнштейн доложил наконец окончательные уравнения ОТО. Эта теория стала вершиной творчества Эйнштейна, и по общему мнению является самой красивой из всех существующих физических теорий. Пришло наконец признание и со стороны научных кругов. В 1921 г. Эйнштейн получил Нобелевскую премию (правда, не за теорию относительности, а за теорию квантов). Слово и мнение Эйнштейна стало одним из самых авторитетных в мире. После прихода к власти Гитлера обстановка в Германии стала невыносимой, и Эйнштейн в 1933 г. навсегда покинул ее, перебравшись в Америку. В США ему был предложен пост профессора Принстонского института высших исследований, где он и проработал до самой смерти. Величие сделанного Эйнштейном в науке трудно пересказать. Сейчас нет практически ни одной ветви современной физики, где так или иначе не присутствовали бы фундаментальные понятия квантовой механики или теории относительности. Но, пожалуй, еще важнее уверенность, которую своими трудами вселил в ученых Эйнштейн, что природа познаваема и ее законы красивы. Стремление к этой красоте и составляло смысл жизни великого ученого.

14 Образовательный центр «Нива» Физика выросла из потребностей техники и непрерывно использует её опыт; техника в большой степени определяет тематику физических исследований. Но также верно (в особенности для современной Физики) и то, что техника вырастает из Физики, что в физических лабораториях создаются новые отрасли техники и новые методы решения технических задач. Достаточно вспомнить электрические машины, радиотехнику и прикладную электронику с постоянно прогрессирующими и изменяющимися средствами: искрой, вакуумными лампами, полупроводниковыми приборами. Направленные полупроводники находят всё более разнообразное применение в технике в виде выпрямителей переменного тока, фотосопротивлений и термисторов, в сигнализации, автоматике и телеуправлении, в виде детекторов, усилителей и генераторов радиоколебаний, люминесцентных источников света, катодов вакуумных приборов, а в последнее время в виде приборов для использования энергии тепла, света и радиоактивных излучений. Бурный расцвет техники в 20 в. самым непосредственным образом связан с развитием Физики. Если в 19 в. между физическим открытием и первым его техническим применением проходили десятки лет, то теперь этот срок сократился до нескольких лет. Техническая Физика с её многочисленными разделами это громадный участок современной науки. Взаимосвязь Физики и техники основной путь развития той и другой. Никогда эта связь не носила такого всеобъемлющего характера, как в настоящее время. Научные физические институты всё полнее и успешнее сочетают в своей тематике физическую теорию, экспериментальное изучение и техническое применение новых фактов и обобщений. Сотни отраслевых лабораторий и институтов в промышленности разрабатывают физические и технологические вопросы по всему фронту современной техники.

15 Образовательный центр «Нива» Физические методы исследования получили решающее значение для всех естественных наук. Электронный микроскоп на два порядка превысил границы, поставленные оптическими методами исследования, и дал возможность наблюдать отдельные крупные молекулы. Рентгеновский анализ раскрыл атомное строение вещества и структуру кристаллов. Уточнённый спектральный анализ оказался действенным средством исследования в геологии и органичной химии. Масс-спектрограф измеряет массы атомов и молекул с небывалой точностью. Радиотехнические и осциллографические методы позволяют наблюдать процессы, протекающие в миллионные и миллиардные доли секунды. Возможность наблюдения за перемещением химических элементов и даже отдельных атомов даёт метод радиоактивных изотопов, проникший уже во все области знания. Ядерные излучения видоизменяют течение биологических процессов и изменяют наследственные признаки. Все эти приёмы далеко выходят за пределы Не только непосредственного наблюдения, но и тех рамок, которые ставили измерительные приборы 19 в. Электронно-счётные машины настолько упростили математические расчёты, что строгому расчёту становятся доступны самые сложные явления, обусловленные сотнями различных факторов. Значение современной Физики для всего естествознания сильно возросло. Теория относительности и ядерная Физика сделались основой астрофизики важнейшего раздела астрономии. В свою очередь, выводы астрофизики вносят новые черты в Физику. Квантовая теория легла в основу учения о химических реакциях, неорганической и органической химии. Идеи ядерной Физики становятся неотъемлемой частью геологической концепций. Всё теснее взаимное влияние Физики и биологии; биофизика в связи с этим вырастает в самостоятельную науку.

16 Образовательный центр «Нива» I. Советский энциклопедический словарь (1989г.). II. Интернет. Выполнила ученица 9 «А» класса, средней школы 25 Зиновьева Ксения Под руководством Хромовой Натальи Эдуардовны