Диссертация (971979), страница 37
Текст из файла (страница 37)
С другой стороны,следует учитывать способность студентов видеть в комплексе взаимосвязанныхпонятий единичное, особенное и всеобщее. По сути, это и есть уровни усвоенияпонятий.Единичноесамостоятельногоэлементамиуказываетсуществованияпонятийногонаусвоениестудентамирассматриваемыхкомплекса.необходимостипонятий,Особенноеявляющихсяраскрываетпониманиестудентами необходимости выявления повторяющихся признаков ряда объектов иявлений, позволяющих через физические понятия объединять их в определённыеклассы (например, макроскопические и микроскопические процессы передачиэнергии и др.). Всеобщее отражает философский уровень познания, когдастуденты проявляют способность обнаруживать у всех выделенных понятийопределённого класса общие черты, раскрывающие объективную связь вещей иявлений мира с помощью категорий «единичное», «особенное», «всеобщее», атакжепоказывают,чтовсеобщеевоплощаетвсебевсёбогатствоиндивидуального, отдельного, что единичное не существует без всеобщего, апоследнее без единичного.
На этом уровне студенты показывают, что категории«единичное», «особенное», «всеобщее» рассматриваются как средства отраженияобъективных связей бытия и предполагают в ходе познавательной деятельностиосуществлять сравнение, выявлять сходство и развитие, однотипность иразнотипность, осознавать отдельный, единичный характер реальных объектов и218явлений, классифицировать их.
В процессе построения понятийного комплексацелесообразно двигаться не только от единичного через особенное к всеобщему,но и наоборот, что, в конечном счёте, и приводит к развитию теоретического,синтетического мышления.Преподаватель: Теперь можно переходить к нашей центральной задаче,решение которой в процессе диалога-игры должно привести нас к болееглубокому формированию знаний о таких понятиях как энергия, энтропия, работа,теплота.Полилоговая задача №2.“От структуры атома до структуры материи”Преподаватель.
Что понимает физика под атомом?Студент. Так же как слова состоят из букв, молекулы вещества состоят изатомов.Преподаватель. Так что же такое атом? Ведь вы пока лишь использовалиметод аналогии и понятие молекулы как известное базовое понятие.Студент. Это мельчайшая частица, из которых состоят все вещества.Преподаватель. Действительно ли мельчайшая частица вещества?Подумайте над этим вопросом, мы еще вернемся к нему. А сейчас ответьте:атом - это неделимая частица вещества или он структурен? Замечу, что самослово “атом” переводится как “неделимый”.Студент.
Атом имеет структуру, а значит, он делим.Преподаватель. Эту часть диалога мы построили на базе только такогоприема мышления, как “анализ определений физических понятий”. Теперьдавайте воспользуемся “методом моделирования” ибо в своих сужденияхобатоме мы подошли к структурности атома. Правильно, что атом имеет сложнуюструктуру и при ее исследовании были предложены различные модели атома.Какие основные модели атома вам известны?Студент.
Это модели Томсона, Резерфорда, Бора и квантовая модель.Преподаватель. Почему вы говорите о квантовой модели атома вединственном числе? Это одна определенная модель или их несколько?219Студент. Насколько я знаю, во всех учебниках физики выделяются темодели, о которых я сказал. При этом квантовая модель атома тожерассматривается одна и сопоставляется с моделью атома Бора, как построенная набазе последовательных квантовых представлений.Преподаватель. Но модель в физике - это упрощенная версия физическойсистемы, сохраняющая ее главные черты. Что же удалось смоделировать иобъяснить каждой из этих моделей?Студент. Согласно модели Томсона атом представляет собой равномернозаполненную положительным электричеством сферу, внутри которой находитсяэлектрон.
Если заряд электрона равен положительному заряду сферы, то такойатом будет нейтральным, а силы, действующие на электрон, при его смещенииподчиняютсязаконамквазиупругойсилы.МодельТомсонаоказаласьнеправильной.Преподаватель. Но если бы модель ничего бы не объясняла, не сумела бысмоделировать хотя бы какие-то свойства, явления, то вряд ли Томсон еепредложил. Может быть, мы слишком грубо обошлись с этой моделью, непоказав ее положительных, конструктивных качеств? Или действительно в ней небыло ничего положительного?Думаю, что наши эксперты, которые глубоко интересовались всеми этимипроблемами, прольют свет на модель Томсона с позиции ее конструктивности?Эксперты. Мы согласны с первой частью ответа нашего товарища оструктуре атома Томсона и хотели бы лишь продолжить и конкретизировать ее.Так как на электрон действует квазиупругая сила внутри равномерно заряженнойсферы, то электрон будет двигаться под действием ее и совершать гармоническиеколебания.
При этом он должен испускать монохроматическое излучение счастотой к. Таким образом, Томсон пытался объяснить линейчатый спектрmатомов. Однако получить таким путем линейчатый спектр невозможно. Этамодельне могла объяснить периодичность свойств атомов, то есть таблицыМенделеева.Такимобразом,былоочевидно,220чтомодельТомсонанеудовлетворительна. Вопрос о структуре атомов оставался открытым. Главнойпричиной неудовлетворительности этой модели является то, что она не опираетсяна какие либо опыты.Преподаватель.
Вы действительно несколько раздвинули рамки моделиТомсона, но она все-таки и у вас не прозвучала как физическая модель, всегданесущая объяснительные и эвристические функции.Начнем с того, что Томсон предложил свою модель далеко неумозрительно. До него Кельвин в 1902 г. предложил гипотезу о строении атома, вкотором заряд распределен с равномерной плотностью по объему атома. РасчетыКельвина показали, что внутриатомные электроны вследствие взаимногоотталкивания и притяжения к центру атома должны были бы образоватьнесколько групп в виде концентрических слоев, возникновение которых можноиллюстрировать простым опытом Майера.
Несколько магнитов заставляютплавать в сосуде с водой. Магнитами могут служить стальные иголки, воткнутыев кружки, изготовленные из пробки. Магниты должны быть расположены так,чтобынадповерхностьюводынаходилисьодноименные,например,положительные полюсы. Над центром сосуда подвешивается намагниченныйстержень, обращенный отрицательным полюсом к поверхности воды. Онпритягиваетположительныеполюсымаленькихплавающихмагнитовизаставляет их группироваться в кольца.Методом аналогии Кельвин построил свою модель структуры атома.Томсон, сохранив гипотезу и структуру атома Кельвина предположил, чтоэлектроны движутся по орбитам.
Он показал, что по законам классическойэлектродинамики количество излучаемой электронами энергии должно было бызависеть от степени урегулированности вращения электронов больше, нежели отих скорости. Излучение не было бы совершенно, если электроны на орбите былибырасположенытактесно,чтообразовалибынепрерывноекольцоотрицательного электричества.В течении 10 лет модель Томсона пользовалась общим признанием. Напочве этой модели было разработано учение о внутриатомных вибраторах,221разъяснявший сложный характер явления дисперсии и поглощения света,возникло учение о поляризации атомов, был понят физический смыслдиэлектрической постоянной, предсказано существование изотопов. Такимобразом, модель атома Томсона обладала не только объяснительной, но иэвристической функцией.Сейчас мы действительно можем говорить, что она неправильная. Но висториинаукионасыгралаположительнуюроль.Вчастноститакоепредставление об атоме оказалось очень плодотворным и в химии. Томсонразобрал условия равновесия электронов в атоме и показал, что в зависимости отих числа получаются устойчивые или неустойчивые конфигурации.
Этипредставления позволили подойти к объяснению периодичности в свойствахэлементов и были сохранены и в новой теории атома.С другой стороны, модель действительно нуждалась в тщательномэксперименте по выявлению структуры атома, так как прямых опытов поструктуре не было.Я остановился более подробно на этой модели, потому, что, на мой взгляд, вучебной литературе незаслуженно занижается ее роль в истории развития науки,а, с другой стороны, через эту модель мы сумели более четко понять, как строятсямодели, с какой целью и какие функции они выполняют.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
