Как объясняется распространение запаха согласно гипотезе демокрита

Шабанов Юрий Иванович – зам

Шабанов Юрий Иванович – зам. дир. по восп. раб. учитель физики, ИКТ.

 

Открытый урок

№34

Тема «ДИФФУЗИЯ»

ЦЕЛЬ УРОКА: знакомство с физическим содержанием диффузии,

                             - обучение физическим приёмам мышления, способам и методам постижения истины.

Оборудование: компьютер с библиотекой «физика», диопроектор с диопозитивами «Строение вещества», кристаллы марганцевого калия, 3 мензурки, вода, стеклянная палочка, колба с трубкой, бумажка, спички, миска с холодной водой, колба с подкрашенной водой, пробка с трубкой, маркер, электрическая плитка, термометр, два стакана с рассолом огурцов и помидоров.

  Вступительное слово учителя

На самом первом уроке мы ввели понятие вещество «ВЕЩЕСТВО – это, то из чего состоят все тела» (определение написать на доске)

  А из чего же состоит окружающий мир? Над этим вопросом задумывались и древние философы. Как это они представляли нам поведает  …Ермакова Лена в своём сообщении (читает сообщение).

Могу сказать, что сейчас учёные умеют превращать один химический элемент в другой. Только не алхимики, а физики.

    На прошлом уроке мы приоткрыли тайну строения вещества, которое существует сегодня. На этом основании попробуйте прокомментировать те картинки которые появятся на экране. (показ слайдов «строение вещества №1,2,3,4,5.

  То что вещество состоит атомов еще 2,5 тысяч лет назад говорил греческий философ Демокрит, тем самым он выдвинул гипотезу. ГИПОТЕЗОЙ называют любое предположение,  которое объясняет имеющееся факты. Нам с вами предстоит проделать тот же путь: от опытных фактов через размышления к к научной гипотезе. Проверяя гипотезу на различных фактах, решая задачи, мы возводим её в ранг закона. Именно такой метод используется в науке.

    Каждый из вас сейчас получит практическое задание. Проделайте опыт, поразмышляйте над полученными результатами и выдвинете гипотезу.

Карточка № 1

Оборудование: кристаллы марганцевого калия, 3 мензурки, вода, стеклянная палочка, мел.

Ход работы:

1.     Проведите пальцем по поверхности мела. Что вы наблюдаете? Что вы можете сказать о размерах частиц, из которых состоит мел?

2.     Бросьте в мензурку с чистой водой несколько крупинок марганцовокислого калия. (Будьте осторожны! При попадании на руки может быть ожог). Размешайте раствор палочкой и перелейте несколько капель во вторую мензурку, затем повторите эту процедуру ещё раз. Сравните цвет раствора во всех трёх мензурках. Ответьте на вопросы:

·        Сохранилось ли основное свойство вещества – цвет  - при уменьшении концентрации раствора?

·        Можете ли вы сделать предположение о том, сколько частичек осталось в третьей мензурке?

·        Вспомнив размеры кристалликов, брошенных вами в воду, можете ли вы сказать что-либо о размерах мельчайших частиц вещества?

 

Карточка № 2

Оборудование: , колба с трубкой, бумажка, спички, миска с холодной водой

Ход работы:

1.     Вставьте пробку с трубкой в колбу, охладите колбу, погрузив её в миску с холодной водой на несколько секунд. Переверните колбу, погрузив в воду трубку, обхватите её руками. Наблюдайте что произойдёт.

2.     Поставьте колбу на плитку. Через несколько секунд погрузите трубку в воду. Что вы наблюдает? Объясните наблюдаемое явления.

 

Карточка № 3

Оборудование: колба с подкрашенной водой, пробка с трубкой, маркер, электрическая плитка, термометр

Ход работы:

1.     Налейте в колбу подкрашенной воды до верху, вставьте пробку с трубкой, поставьте её на плитку, отметив маркером уровень воды.

2.     Наблюдайте, что происходит с уровнем воды в течении 2-3 минут.

3.     Обсудите результат опыта.

Объяснение способности веществ расширяться и сжиматься

 После окончания докладов обсуждается вопрос, как же упакованы молекулы, если вещество может расширятся и сжиматься.

  Две версии:

1)     расширяются сами молекулы;

2)     увеличиваются расстояния между молекулами.

 

Находим нужную гипотезу.  Слайд №13

 ---- Теперь, когда мы выдвинули гипотезу, надо проверить её, попытаться объяснить с её помощью различные факты. Давайте решим задачи.

1.     Рука золотой статуи в древнегреческом храме, которую целовали прихожане, за десятки лет заметно похудела. Священники в панике: кто-то украл золото? Или это чудо, знамение?    Объясните на основе гипотезы Демокрита о существовании мельчайших частиц вещества, что же произошло.

2.     Вы делаете уроки. Из кухни доносится аппетитный запах жаренной картошки. Как это могло произойти согласно гипотезе Демокрита?

Не доказывает ли распространение запахов существование промежутков между молекулами?

   В каждом случае учитель выслушивает ученика, а затем повторяет его ответ на «языке физики», «все вещества состоят из молекул»,  «между молекулами существуют промежутки».

Демонстрация опыта. Распрыскивание духов. Что вы, при этом почувствовали?

Демонстрация «Интерактивной модели «Диффузия газов» на компьютере 

Процесс проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, вследствие хаотичного движения называется диффузией. Таким образом, диффузия – результат хаотичного движения всех молекул без всякого механического воздействия.

  Так как молекулы движутся и в газах, и в жидкостях, и в твёрдых телах, то в этих веществах возможна диффузия.   

Как вы считаете в ком состоянии – жидком, твёрдом или газообразном быстрее протекает диффузия? Найдите подтверждение вашим высказываниям в учебнике на стр №70. От чего еще зависит скорость протекания диффузии?

Слайд №10 – провели эксперимент который изображён на рисунке прокоментируйте его. «Чем больше температура тем скорость протекания диффузии больше».   

Процессы диффузии имеют очень большое значение в природе. Дыхание животных и растений, проникновение кислорода из лёгких в кровь человека, а из крови - в ткани.

Физический диктант

Я произношу под своим номером утверждение вы в тетради пишите «да», если считаете утверждение верным, или «нет», если считаете его неверным:

1.  Вещество состоит из мельчайших частиц, едва различимых невооруженным глазом (нет).

2.  Объём газа при нагревании увеличивается, так как каждая молекула становится больше по размеру (нет).

3.  Плёнка масла, растекаясь по поверхности воды, может занять любую площадь (нет).

4.  Молекулы воды точно такие же, как и молекулы льда (да) .

5.  Атом состоит из молекул (нет).

 

Итог урока

  Сегодня мы убедились, что сами можем многого добиться, пользуясь методами физики: опыты, размышления приводят нас к гипотезе, с помощью которой мы объясняем происходящие вокруг нас явления.

 

 

ЛПЗ по теме "Изучение диффузии и распространение запаха в воздухе" (Естествознание,1 курс)

Лабораторная работа

«Изучение диффузии и распространение запаха в воздухе».

Цель работы:

1. выяснить, причину возникновения запахов;

2. установить, зависит ли скорость движения молекул от структуры вещества и температуры;

3. объяснить распространение запахов на основе МКТ.

Приборы: электрическая лампа;

Средства измерения: секундомер, термометр, рулетка;

Материалы: жидкости с хорошо различимыми запахами (духи, освежитель воздуха, лак для волос).

Теоретические сведения.

Запах является свойством какого-либо вещества. В воздухе различные запахи распространяются за счёт явления под названием диффузия (подобно распространению, смешению одной жидкости в другой). Ощущение запахов человеком непосредственно связано с частицами веществ, которые испускают данные запахи. Человек может воспринимать до 400 тысяч различных запахов. Запахи не классифицируют, а называют их именем того вещества, которое их испускает (например: «запах духов», «запах цветов», «запах еды» и т.д.). Орган обоняния располагается в самой верхней части полости носа и площадь его поверхности, практически у каждого человека, не превышает 5см². Чтобы хорошо почувствовать конкретный запах, то сделайте несколько подряд коротких, но резких вдохов. Это связано с тем, что при таких вдохах воздух вихревыми движениями хорошо доходит до органа обоняния и запах который он в себе несёт, ощущается в достаточной степени сильно.

Одорология — наука о запахах. Различают несколько направлений одорологии: медицинская, криминалистическая, психологическая.

Термин «запах» имеет два значения:

• термин определяет свойство материальных объектов - физических тел животного, растительного и минерального происхождения, заключающееся в непрерывном отделении (испарении) во внешнюю среду молекул данного объекта, которые вместе с воздухом попадают в обонятельный орган и воздействуют на него. По характеру этого свойства устанавливают скорость испарения и классифицируют вещества на летучие и обычные.

• термин «запах» определяет субъективное восприятие (отображение), возникающее у человека вследствие взаимодействия частиц пахучего вещества с обонятельными рецепторами.

Выполнение работы.

1.При выполнении работы используйте жидкости, пары которых имеют хорошо различимый запах. Встаньте в конце помещения. Попросите вашего помощника распылить небольшую порцию освежителя воздуха. Засеките время, за которое запах распространится до вас.

2. Проветрите помещение, дождавшись понижения температуры на 2-3⁰С по сравнению с предыдущим опытом. Повторите опыт еще раз.

3. Проветрите помещение и распылите освежитель около включенной настольной лампы.

4. Повторите опыты с парами другой жидкости.

5. Сравните время, требующееся для распространения запаха во всех случаях.

6. Рассчитайте скорость распространения запаха по формуле Ѵ =

7. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

Скорость

Ѵ [м/с]

1

Духи

комнатная

после проветривания

около включенной лампы

2

Освежитель воздуха

комнатная

после проветривания

около включенной лампы

3

Лак для волос

комнатная

после проветривания

около включенной лампы

8. Запахи, как известно, ощущаются на довольно большое расстояние. Чем это объясняется? 9. Сделайте вывод о зависимости скорости движения молекул разных веществ.

Контрольные вопросы:

1). Какое явление отвечает за перенос запахов?

2). Как передаются запахи?

3). Что влияет на интенсивность распространения запахов?

4). Возникает ли диффузия в жидкостях и твердых телах?

Работа по тексту «Диффузия».

Задание.

Внимательно прочитайте текст по теме «Диффузия». После прочтения текста Вам необходимо ответить на вопросы, решить качественные задачи и выполнить экспериментальное задание.

Слово диффузия происходит от латинского «diffusio» - распространение, растекание или «diffundere» - распространять. Диффузия - процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму.

Следовательно, диффузия является опытным доказательством того, что все тела состоят из атомов или молекул с межмолекулярными промежутками, которые находятся в непрерывном беспорядочном движении. Причина диффузии - это непрерывное и беспорядочное движение частиц вещества. При диффузии частицы одного вещества проникают в промежутки между частицами другого вещества, и вещества перемешиваются.

Диффузия может происходить и в газах, и в жидкостях, и в твердых телах. Наиболее быстро диффузия происходит в газах (именно поэтому так быстро распространяется запах в воздухе). В жидкостях диффузия происходит медленнее, чем в газах. Это объясняется тем, что молекулы жидкости расположены значительно гуще, и потому «пробираться» через них значительно труднее. Медленнее всего диффузия происходит в твердых телах. В одном из проводимых опытов, гладко отшлифованные пластины свинца и золота положили одна на другую и сжали грузом. Через пять лет золото и свинец проникли друг в друга на 1 мм. Скорость протекания диффузии увеличивается с ростом температуры.

Диффузия имеет большое значение в процессах жизнедеятельности человека, животных и растений. Например, именно благодаря диффузии кислород из легких проникает в кровь человека, а из крови - в ткани. Природный горючий газ, который используют в домах для приготовления пищи, не имеет ни цвета, ни запаха. Поэтому трудно было бы сразу заметить утечку газа, распространяющегося очень быстро по всему помещению за счет диффузии. При определенном соотношении газа с воздухом в закрытом помещении образуется смесь, которая может взорваться, например, от зажженной спички. Газ может вызвать и отравление людей. Чтобы сделать поступление газа в помещение заметным, на распределительных станциях, горючий газ предварительно смешивают с особыми веществами, обладающими резким неприятным запахом, который легко ощущается человеком даже при весьма малой его концентрации. Такая мера предосторожности позволяет быстро заметить накопление газа в помещении, если образовалась утечка газа.

Первое количественное описание процессов диффузии было дано немецким физиологом

А. Фиком в 1855 году.

Контрольные вопросы.

1. Объясните, как распространяется запах духов в комнате. Что доказывает это явление?

2. Что такое диффузия?

3. Опишите опыт, в котором наблюдают диффузию жидкостей.

4. Что является причиной диффузии?

5. Одинаково ли быстро протекает диффузия в газах, жидкостях и твердых телах? Приведите примеры.

Работа по тексту «Запахи»

Задание.

Внимательно прочитайте текст по теме «Запахи». После прочтения текста Вам необходимо ответить на вопросы, решить качественные задачи и выполнить экспериментальное задание.

Почти 2000 лет назад античный учёный, поэт и философ Тит Лукреций Кар полагал, что в носовой полости есть крошечные поры разных размера и формы. Каждое пахучее вещество, рассуждал он, испускает крошечные молекулы при­сущей ему формы. Запах воспринимается, когда эти молекулы входят в поры обонятельной полости. Распознавание каждо­го запаха зависит от того, к каким порам эти молекулы под­ходят.

В 1756 г. М. В. Ломоносов в работе «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее» выдвинул мысль о том, что окончания нервных клеток побуждают коле­бания частиц материи. В этом произведении он написал о «коловратных» (колебательных) движениях частиц эфира как возбудителях органов чувств: зрения, вкуса и обо­няния.

За последнее столетие было предложено около 30 теорий, авторы которых пытались объяснить природу запаха, его за­висимость от свойств пахучего вещества. В настоящее время удалось установить, что у природы запаха, как и у природы света, двойственный характер: корпускулярный (зависящий от структуры пахучего вещества) и волновой.

Согласно гипотезе швейцарского химика Леопольда Ружички, выдвинутой им еще в 1920г., пахучие вещества, попав в нос, прежде всего распространяются в жидкости, покрывающей обонятельную область. Затем они вступают в связь с особыми химическими веществами - осмоцепторами (захватывающими запах). Каждый из осмоцепторов «ведает» только определенными группами атомов. Возникшие в результате новые вещества и воздействуют на нервные окончания. Сами же они (новые вещества) так нестойки, что очень быстро распадаются. Этим и объясняется, почему запах «не задерживается». Когда запах очень сильный, постепенно все осмоцепторы оказываются захваченными молекулами пахучего вещества и запах вообще перестает восприниматься - так мы привыкаем, адаптируемся даже к сильным и стойким запахам.

Некоторые одинаковые молекулы обладают различными запахами, т. е. основную роль играет геометрическая форма молекул пахучего вещества. В 1952 г. Дж Эймур объяснил это тем, что на обо­нятельных волосках носовой полости находятся лунки пяти основных форм, воспринимающие пять запахов (камфарный, мускусный, цветочный, мятный, эфирный) соответственно. Когда в лунку входит молекула пахучего вещества, близкая ей по конфигурации, тогда и ощущается запах. Таким образом, умозрительный вывод Лукреция оказался на­учно обоснованным. Имеются ещё два основных запаха - ос­трый и гнилостный, но их восприятие связано не с формой лунок, а с различным отношением к электрическим зарядам оболочки, покрывающей окончание обонятельных нервов. Все существующие запахи могут быть получены смешиванием приведённых семи запахов в соответствующих сочетаниях и пропорциях.

По современным данным, молекулы пахучих веществ поглощают и испускают волны длиной от 1 до 100 мкм, а тело человека при нормальной температуре поглощает и испускает волны длиной от 4 до 200 мкм. Наиболее важны электромагнитные волны, имеющие длину от 8 до 14 мкм, что соответствует длине волн инфракрасной части спектра. Поглощение действия пахучих веществ достигается ультрафиолетовыми лучами и поглощением инфракрасных лучей. Ультрафиолетовые лучи убивают многие запахи, и этим пользуются для очищения воздуха от ненужных ароматов.

Изучение спектра запахов даёт основание считать, что запахи имеют физическую природу. Согласно данным о длине волны, можно приблизительно указать место, где располагаются запахи в инфракрасной и ультрафиолетовой областях шкалы электромагнитных излучений. Таким образом, мысль Ломоносова о «коловратных» движениях частиц эфира как возбудителях органов чувств нашла научное подтверждение.

Приведённые теории дали возможность создать приборы, способные «обонять» букеты запахов, определять сорта вин, кофе, табака, различных пищевых продуктов и т. д. Характеристику каждого запаха можно теперь записывать и воспроизводить с помощью различных технических устройств.

Семь цветов спектра, семь простых звуков и семь компонентов запаха - вот из чего слагается всё многообразие цветов, звуков и запахов. Значит, есть общие закономерности в зрительных, вкусовых, обонятельных ощущениях, т. е. можно получить аккорд не только звуковой и цветовой, но и запаховый.

Контрольные вопросы.

1.В чем заключается связь между запахом вещества и его строение?

2. Как воспринимается запах человеком? От чего зависит распознавание каждо­го запаха?

3. Как объясняется привыкание человека к стойким и сильным запахам?

4.Рассмотрите внимательно таблицу и приведите примеры запахов в повседневной жизни.

5.Как с точки зрения физики можно объяснить запахи?

От опытных фактов - к научной гипотезе | Методическая разработка по физике (7 класс) на тему:

Урок по физики в 7 классе.

Тема урока: «От опытных фактов - к научной гипотезе».

Цель урока: обучение физическим приемам мышления, способам и методам постижения истины.

Ход урока.

1. Вступительное слово учителя

Сегодня перед нами стоит трудная задача. На самом первом уроке мы ввели понятие вещество. Еще 2,5 тыс. лет назад, обдумывая вопрос о строении вещества, греческий философ Демокрит выдвинул гипотезу.

Гипотезой называют любое предположение, которое объясняет имеющиеся факты. Нам с вами сегодня предстоит проделать тот же путь: от опытных фактов через размышления к научной гипотезе. Проверяя гипотезу на различных фактах, решая задачи, мы возводим ее в ранг закона. Именно такой метод используется в науке.

Чтобы начать с опытов, нам понадобятся 5 рабочих групп. В каждой надо выбрать руководителя, экспериментатора, теоретика, лаборанта и научных сотрудников. Вы будете выполнять задания в группах. Задания получают руководители групп, оборудование - лаборанты, проводят опыты экспериментаторы, остальные помогают им. Затем все вместе обсуждают результаты и готовят выступления экспериментатора и теоретика на научное конференции: экспериментатор расскажет нам, как проводились опыты, что наблюдалось, теоретик предложит объяснение.

2. Организация экспериментальных групп. Выполнение заданий.

Класс делится на группы по 4-5 человек, происходит распределение обязанностей. Руководители групп получают карточки с заданиями, знакомят с ними членов группы, лаборанты получают оборудование. Две группы работают на экспериментальном столе, так как использование спиртовки требует присутствия учителя. Остальные группируются вокруг трех ученических столов. На работу отводится 10 минут.

Карточка № 1

Оборудование: мел, пузырек с кристаллами марганцовокислого калия, 3 стакана с чистой водой, стеклянная палочка.

Ход работы:

1. Проведите пальцем по поверхности мела. Что вы наблюдаете? Что вы можете сказать о размерах частиц, из которых состоит мел?

2.  Бросьте в стакан с чистой водой несколько крупинок марганцовокислого калия. (Будьте осторожны! Не до конца растворенные кристаллы или крепкий раствор этого вещества вызывают ожог!)

Размешайте раствор палочкой и перелейте несколько его капель во второй стакан, затем повторите эту процедуру еще раз. Сравните цвет раствора во всех трех стаканах.

Ответьте на вопросы:

-    Сохранилось ли основное свойство вещества - цвет - при уменьшении концентрации раствора?

-    Можете ли вы сделать предположение о том, сколько частичек марганцовокислого калия еще осталось в третьем стакане? А сколько их тогда было в первом стакане?

-    Вспомнив размеры кристалликов, брошенных вами в воду, можете ли вы сказать что-либо о размерах мельчайших частиц вещества?

Карточка № 2

Оборудование: пустая колба, пробка с трубкой, бумажка, миска с холодной водой.

Ход работы:

1.  Вставьте пробку с трубкой в колбу, охладите колбу, погрузив ее широким концом в миску с водой на несколько секунд. Переверните колбу, погрузив в воду трубку, обхватите ее руками. Наблюдайте, что произойдет.

2. Попросите учителя зажечь бумажку и засунуть ее в колбу. Быстро закройте колбу пробкой и погрузите трубку в воду.

 Что вы наблюдаете? Объясните наблюдаемые явления.

Карточка № 3 (Работа выполняется на демонстрационном столе) Оборудование: колба с подкрашенной водой, пробка со вставленной в нее трубкой, маркер, штатив, асбестовая подставка, спиртовка.

Ход работы:

1.  Положите подставку на держатель штатива, поставьте на него колбу, отметив маркером уровень воды в трубке. Попросите учителя зажечь спиртовку.

2.  Наблюдайте, что происходит с уровнем воды в течение 2-3 минут, после чего сообщите учителю об окончании опыта; спиртовка понадобится группе № 4.

3. Обсудите результаты опыта.

Карточка № 4

Оборудование: дощечка с двумя вбитыми в нее гвоздями, монета, пинцет.

Ход работы:

1.Проверьте, легко ли проходит монета между вбитыми в дощечку гвоздями.

     2. Возьмите монету за край пинцетом и с разрешения учителя подержите ее около минуты в пламени спиртовки. Проходит ли монета теперь между гвоздями?

3.  Подождите, пока монета охладится. Повторите попытку.

Как вы можете объяснить результаты опыта?

Карточка № 5

Оборудование: пузырек из-под шампуня, медицинский шприц. Ход работы:

1.  Сожмите пузырек руками как можно сильнее. Изменился ли объем воздуха в нем?

2. Возьмите шприц, зажмите отверстие для иглы пальцем и попытайтесь сжать воздух в нем как можно сильней. На какую часть своего объема он сжался? Попробуйте выдвинуть гипотезу (предположение) о строении газов.

3. Обсуждение результатов опытов

После окончания опытов, уже в ходе обсуждения результатов по группам лаборанты возвращают оборудование на демонстрационный стол и помогают учителю расставить его так, чтобы результаты были видны всему классу. Опыты второй группы как самые эффектные демонстрируются еще раз всему классу в процессе общего обсуждения.

Обсуждение проходит быстро - в форме докладов экспериментатора и теоретика. Учитель помогает формулировать все основные мысли. После выступления учеников первой группы учитель предлагает рассчитать, какая часть крупинки марганцовки содержится в 1мл воды в третьем стакане. После этого у ребят уже нет затруднений в ответе на вопрос «Как же устроено вещество?» Здесь рекомендуется сразу записать определение понятия «молекула»:

Молекула вещества - это мельчайшая частица данного вещества.

Можно привести выдержку из учебника о размерах молекул и обратить внимание на сохранение молекулой основного свойства вещества: «Молекула марганцовки - розовая, а молекула сахара - сладкая».

Обсуждение последующих опытов уже не прерывается учителем, но после каждого объяснения он подчеркивает способность вещества в любом состоянии расширяться и сжиматься.

Объяснение способности веществ расширяться и сжиматься

После окончания докладов обсуждается вопрос, как же упакованы молекулы, если вещество может расширяться и сжиматься. Обычно возникают две версии:

1) расширяются сами молекулы;

2) увеличиваются расстояния между молекулами.

И здесь учитель помогает выбрать нужную гипотезу, объясняя несостоятельность другой.

- Теперь, когда мы выдвинули гипотезу, надо проверить ее, попытаться объяснить с ее помощью различные факты.

4. Давайте порешаем задачи.

1.   Рука золотой статуи в древнегреческом храме, которую целовали прихожане, за десятки лет заметно похудела. Священники в панике: кто-то украл золото? Или это чудо, знамение?

Объясните на основе гипотезы Демокрита о существовании мельчайших частиц вещества, что же произошло.

2.  Износ обуви, углубления в ступенях древних лестниц, протирание локтей пиджаков, брюк... Не наводят ли эти будничные явления на глубокие научные размышления? На какие?

3.  Вы делаете уроки. Из кухни доносится аппетитный запах жареной картошки... Как это могло произойти, согласно гипотезе Демокрита?  Не доказывает ли распространение запахов существование промежутков между молекулами?

В каждом случае учитель выслушивает ученика, а затем повторяет его ответ на «языке физики», т.е. употребляя общепринятую терминологию: «все вещества состоят из молекул», «между молекулами существуют промежутки», - добиваясь того, чтобы ученики сами начали ее употреблять.

Итог урока

Сегодня мы убедились, что сами можем многого добиться, пользуясь методами физики: опыты, размышления приводят нас к гипотезе, с помощью которой мы объясняем происходящие вокруг нас явления.

Дополнительный материал к уроку

Какой же длины Октябрьская железная дорога?

На вопрос: «Какой длины Октябрьская железная дорога?» - кто-то ответил:

- Шестьсот сорок километров в среднем; летом метров на триста длиннее, чем зимой.

Неожиданный ответ этот не так нелеп, как может показаться. Если длиной железной дороги называть длину сплошного рельсового пути, то он и в самом деле должен быть летом длиннее, чем зимой. От нагревания рельсы удлиняются - на каждый градус Цельсия более чем на одну 100000-ю своей длины. Если разница зимней и летней температур равна примерно 55°, то, умножив общую длину пути 640км на 0,00001 и на 55, получим около 1/3км!

Изменяется здесь, конечно, не длина дороги, а только сумма длин всех рельсов. Это не одно и то же, потому что рельсы железнодорожного пути не примыкают друг к другу вплотную: между их стыками оставляются небольшие промежутки - запас для свободного удлинения рельсов при нагревании.

Урок физики в 7 классе "Строение вещества"

Урок физики 7 класс

Тема: Строение вещества

Цель: обучение физическим приемам мышления, способам и методам достижения истины.

Ход урока:

1 Вступительное слово учителя

- Сегодня перед нами стоит трудная задача. На первом уроке мы ввели понятие «вещество». Еще 2,5 тысяч лет назад, обдумывая вопрос строения вещества, греческий философ Демокрит выдвинул гипотезу. Гипотезой называют любое предположение, которое объясняет имеющиеся факты. Нам с вами сегодня предстоит проделать тот же путь: от опытных фактов через размышление к научной гипотезе. Проверяя гипотезу на различных фактах, опытах, решая задачи, возводим ее в ранг закона. Именно такой метод используется в науке.

1+1=2 всегда (независимо от того что складывается: дела, числа, объемы и т д)

1опыт: вода+вода

2опыт: вода+соль

Проблема: почему при смешивании двух однородных жидкостей, их конечный объем =сумме объемов, а при смешивании воды и соли –объем уменьшился (записать на доске)

Гипотезы уч-ся:

- между крупинками соли есть воздух, туда затекает вода, выдавляя воздух;

- между крупинками соли есть пространство, а у воды такого пространства нет

Ваши гипотезы будем проверять опытами и решением задач.

Вопрос: у меня на столе вы видите различные тела: кусок свинца, железный шарик, вода в колбе, а в этом стеклянном цилиндре под поршнем тоже физическое тело- воздух.

У меня к вам вопрос: заполнены ли эти тела своим веществом полностью, сплошь, или же эти тела пористы, т е в заполняющем их веществе имеются какие-либо промежутки?

Гипотезы уч-ся:

- есть промежутки;

-свинец точно пористый.

Проверяем гипотезы на опытах.

Опыты: работа в группах по карточкам ( приложение)

Выступление от групп:

Выступление проходит быстро. Учитель помогает формулировать все основные мысли.

Учитель: анализ опытов приводит к убеждению, что тела не сплошь заполнены веществом, т е в них имеются промежутки, которые при увеличении объема тела увеличиваются, а при уменьшении уменьшаются.

Что представляют собой промежутки внутри тел?

Может они подобны дыркам в куске сыра, или это промежутки между отдельными мельчайшими частичками вещества? Тогда тело состоит из множества отдельных частичек, расположенных на некоторых расстояниях друг от друга.

Эти частицы называются- молекулы.

Определение: молекула вещества – это мельчайшая частица данного вещества.

Молекула сохраняет основное свойство вещества: молекула марганцовки –розовая, а молекула сахара-сладкая.

Каковы размеры молекул? (работа с примерами из учебника)

Как упакованы молекулы, если вещество может расширяться и сжиматься?

Гипотезы учащихся:

-расширяются сами молекулы;

-увеличиваются расстояния между молекулами.

Учитель помогает выбрать нужную гипотезу, объясняя несостоятельность другой.

- Теперь, когда мы выдвинули гипотезу, надо проверить ее, попытаться объяснить с ее помощью различные факты.

Давайте порешаем задачи.

1. Рука золотой статуи в древнегреческом храме, которую целовали прихожане, за десятки лет заметно похудела. Священники в панике: кто-то крал золото? Или это чудо, знамение?

Объясните на основе гипотезы Демокрита о существовании мельчайших частиц вещества, что же произошло.

2.Износ обуви, углубления в ступенях древних лестниц, протирание локтей пиджаков, брюк... Не наводят ли эти будничные явления на глубо­кие научные размышления? На какие?

3.Вы делаете уроки. Из кухни доносится аппетитный запах жареной картошки... Как это могло произойти, согласно гипотезе Демокрита? Не доказывает ли распространение запахов существование промежутков между молекулами?

В каждом случае учитель выслушивает ученика, а затем повторяет его ответ на «языке физики», т.е. употребляя общепринятую терминологию: «все вещества состоят из молекул», «между молекулами существуют про­межутки», - добиваясь того, чтобы ученики сами начали ее употреблять.

Итог урока: сегодня мы убедились, что сами можем добиться многого, пользуясь методами физики: опыты, размышления приводят нас к гипотезе, с помощью которой мы объясняем происходящие вокруг нас явления.

Приложение:

Карточка № 1

Оборудование: пустая колба, пробка с трубкой, бумажка, миска с хо­лодной водой.

Ход работы:

Вставьте пробку с трубкой в колбу, охладите колбу, погрузив ее ши­роким концом в миску с водой на несколько секунд. Переверните колбу, погрузив в воду трубку, обхватите ее руками. Наблюдайте, что произойдет.

Попросите учителя зажечь бумажку и засунуть ее в колбу. Быстро за­кройте колбу пробкой и погрузите трубку в воду. Что вы наблюдаете? Объ­ясните наблюдаемые явления.

Карточка № 2 (Работа выполняется на демонстрационном столе)

Оборудование: колба с подкрашенной водой, пробка со вставленной в нее трубкой, маркер, штатив, асбестовая подставка, спиртовка.

Ход работы:

Положите подставку на держатель штатива, поставьте на него колбу, отметив маркером уровень воды в трубке. Попросите учителя зажечь спир­товку.

Наблюдайте, что происходит с уровнем воды в течение 2-3 минут, после чего сообщите учителю об окончании опыта. Обсудите результаты опыта.

Карточка № 3

Оборудование: пузырек из-под шампуня, медицинский шприц.

Ход работы:

Сожмите пузырек руками как можно сильнее. Изменился ли объем воздуха в нем?

Возьмите шприц, зажмите отверстие для иглы пальцем и попытайтесь сжать воздух в нем как можно сильней. На какую часть своего объема он сжался? Попробуйте выдвинуть гипотезу (предположение) о строении га­зов.

Карточка № 4

Оборудование: кусок свинца, молоток.

Ход работы:

Уменьши объем куска свинца.

Обсудите результаты опыта.

Вы делаете уроки Из кухни донесся аппетитный запах жареной картошки. Как объясняется распространение запаха согласно гипотезе Демокрита?

Физика

Вы делаете уроки Из кухни донесся аппетитный запах жареной картошки. Как объясняется распространение запаха согласно гипотезе Демокрита?

Автор: Гость

Не нашли ответ?

Ответить на вопрос

Похожие вопросы

Читать книгу Естествознание. Базовый уровень. 10 класс В. И. Сивоглазова : онлайн чтение

§ 38 Атомы: от Демокрита до Томсона

 
Быть может, эти электроны—
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков!
 
 
Ещё, быть может, каждый атом —
Вселенная, где сто планет;
Там всё, что здесь, в объёме сжатом,
Но также то, чего здесь нет.
 

В. Брюсов

Как устроен материальный мир и из чего состоит вещество, волновало мыслящую часть человечества с глубокой древности. У античных мыслителей существовали различные точки зрения по этому вопросу. Главная проблема заключалась в том, состоит ли вещество из отдельных мельчайших частиц, чётко отграниченных друг от друга, или представляет собой непрерывное единство без разрывов на какие-либо составляющие его элементы. Первое свойство называется дискретностью материи, второе, противоположное ему, – непрерывностью.

В древнегреческой традиции преобладало представление о непрерывной материи, существование которой лежит в основе всего. Считалось, что она обладает двумя парами взаимно противоположных свойств: тепло – холод и влажность – сухость. Их различные сочетания, по мнению Аристотеля, образуют четыре основных элемента. Огонь представляет собой соединение тёплого и сухого, воздух – тёплого и влажного, вода – холодного и влажного, а земля – холодного и сухого. Из этих первоэлементов строятся все вещества, воспринимаемые человеческими ощущениями.

В то же время в Древней Греции существовали представители другой философской школы, которые назывались атомистами. Основателями этой школы были два философа: Левкипп и его ученик Демокрит (рис. 98).

Демокрит, живший во второй половине V и в первой половине IV в. до н. э., разработал философское учение, в основе которого лежит идея о существовании атомов. По мнению Демокрита, атомы представляют собой мельчайшие неделимые (атом по-гречески означает «неделимый») частицы, составляющие всю материю. Сами атомы никогда не подвергаются никаким изменениям, а все свойства реальной материи объясняются сочетаниями различных атомов.

Рис. 98. Демокрит

Между атомами находится пустота.

«Из ничего не возникает ничего, – говорит Демокрит, – ничто существующее не может быть уничтожено. Всякое изменение есть только соединение или разделение частей».

 Всем атомам свойственно непрерывное движение, даже внутри твёрдых тел они совершают колебания. Друг от друга атомы отличаются формой, размером и «поворотом», т. е. положением в пространстве. Душа по Демокриту тоже состоит из атомов, а их взаимодействие с атомами внешнего мира создаёт ощущения. (Тело, состоящее из «круглых и умеренно больших» атомов, кажется сладким, а из «округлённых, гладких, косых и малых по величине» – горьким и т. д.)

Представления Демокрита не нашли признания среди современников, и атомизм приобрёл известность только на рубеже IV и III вв. до н. э., когда популярный в то время философ Эпикур воспринял идею существования неделимых атомов, разделённых пустотой. По мнению Эпикура, в пустоте непрерывно движутся неделимые атомы, обладающие только формой, величиной и тяжестью. Все остальные свойства материи происходят от движения атомов и от их сочетания.

Сторонником и пропагандистом идей Эпикура был римский поэт и философ Тит Лукреций Кар, живший в I в. до н. э. Он написал философскую поэму «О природе вещей», где изложил практически всё, что было известно в то время в натурфилософии. Лукреций последовательно проводит идею о том, что всё во Вселенной состоит из плотных тел и пустоты. Самые мельчайшие частицы вещества разделены пустотой, но в самих себе пустоты не имеют, и поэтому они представляют собой неделимость, т. е. атомы:

 
Значит, везде пустота, очевидно, сменяется телом,
Ибо ни полности нет совершенной нигде во Вселенной,
Ни пустоты, а тела существуют известные только,
Что полнотой разграничить способны пустое пространство.
 

Поскольку внутри атомов нет пустоты, они не способны распадаться на более мелкие части. Поэтому они вечны и неуничтожимы:

 
Если ж начальные плотны тела, если нет пустоты в них,
Как я учил, то должны они вечными быть непременно.
Если же, кроме того, не была бы материя вечной,
То совершенно в ничто обратились давно бы все вещи,
Из ничего бы тогда возрождалось и всё, что мы видим.
 
 
Но, раз уж я доказал, что ничто созидаться не может
Из ничего, и всё то, что родилось, в ничто обращаться,
Первоначалам должно быть присуще бессмертное тело,
Чтобы все вещи могли при кончине на них разлагаться,
И не иссяк бы запас вещества для вещей возрожденья.
 

В XVII в., когда, как мы знаем, возникло современное естествознание, идеи атомизма, высказанные Демокритом и распространённые Эпикуром, получили признание среди первых естествоиспытателей. Одним из первых мыслителей, возродивших атомизм, был французский философ и учёный Пьер Гассенди (1592–1655). Также необходимо отметить большой вклад в эту область знания основателя и многолетнего президента Лондонского Королевского общества Роберта Бойля (1627–1691). Широкую известность он получил благодаря открытию закона сжатия газов, известного под названием закона Бойля – Мариотта, однако его исследования во многом были посвящены изучению строения вещества. Бойль полагал, что все вещества состоят из материальных частиц, имеющих определённую величину и форму, причём атомы жидкостей находятся в постоянном движении, а твёрдых тел – в покое. Он впервые объяснил химические изменения вещества соединением и разъединением атомов, что нашло подтверждение в последующих химических исследованиях. Сторонником атомизма был также Ньютон, который говорил, что материю следует считать «пористой», т. е. состоящей из отдельных крупинок, погружённых в пустое пространство.

К концу XVIII в. стало складываться убеждение, что вещества состоят из мелких частиц, которые называли корпускулами или молекулами. Эти частицы могут распадаться на более мелкие частицы – атомы, которые уже не могут быть разделены. Горячим сторонником атомно-молекулярной теории был российский учёный, внёсший неоценимый вклад в становление российской науки и культуры, Михаил Васильевич Ломоносов (1711–1765) (рис. 99). Он утверждал, что все вещества состоят из корпускул, которые являются собранием элементов. Позже Ломоносов заменил слово «корпускула» на «молекула», а «элемент» на «атом».

В 1860 г. на международном съезде физиков в Германии было принято определение молекулы как наименьшей частицы вещества, сохраняющей его химические свойства, и атома как наименьшей части химического элемента, входящей в состав простых и сложных веществ.

До конца позапрошлого века исследователи только констатировали существование в материи мельчайших неделимых частиц, но всерьёз не ставили вопроса об их строении. Между тем уже с начала XIX в. накапливались данные, свидетельствующие о том, что электричество, так же как и вещество, состоит из мелких неделимых зарядов. Впервые мысль о дискретной структуре электричества высказал в 1801 г. немецкий физик Иоганн Риттер, а в 1846 г. его соотечественник Вильгельм Вебер ввёл понятие атома электричества. К концу XIX в., в значительной мере благодаря опытам Фарадея, было окончательно установлено, что существуют наименьшие, неделимые дальше, электрические заряды.

Рис. 99. М. В. Ломоносов

Рис. 100. След катодного луча (обозначен светлым кружком) из центра смещается под действием магнитного поля.

Северный полюс магнита поднесён к лучу, направленному на наблюдателя: А – луч отклоняется влево; Б – луч отклоняется вверх

В 1881 г. английский физик Дж. Стони рассчитал величину этих зарядов и впоследствии предложил назвать их электронами.

Одновременно проводились исследования излучения, которое было названо катодными лучами. Катодные лучи испускаются в вакууме из отрицательно заряженного тела (катода). Было ясно, что они отрицательно заряжены, так как под действием магнитного поля отклоняются в определённую сторону (рис. 100). В 1895 г. французский физик Жан Перрен экспериментально доказал, что катодные лучи – это поток отрицательно заряженных частиц. В том же году английский исследователь Джозеф Джон Томсон начал в Кембриджском университете подробные исследования катодных лучей и уже через два года опубликовал работу, в которой доказал, что все частицы, которыми они образованы, одинаковы и что эти частицы входят в состав вещества.

Таким образом, выяснилось, что атомы не являются неделимыми – в их состав входят более мелкие частицы, которые имеют отрицательный заряд. Эти частицы оказались по сути теми же частицами, которые описывал Стони, и за ними было сохранено данное им название электронов.

Известно, однако, что атомы в целом электрически нейтральны. Следовательно, кроме отрицательных зарядов, в них должны существовать и компенсирующие их положительные. Исходя из этого, Дж. Дж. Томсон в 1903 г. предложил первую модель атома, получившую название «пудинг с изюмом». Исходя из того, что масса электрона оказалась значительно меньше массы атома, он предположил, что атомы представляют собой массивную частицу, в которой равномерно распределён положительный электрический заряд и в которую, подобно изюминам в пудинге, вкраплены значительно более лёгкие, отрицательно заряженные электроны. При определённых условиях электроны могут вылетать из атомов и двигаться прямолинейно с большой скоростью. Это движение электронов и обнаруживается в виде катодных лучей.

Проверьте свои знания

1. Какими древнегреческими философами было высказано предположение о существовании атомов?

2. Какие исследователи развивали идеи атомизма в XVI–XVII вв.?

3. Что представляют собой «катодные лучи»?

4. Какую модель атома предложил Дж. Дж. Томсон? Изобразите её схематично.

§ 39 Открытие радиоактивности и модель атома Резерфорда

Модель атома, предложенная Томсоном, просуществовала почти десять лет. Но за это время накопились новые научные факты, которые эта модель объяснить не могла, например радиоактивность. Первооткрывателем этого явления можно считать французского физика Антуана Анри Беккереля (1852–1908). В 1896 г. ему удалось случайно обнаружить, что соли урана обладают свойством засвечивать в полной темноте фотографическую пластинку. Так как интенсивность почернения пластинки не зависела от того, какая именно соль урана использовалась, Беккерель пришёл к выводу, что сам по себе металл, называемый ураном, испускает какое-то излучение. Первоначальное предположение, что это излучение является рентгеновским, не подтвердилось. Стало ясно, что уран испускает излучение, до тех пор неизвестное. Исследования Беккереля были продолжены супругами Пьером Кюри (1859–1906) и Марией Склодовской – Кюри (1867–1934) (рис. 101). Им удалось обнаружить ещё три химических элемента, испускающих невидимые лучи.

Рис. 101. Пьер и Мари Кюри в лаборатории

Рис. 102. Эрнест Резерфорд

Этими элементами оказались торий, радий и полоний. Излучение было названо радиоактивным, а само явление – радиоактивностью. Впоследствии оказалось, что радиоактивное излучение способны испускать многие элементы, имеющие большой атомный вес. У некоторых элементов, не обладающих радиоактивностью в обычных условиях, она возникает после того, как они сами были облучены радиоактивным излучением. Это явление получило название искусственной радиоактивности.

Природа радиоактивности стала главным предметом изучения английского физика новозеландского происхождения Эрнеста Резерфорда (1871–1937) (рис. 102), работавшего в той же лаборатории Кембриджского университета, что и Томсон. В 1899 г. ему удалось установить, что радиоактивное излучение состоит по крайней мере из двух составляющих, которые он назвал альфа- и бета-излучением. Оба эти вида излучения состояли из электрических зарядов, так как отклонялись под действием магнитного поля. Вскоре была обнаружена и третья составляющая радиоактивности, не имеющая электрического заряда, которую по аналогии назвали гамма-излучением. В дальнейшем удалось выяснить, что альфа-лучи являются потоком атомных ядер химического элемента, называемого гелием, бета-лучи – потоком электронов, т. е. катодными лучами, а гамма-лучи, как вы уже знаете, представляют собой электромагнитное излучение очень высокой частоты. Разделить суммарное радиоактивное излучение на эти три составляющие в эксперименте несложно. Для этого нужно пропустить пучок излучения через магнитное поле. Препарат радия помещают на дно узкого канала в куске свинца. Напротив канала находится фотопластинка. На выходящее из канала излучение действует сильное магнитное поле, под действием которого пучок распадается на три пучка (рис. 103). Два из них отклоняются в противоположные стороны, что указывает на наличие у этих излучений электрических зарядов противоположных знаков. При этом отрицательный компонент излучения (бета– лучи) отклоняется магнитным полем гораздо сильнее, чем положительный (альфа-лучи). Третья, нейтральная составляющая (гамма– лучи) не отклоняется магнитным полем.

Резерфорд провёл эксперимент, в котором из радиоактивного излучения выделяли пучок положительно заряженных (лишённых электронов) атомов гелия, называемых альфа-частицами.

Рис. 103. Расщепление радиоактивного излучения в магнитном поле

Эти частицы ударялись о тонкую металлическую фольгу и после взаимодействия с её атомами рассеивались, т. е. разлетались в соответствии с законами столкновения. Рассеянные частицы попадали на экран, покрытый веществом, способным светиться под ударами быстрых заряженных частиц. Резерфорд обнаружил, что большинство альфа-частиц пролетает через слой металла, практически не подвергаясь какому-либо отклонению. Некоторые частицы отклонялись на небольшие углы, и только одна из десяти тысяч отскакивала назад под углом, близким к 180°.

Этот результат находился в резком противоречии с моделью атома Томсона. Если бы атом представлял собой плотную массу, вероятность того, что частица отскочит от него назад под большим углом, была бы значительно больше. Размышляя над причиной неожиданного результата эксперимента, Резерфорд пришёл к выводу, что атом на самом деле почти пустой, а весь его положительный заряд сосредоточен в объёме, очень малом по сравнению с величиной всего атома. Эту небольшую часть атома Резерфорд назвал атомным ядром.

Предложенную Резерфордом модель строения атома называют планетарной. Согласно ей в центре каждого атома находится небольшое положительно заряженное ядро, а вокруг него на огромных по сравнению с размерами ядра расстояниях находятся отрицательно заряженные электроны. Эти электроны вращаются по определённым траекториям вокруг ядра подобно тому, как планеты движутся по орбитам вокруг Солнца. Результаты экспериментов Резерфорда можно объяснить тем, что подавляющее большинство альфа-частиц, бомбардирующих атом, практически свободно проникают через его электронную оболочку, не испытывая существенного отклонения из-за того, что их масса значительно больше массы электрона. Частицы, пролетающие в непосредственной близости от ядра, отклоняются в сторону из– за отталкивания их заряда от положительно заряженного ядра. В исключительных случаях частицы сталкиваются непосредственно с ядром и отскакивают назад, но из-за малых размеров ядра такое случается крайне редко. Подобное объяснение строения атома было предложено ещё в 1903 г. японским физиком Хантаро Нагаоко, но она не получила признания из-за отсутствия в то время подтверждающих её экспериментальных данных.

Проведённые Резерфордом вычисления показали, что атомное ядро имеет радиус менее 10^-12 см, так что размер всего атома, составляющий около 10^-8 см, определяется величиной его электронной оболочки. Таким образом, размер электронной оболочки атома в десятки тысяч раз превышает размер его ядра. В то же время 99,98 % массы атома сосредоточено именно в ядре.

Исследование радиоактивности позволило убедиться в том, что ядра обладающих этим свойством химических элементов способны распадаться, выбрасывая частицы, которые по размеру значительно меньше их самих. Это показывало, что не только атом, но и его ядро делимы. Вопрос был в том, справедливо ли это для всех химических элементов или только для тех, которые обладают радиоактивными свойствами. Для того чтобы это проверить, Резерфорд стал бомбардировать не обладающий радиоактивностью азот альфа-частицами. При этом он наблюдал появление однократно ионизированных атомов водорода. На основании полученных результатов Резерфорд заявил, что

«создаётся впечатление, что атомы водорода рождаются в результате расщепления ядра азота».

Было общепризнано, что ядра всех атомов содержат протоны независимо от того, происходит ли в них спонтанный радиоактивный распад или нет. Таким образом, стало возможным приблизиться к пониманию строения атома и его ядра.

Планетарная модель Резерфорда приобрела широкую популярность. Помимо того что она удовлетворительно объясняла строение атома, её стали пропагандировать «космисты», стремившиеся единообразно объяснить все природные явления. Идея многократно эксплуатировалась писателями-фантастами и просто склонными к философии людьми, предполагавшими, что атомы являются полной аналогией планетарной системы, а на электронах, возможно, существует разумная жизнь. Напротив, наши планетарные системы являются, в свою очередь, атомами какого-то гигантского сверхвещества.

На самом деле модель Резерфорда, хотя и была признана научным сообществом, имела недостатки, порождавшие многочисленные вопросы. Если ядро атома состоит из протонов, то откуда при радиоактивном распаде возникает бета-излучение, представляющее собой, как известно, поток электронов? Почему заряд атомного ядра равен сумме зарядов составляющих его протонов, а его масса вдвое превышает сумму масс этих протонов? Модель Резерфорда противоречила законам электродинамики, согласно которым электрон при вращательном движении должен излучать электромагнитные волны, а следовательно, терять энергию. Расчёты показывали, что по этой причине электрон через самое короткое время должен упасть на ядро. Усовершенствовать модель, разрешив имеющиеся противоречия, удалось Нильсу Бору. Но для этого пришлось создать новую науку, которую назвали квантовой физикой или квантовой механикой.

Проверьте свои знания

1. Кто и в каких экспериментах открыл явление радиоактивности?

2. Что представляют собой альфа-, бета– и гамма-лучи? Каким образом можно их разделить?

3. Как называется модель атома, предложенная Э. Резерфордом? Почему она так называется?

4. Каково примерное соотношение между размером атома и размером его ядра?

5. Какие явления не могли быть объяснены с помощью модели атома Резерфорда?

Задания

1. Подберите эпиграф к данному параграфу.

2. Схематично изобразите планетарную модель Резерфорда.

§ 40 Что такое свет

Корпускулярная теория света.

Раньше мы уже говорили о том, что по современным представлениям свет – это электромагнитное излучение. Основные закономерности, связанные с отражением и преломлением света, в общих чертах известные ещё в Античности, были исследованы и уточнены в XVII в. Кеплером, Гюйгенсом, Декартом и другими учёными. В середине 60-х гг. XVII в. природой света, иначе говоря оптикой, заинтересовался Исаак Ньютон. Он утверждал в соответствии с атомистическими настроениями своего времени, что свет представляет собой поток мельчайших частиц, которые, двигаясь по прямой линии, образуют лучи – тончайшие составляющие светового излучения. Такое объяснение природы света получило название корпускулярной теории от принятого тогда названия мельчайшей частицы – корпускула. Отражение и преломление света Ньютон считал результатом «пористости» вещества, о чём говорилось в предыдущем параграфе. Продвигаясь внутри вещества, корпускулы света сталкиваются с частицами вещества и либо меняют направление движения, что объясняет преломление света, либо отскакивают назад, в результате чего происходит его отражение.

Волновая теория света.

Другой точки зрения придерживался голландский физик, математик, астроном и изобретатель Христиан Гюйгенс (1629–1695). Будучи последователем Гримальди, впервые предположившего, что свет является волной (§ 29), он утверждал, что свет представляет собой не поток движущихся частиц, а распространяющуюся волну. Его объяснение впоследствии получило название волновой теории света. Главный вопрос заключался в том, что представляет собой среда, в которой распространяются эти волны. Гюйгенс считал, что всё пространство заполнено особой средой – эфиром и что свет представляет собой волны в этом эфире. Вспомните, что говорилось в § 30 о дифракции. Точка, через которую проходит волна, начинает вести себя как самостоятельный источник новой волны. Гюйгенс полагал, что каждая частичка светящегося тела сообщает движение окружающим частичкам окружающего эфира, т. е. создаёт собственную волну, а каждая частица эфира, которой достигла волна, становится центром другой волны.

Рис. 104. Бензиновая плёнка на поверхности воды

Таким образом, движение распространяется от частицы к частице посредством кольцевых волн подобно тому, как распространяется пожар. Это утверждение впоследствии стали называть принципом Гюйгенса.

Ньютон в силу своего неизменного принципа «не измышлять гипотез» не мог признать существование непонятной эфирной материи, которая проникает во все тела, не проявляет свойств тяжести и к тому же жёсткая и очень упругая. Явление дифракции он объяснял всё тем же «пористым» строением вещества: столкновение частиц света с атомами вследствие многократного отражения вызывает колебательные процессы.

Интерференция.

Исследования, проводившиеся в XVIII в. и в начале XIX в., всё более подтверждали волновую теорию. В 1807 г. английский врач Томас Юнг (1773–1829) экспериментально установил и теоретически обосновал законы интерференции. Интерференцию света легко наблюдать на тонких прозрачных плёнках. Вероятно, вы замечали, что, если по поверхности лужи разлито немного бензина, на ней можно наблюдать цветные разводы (рис. 104). Они образуются из-за того, что падающий на тонкую плёнку бензина свет частично отражается, а частично проходит через неё и отражается уже от поверхности воды, находящейся под этой плёнкой. Оба отражённых луча сливаются, но из-за того что луч, отражённый от воды, прошёл большее расстояние, чем тот, который отразила бензиновая плёнка, они встречаются в разных фазах. В этом случае одни волны могут взаимно гасить друг друга, а другие – взаимно усиливать, т. е. возникает явление интерференции. Если свет, обладающий длиной волны, которая воспринимается как красный цвет, в данном месте усиливается, мы будем наблюдать красное пятно. В соседний участок лучи придут таким образом, что здесь усилятся волны, соответствующие зелёному цвету, и мы увидим зелёное пятно.

Поляризация.

Приблизительно в то же время было открыто явление, названное поляризацией света. Суть его сводится к следующему. Если взять два кристалла определённого типа (для этого опыта подходят не все кристаллы) и, расположив один перед другим, посмотреть сквозь них на свет, можно заметить, что яркость света меняется в зависимости от того, как повёрнуты кристаллы друг относительно друга (рис. 105). Если найти положение, в котором свет будет наиболее ярким, а затем вращать один из кристаллов, мы увидим, что свет становится всё слабее и слабее, пока поле зрения не станет совсем тёмным. Это произойдёт тогда, когда кристалл повернётся на 90° по отношению к исходному положению.

Рис. 105. Направим естественный свет перпендикулярно пластинке турмалина T₁,вырезанной параллельно так называемой оптической оси ОО'. Вращая кристалл Т₁ вокруг направления луча, никаких изменений интенсивности прошедшего через турмалин света не наблюдаем. Если на пути луча поставить вторую пластинку турмалина Т₂ и вращать её вокруг направления луча, то интенсивность света, прошедшего через пластинки, меняется в зависимости от угла между оптическими осями кристаллов

Вначале были предприняты попытки объяснить поляризацию света с помощью корпускулярной теории. Предполагали, что корпускулы света, идущего от обычного источника, ориентированы беспорядочно, а при прохождении через кристалл они приобретают определённую ориентацию. Но вскоре в результате исследований французского инженера Огюстена Френеля (1788–1827) волновая теория света получила безоговорочное подтверждение и широкое признание. Френель установил, что волны света представляют собой поперечные колебания, чем принципиально отличаются от звуковых, которые являются продольными. С точки зрения волновой теории Френеля поляризация света объясняется следующим образом. Свет, исходящий от обычного источника, например от Солнца или свечи, представляет собой множество колебаний. Эти колебания происходят в самых разных плоскостях под любым углом друг к другу. Никакой выделенной предпочтительной плоскости для них не существует. Но когда волны света проходят через кристалл, он пропускает только те из них, плоскость колебания которых соответствует его структуре. Пройдя через кристалл, все световые волны начинают колебаться практически в одной плоскости. Такой свет называется поляризованным. Если поляризованный свет попадёт на другой такой же кристалл, он пройдёт через него, если его структура будет параллельна структуре первого кристалла. Если же они окажутся перпендикулярными, поляризованные волны не проходят через второй кристалл.

Во второй половине XIX в. волновая теория света полностью восторжествовала, и создалось впечатление, что все проблемы, связанные с природой света, в целом успешно решены. Однако ближе к концу века стали накапливаться факты, которые не согласовывались с этой теорией. Вначале выяснилось, что волновая теория не может объяснить некоторых фактов, связанных с электромагнитным инфракрасным излучением, испускаемым некоторыми телами при определённых условиях.

Рис. 106. Макс Планк

Подвергнув результаты многочисленных экспериментов, проведённых различными исследователями, тщательному математическому анализу, немецкий физик Макс Планк (1858–1947) (рис. 106) в 1900 г. пришёл к совершенно неожиданному и парадоксальному выводу. Оказалось, что эти результаты можно объяснить теоретически только в том случае, если предположить, что энергия излучения испускается не непрерывно, а определёнными порциями. Суть открытия Планка заключается в том, что источник электромагнитных колебаний может излучать энергию только прерывисто, квантами, которые представляют собой порции энергии, равные hv, где v – частота испускаемого колебания, а h – константа, названная постоянной Планка. Получается, что чем больше частота излучения, тем большей энергией обладают его кванты. Интересно, что сам Планк не вполне оценил важность своего открытия и даже позже, когда квантовая теория была обоснована А. Эйнштейном, возражал против того, чтобы считать её способной заменить классические физические теории. Однако к тому времени Эйнштейн, занимавшийся другими физическими проблемами, вполне убедительно обосновал квантовую теорию.

Проверьте свои знания

1. Каких точек зрения на природу света придерживались И. Ньютон и Х. Гюйгенс?

2. Что такое поляризация света?

3. Что такое квант и чему равна его энергия?

Задания

Подберите эпиграф к данному параграфу.

Как написать сильную гипотезу

Гипотеза - это утверждение, которое можно проверить с помощью научных исследований. Если вы хотите проверить взаимосвязь между двумя или более объектами, вам необходимо написать гипотезы, прежде чем начинать эксперимент или сбор данных.

Пример гипотезы

Ежедневное употребление яблок приводит к меньшему количеству посещений врача.

Что такое гипотеза?

Гипотеза излагает ваши предположения относительно того, что вы обнаружите.Это предварительный ответ на ваш исследовательский вопрос, который еще не был проверен. Для некоторых исследовательских проектов вам, возможно, придется написать несколько гипотез, касающихся различных аспектов вашего исследовательского вопроса.

Гипотеза - это не просто предположение - она ​​должна основываться на существующих теориях и знаниях. Он также должен быть поддающимся проверке, что означает, что вы можете подтвердить или опровергнуть его с помощью методов научных исследований (таких как эксперименты, наблюдения и статистический анализ данных).

Переменные в гипотезах

Гипотезы предполагают взаимосвязь между двумя или более переменными.Независимая переменная - это то, что исследователь изменяет или контролирует. Зависимая переменная - это то, что исследователь наблюдает и измеряет.

Ежедневное употребление яблок приводит к меньшему количеству посещений врача.

В этом примере независимой переменной является потребление яблок - предполагаемая причина. Зависимой переменной является частота посещений врача - предполагаемый эффект.

Разработка гипотезы

1. Задайте вопрос

Написание гипотезы начинается с исследовательского вопроса, на который вы хотите ответить.Вопрос должен быть сфокусированным, конкретным и доступным для исследования в рамках ограничений вашего проекта.

Получают ли студенты, которые посещают больше лекций, лучшие результаты экзаменов?

2. Проведите предварительное исследование

Ваш первоначальный ответ на вопрос должен быть основан на том, что уже известно по теме. Ищите теории и предыдущие исследования, которые помогут вам сформировать обоснованные предположения о том, что вы обнаружите.

На этом этапе вы можете построить концептуальную основу, чтобы определить, какие переменные вы будете изучать и какие, по вашему мнению, взаимосвязи между ними.

3. Сформулируйте свою гипотезу

Теперь вы должны иметь некоторое представление о том, что вы ожидаете найти. Напишите свой первоначальный ответ на вопрос четким и лаконичным предложением.

Чем больше лекций, тем лучше результаты экзаменов.

4. Уточните свою гипотезу

Вы должны убедиться, что ваша гипотеза конкретна и проверяема. Существуют различные способы формулирования гипотезы, но все используемые вами термины должны иметь четкие определения, а гипотеза должна содержать:

• Соответствующие переменные
• Конкретная изучаемая группа
• Прогнозируемый результат эксперимента или анализа

5.Сформулируйте свою гипотезу тремя способами

Чтобы идентифицировать переменные, вы можете написать простой прогноз в форме , если… то . Первая часть предложения устанавливает независимую переменную, а вторая часть - зависимую переменную.

Если студент первого курса начнет посещать больше лекций, его экзаменационные баллы улучшатся.

В академических исследованиях гипотезы чаще формулируются в терминах корреляций или эффектов, когда вы прямо указываете предполагаемую взаимосвязь между переменными.

Количество лекций, которые посещают первокурсники, положительно влияет на их экзаменационные баллы.

Если вы сравниваете две группы, гипотеза может указать, какое различие вы ожидаете найти между ними.

Студенты первого курса, посетившие большинство лекций, получат более высокие экзаменационные оценки, чем те, кто посетил несколько лекций.

6. Напишите нулевую гипотезу

Если ваше исследование включает в себя статистическую проверку гипотез, вам также придется написать нулевую гипотезу.Нулевая гипотеза - это позиция по умолчанию, согласно которой между переменными нет связи. Нулевая гипотеза записывается как H ₀ , а альтернативная гипотеза - H ₁ или H _a .

H ₀ : Количество лекций, которые посещают студенты первого курса, не влияет на их итоговые экзаменационные баллы.
H ₁ : Количество лекций, посещаемых первокурсниками, положительно влияет на их итоговые экзаменационные баллы.

Какой у вас балл за плагиат?

Сравните свою статью с более чем 60 миллиардами веб-страниц и 30 миллионами публикаций.

• Лучшая программа проверки плагиата 2020 года
• Отчет о плагиате и процентное содержание
• Самая большая база данных о плагиате

Scribbr Проверка на плагиат

Примеры гипотез

Исследовательский вопрос	Гипотеза	Нулевая гипотеза
Какая польза для здоровья от ежедневного употребления яблока?	Увеличение потребления яблок в возрасте старше 60 лет приведет к снижению частоты посещений врача.	Увеличение потребления яблок в возрасте старше 60 лет не повлияет на частоту посещений врача.
У каких авиакомпаний больше всего задержек?	Бюджетные авиакомпании чаще задерживаются, чем премиальные.	У недорогих и премиальных авиакомпаний одинаковая вероятность задержек.
Может ли гибкий график работы повысить удовлетворенность работой?	Сотрудники, у которых гибкий рабочий график, будут сообщать о большей удовлетворенности работой, чем сотрудники, которые работают по фиксированному графику.	Нет никакой связи между гибкостью рабочего времени и удовлетворенностью работой.
Насколько эффективно половое воспитание в средней школе в сокращении подростковой беременности?	Подростки, которые получали уроки полового воспитания в средней школе, будут иметь более низкий уровень незапланированной беременности, чем подростки, которые не получали никакого полового воспитания.	Половое воспитание в средней школе не влияет на уровень подростковой беременности.
Как ежедневное использование социальных сетей влияет на концентрацию внимания детей младше 16 лет?	Существует отрицательная корреляция между временем, проведенным в социальных сетях, и объемом внимания детей младше 16 лет.	Нет никакой связи между использованием социальных сетей и объемом внимания у детей младше 16 лет.

.

Проверка гипотез - уровни значимости и отклонение или принятие нулевой гипотезы

Проверка гипотез

Нулевая и альтернативная гипотеза

Чтобы провести проверку гипотезы, вам необходимо выразить свою исследовательскую гипотезу как нулевую и альтернативную гипотезу. Нулевая гипотеза и альтернативная гипотеза - это утверждения, касающиеся различий или эффектов, которые происходят в популяции. Вы будете использовать свой образец, чтобы проверить, какое утверждение (т.е., нулевая гипотеза или альтернативная гипотеза) наиболее вероятна (хотя технически вы проверяете доказательства против нулевой гипотезы). Итак, что касается нашего учебного примера, нулевая и альтернативная гипотеза будет отражать утверждения обо всех студентах статистики, обучающихся на курсах менеджмента.

Нулевая гипотеза по сути является позицией «адвоката дьявола». То есть предполагается, что все, что вы пытаетесь доказать, не произошло (подсказка : обычно утверждает, что что-то равно нулю).Например, два разных метода обучения не привели к разным результатам экзаменов (то есть нулевой разнице). Другим примером может быть отсутствие связи между тревожностью и спортивными результатами (т. Е. Наклон равен нулю). Альтернативная гипотеза утверждает обратное и обычно представляет собой гипотезу, которую вы пытаетесь доказать (например, два разных метода обучения действительно привели к разным результатам на экзамене). Изначально вы можете сформулировать эти гипотезы в более общих терминах (например, используя такие термины, как «эффект», «взаимосвязь» и т. Д.).), как показано ниже для примера методов обучения:

Нулевые гипотезы (H 0 ):	Проведение семинаров не влияет на успеваемость студентов.
Альтернативная гипотеза (H A ):	Проведение семинара положительно влияет на успеваемость студентов.

В зависимости от того, как вы хотите «резюмировать», результаты экзамена определят, как вы, возможно, захотите написать более конкретную нулевую или альтернативную гипотезу.Например, вы можете сравнить среднее значение результатов экзамена каждой группы (т. Е. Группы «семинар» и группы «только лекции»). Это то, что мы продемонстрируем здесь, но другие варианты включают в себя, среди прочего, сравнение распределений , медиан . Таким образом, мы можем констатировать:

Нулевые гипотезы (H 0 ):	Средняя оценка за экзамены по методам обучения "семинар" и "только лекция" среди населения одинакова.
Альтернативная гипотеза (H A ):	Средняя оценка за экзамены по методам обучения «семинар» и «только лекция» среди населения не одинакова.

Теперь, когда вы определили нулевую и альтернативную гипотезы, вам необходимо найти доказательства и разработать стратегию для объявления вашей «поддержки» нулевой или альтернативной гипотезы. Мы можем сделать это, используя некоторую статистическую теорию и некоторые произвольные точки отсечения.Обе эти проблемы рассматриваются далее.

Проверка гипотез

Уровни значимости

Уровень статистической значимости часто выражается как так называемое p -значение . В зависимости от выбранного вами статистического теста вы рассчитаете вероятность (т.е. значение p ) наблюдения результатов вашей выборки (или более экстремальных) при условии, что нулевая гипотеза верна.Другой способ сформулировать это - рассмотреть вероятность того, что разница в среднем показателе (или другой статистике) могла возникнуть, исходя из предположения, что на самом деле разницы нет. Давайте рассмотрим это утверждение в отношении нашего примера, где нас интересует разница в средней результативности экзамена между двумя разными методами обучения. Если действительно нет разницы между двумя методами обучения в популяции (т. Е. При условии, что нулевая гипотеза верна), насколько велика вероятность увидеть разницу в средней результативности экзамена между двумя методами обучения, равную (или больше, чем) то, что наблюдалось в вашей выборке?

Итак, вы можете получить значение p , например 0.03 (т.е. p = 0,03). Это означает, что существует 3% -ный шанс обнаружить разницу, равную (или большую) той, которая указана в вашем исследовании, при условии, что нулевая гипотеза верна. Однако вы хотите знать, является ли это «статистически значимым». Как правило, если была 5% или меньше вероятность (5 раз из 100 или меньше), что разница в средней результативности экзамена между двумя методами обучения (или любой другой статистикой, которую вы используете) так же различна, как и наблюдаемая при нулевой гипотезе правда, вы бы отвергли нулевую гипотезу и приняли альтернативную гипотезу.С другой стороны, если бы вероятность была больше 5% (5 раз из 100 или больше), вы не смогли бы отвергнуть нулевую гипотезу и не приняли бы альтернативную гипотезу. Таким образом, в этом примере, где p = 0,03, мы отклонили бы нулевую гипотезу и приняли альтернативную гипотезу. Мы отвергаем его, потому что при уровне значимости 0,03 (то есть с вероятностью менее 5%) полученный результат может происходить слишком часто, чтобы мы были уверены, что именно два метода обучения повлияли на результаты экзамена.

Хотя существует относительно небольшое обоснование того, почему используется уровень значимости 0,05, а не 0,01 или 0,10, например, он широко используется в академических исследованиях. Однако, если вы хотите быть особенно уверены в своих результатах, вы можете установить более строгий уровень 0,01 (вероятность 1% или меньше; вероятность 1 из 100 или меньше).

.

Гипотеза и ее типы - Социальные исследования

Гипотеза - это предварительная связь между двумя или более переменными, которые направляют исследовательскую деятельность на ее проверку.

Гипотеза - это проверяемое предсказание, которое, как ожидается, произойдет. Это может быть ложное или истинное утверждение, которое проверяется в ходе исследования для проверки его подлинности.

Иногда очень трудно начать исследование, не имея веской основы. Следовательно, исследование выстраивает логическую взаимосвязь между различными явлениями, чтобы начать работу над исследованием.Эта логическая взаимосвязь имеет отношение к теме исследования. Эта логическая взаимосвязь между различными явлениями называется гипотезой. Эта логическая взаимосвязь или проверяемое предположение задает направление исследования, определяет фокус исследования и помогает в разработке методов исследования.

Например, исследователь, работающий над темой «Дискриминация женщин в сельском обществе», построит следующие гипотезы:

• Чем выше неграмотность в обществе, тем выше будет дискриминация женщин
• Чем выше патриархат в обществе, тем выше будет дискриминация женщин
• Чем выше традиционные обычаи в обществе, тем выше будет дискриминация женщин

Аналогичным образом исследователь, работающий над темой «Степень использования практики планирования семьи в определенной области», разработает следующую гипотезу:

• Чем выше уровень образования, тем выше будет использование практики планирования семьи
• Чем выше будет доступность услуг по планированию семьи, тем выше будет использование практики планирования семьи
• Чем выше уровень жизни, тем выше будет использование практики планирования семьи

Характеристики гипотезы

1. Проверено эмпирически
2. Просто и ясно
3. Конкретные и актуальные
4. Предсказуемый
5. Управляемый

Важность гипотезы

1. Дает направление исследованиям.
2. Указывает на направленность исследователя.
3. Помогает в разработке методов исследования.
4. Предотвращает слепое исследование.
5. Обеспечивает точность и аккуратность.
6. Экономит ресурсы - время, деньги и энергию.

ВИДЫ ГИПОТЕЗ

Типы гипотез следующие:

1. Простая гипотеза
2. Сложная гипотеза
3. Рабочая или исследовательская гипотеза
4. Нулевая гипотеза
5. Альтернативная гипотеза
6. Логическая гипотеза
7. Статистическая гипотеза

Простая гипотеза

Простая гипотеза - это гипотеза, которая отражает взаимосвязь между двумя переменными - независимой и зависимой переменной.

Примеры:

• Чем выше безработица, тем выше будет уровень преступности в обществе.
• Чем меньше количество удобрений, тем ниже будет производительность сельского хозяйства.
• Чем выше бедность в обществе, тем выше уровень преступлений.

Сложная гипотеза

Сложная гипотеза - это гипотеза, которая отражает взаимосвязь между более чем двумя переменными.

Примеры:

• Чем выше бедность, тем выше неграмотность в обществе, выше будет уровень преступности (три переменные - две независимые переменные и одна зависимая переменная )
• Чем меньше использование удобрений, улучшенных семян и современного оборудования, тем ниже будет производительность сельского хозяйства (четыре переменных - три независимых переменных и одна зависимая переменная )
• Чем выше будет безграмотность в обществе, тем выше будет уровень бедности и преступности.(три переменные - одна независимая переменная и две зависимые переменные )

Рабочая гипотеза

Гипотеза, которую принято проверять и работать над исследованием, называется рабочей гипотезой. Это гипотеза, которая считается подходящей для объяснения определенных фактов и взаимосвязи явлений. Есть надежда, что эта гипотеза породит продуктивную теорию и будет принята для проверки для исследования.

Это может быть любая гипотеза, которая обрабатывается для работы в ходе исследования.

Альтернативная гипотеза

Если рабочая гипотеза оказывается неверной или отвергается, формулируется другая гипотеза (для замены рабочей гипотезы) , которая проверяется для получения желаемых результатов - это известно как альтернативная гипотеза.

Как следует из названия, это альтернативное предположение (отношение или объяснение), которое принимается после того, как рабочая гипотеза не дает необходимой теории. Альтернативная гипотеза обозначается H ₁ .

Нулевая гипотеза

Нулевая гипотеза - это гипотеза, которая не выражает связи между переменными. Это отрицает связь между переменными.

Примеры:

• Бедность не имеет ничего общего с уровнем преступности в обществе.
• Неграмотность не имеет ничего общего с уровнем безработицы в обществе.

Нулевая гипотеза имеет свое назначение. Нулевая гипотеза делается с намерением, когда исследователь хочет не одобрить, отклонить или аннулировать нулевую гипотезу, чтобы подтвердить связь между переменными.Нулевая гипотеза обычно делается для обратной стратегии - чтобы доказать ее ошибочность и подтвердить, что существует связь между переменными. Нулевая гипотеза обозначается H _O .

Статистическая гипотеза

Гипотеза, которая может быть проверена статистически, известна как статистическая гипотеза.

Это может быть любая гипотеза, которая может быть проверена статистически. Это означает, что использование количественных методов для получения статистических данных позволяет легко их проверить.Можно также сказать, что переменные в статистической гипотезе могут быть преобразованы в поддающиеся количественной оценке субпеременные для статистической проверки.

Логическая гипотеза

Гипотеза, которая может быть проверена логически, известна как логическая гипотеза.

Это гипотеза, выражающая взаимосвязь, взаимосвязи которой могут быть объединены на основе логического объяснения. Это можно проверить логическими доказательствами. Логическая проверка не обязательно означает невозможность ее проверки статистически.Это может быть подтверждено или не подтверждено статистически, но может быть подтверждено логически.

.

Что такое научная гипотеза? | Определение гипотезы

Научная гипотеза - это исходный строительный блок научного метода. Многие описывают это как «обоснованное предположение», основанное на предварительных знаниях и наблюдениях. Хотя это правда, определение можно расширить. Согласно Национальной ассоциации учителей естественных наук, гипотеза также включает объяснение того, почему предположение может быть верным.

Основы гипотез

Гипотеза - это предлагаемое решение для необъяснимого явления, которое не укладывается в текущую принятую научную теорию.Основная идея гипотезы состоит в том, что нет предопределенного результата. Чтобы гипотеза могла быть названа научной гипотезой, она должна быть чем-то, что можно поддержать или опровергнуть с помощью тщательно продуманных экспериментов или наблюдений. Это называется опровержимостью и проверяемостью. Согласно Британской энциклопедии, эта идея была выдвинута в середине 20-го века британским философом Карлом Поппером.

Ключевой функцией на этом этапе научного метода является получение прогнозов на основе гипотез о результатах будущих экспериментов, а затем выполнение этих экспериментов, чтобы увидеть, подтверждают ли они эти прогнозы.

Согласно Калифорнийскому университету, гипотеза обычно записывается в форме утверждения «если / то». Это утверждение дает возможность (если) и объясняет, что может произойти из-за возможности (тогда). Заявление может также включать "может".

Вот несколько примеров гипотез:

• Если чеснок отпугивает блох, то собака, которой ежедневно дают чеснок, не заразится.
• На рост бактерий может повлиять уровень влажности в воздухе.
• Если сахар вызывает кариес, то люди, которые едят много конфет, могут быть более склонны к образованию кариеса.
• Если УФ-свет может повредить глаза, возможно, УФ-свет является причиной слепоты.

Проверка гипотезы

Обратите внимание, что все вышеприведенные утверждения можно проверить. Согласно данным Университета Среднего Запада, основная черта гипотезы заключается в том, что что-то можно проверить и что эти тесты можно воспроизвести.

Пример непроверяемого утверждения: «Все люди хотя бы раз влюбляются.«Определение любви субъективно. Кроме того, было бы невозможно опросить каждого человека об их личной жизни. Непроверяемое утверждение можно изменить, чтобы сделать его проверяемым. Например, предыдущее утверждение можно было бы изменить на« Если любовь » это важная эмоция, некоторые могут подумать, что каждый должен полюбить хотя бы один раз ». С помощью этого утверждения исследователь может опросить группу людей, чтобы узнать, сколько из них считает, что люди должны влюбиться хотя бы раз.

Гипотеза такова. часто исследуются несколькими учеными, чтобы гарантировать целостность и достоверность эксперимента.Этот процесс может занять годы, и во многих случаях гипотезы не продвигаются дальше научного метода, так как трудно собрать достаточные подтверждающие доказательства.

«Как полевой биолог, моя любимая часть научного метода - это сбор данных в полевых условиях», - сказал Live Science Хайме Таннер, профессор биологии из колледжа Мальборо. «Но что действительно делает это забавным, так это знание того, что вы пытаетесь ответить на интересный вопрос, поэтому первый шаг в выявлении вопросов и выработке возможных ответов (гипотез) также очень важен и представляет собой творческий процесс.Затем, как только вы соберете данные, вы проанализируете их, чтобы увидеть, подтверждается ли ваша гипотеза ».

Нулевая гипотеза - это название гипотезы, которая, возможно, ложна или не имеет никакого эффекта. Часто во время теста ученый будет исследовать другую ветвь идеи, которая может работать, которая, согласно Калифорнийскому университету в Беркли, называется альтернативной гипотезой.

Во время теста ученый может попытаться доказать или опровергнуть только нулевую гипотезу или проверить как нулевую, так и нулевую гипотезы. альтернативная гипотеза.Если гипотеза указывает определенное направление, она называется односторонней гипотезой. Это означает, что ученый считает, что результат будет либо с эффектом, либо без эффекта. Когда гипотеза создается без предсказания результата, она называется двусторонней гипотезой, потому что есть два возможных результата. Результат может быть как с эффектом, так и без эффекта, но пока тестирование не будет завершено, невозможно узнать, каким будет результат, согласно Интернет-центру методов социальных исследований.

Во время тестирования ученый может столкнуться с двумя типами ошибок. Ошибка типа I возникает, когда нулевая гипотеза отклоняется, когда она истинна. По данным Калифорнийского университета в Беркли, ошибка типа II возникает, когда нулевая гипотеза не отвергается, если она ложна.

После анализа результатов гипотеза может быть отвергнута или изменена, но ее нельзя доказать в 100% случаев. Например, относительность проверялась много раз, поэтому ее обычно принимают за истину, но может быть случай, который не встречался, где это не так.Например, ученый может выдвинуть гипотезу о том, что определенный сорт помидора имеет красный цвет. Затем в ходе исследования ученый обнаружил, что каждый помидор этого типа красный. Хотя его результаты подтверждают его гипотезу, где-то в мире может быть помидор такого типа, который не является красным. Таким образом, его гипотеза верна, но может не быть верной в 100% случаев.

Развитие гипотезы

Большинство формальных гипотез состоят из понятий, которые можно связать, и проверить их взаимосвязь.Группа гипотез объединяется, чтобы сформировать концептуальную основу. По мере сбора достаточного количества данных и доказательств для поддержки гипотезы она становится рабочей гипотезой, что является важной вехой на пути к превращению в теорию. Хотя гипотезы и теории часто путают, теории являются результатом проверенных гипотез. В то время как гипотезы - это идеи, теории объясняют результаты проверки этих идей.

«Теории - это способы, с помощью которых мы понимаем то, что мы наблюдаем в мире природы.Теории - это структуры идей, которые объясняют и интерпретируют факты », - сказал Таннер.

Дополнительные ресурсы

.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Демокрит (греч .: Δημόκριτος) был древнегреческим философом. Он родился во Фракии, Греция, около 460 г. до н.э.

Он был богатым гражданином Абдеры во Фракии и учеником Левкиппа, другого греческого философа. Он изучал натурфилософию во Фракии, Афинах и Абдере. Он любил изучать геометрию и побывал во многих местах, включая Египет, Вавилон и Индию. Он написал много книг и никогда не был женат.

Демокрит известен своей атомистической теорией Вселенной.Он сказал, что вселенная состоит из двух элементов: атомов и пространства, в котором они существуют и движутся ". Он считал, что вся материя состоит из атомов. Это вечные, неразрушимые и невидимые частицы. Они состоят из разных форм, разные свойства, и они всегда движутся. Он считал, что количество атомов бесконечно.

У Демокрита не было никаких научных доказательств. У него были эти идеи, когда он думал о них. Однако его идеи были близки к открытиям, сделанным через 2000 лет после его смерти.

Умер ок. 370 г. до н.э.

.

Внезапное изменение запаха тела: причины, симптомы и лечение

Внезапное изменение запаха тела обычно происходит в определенной области тела. Общие зоны включают:

. Вы также можете заметить внезапный запах стула, мочи, ушной серы или выделений из половых органов. Вне зависимости от местонахождения запах может быть разным. Он может быть неприятным, острым, рыбным, кислым, горьким или даже сладким.

Другие симптомы зависят от причины. Если изменение запаха вызвано инфекцией, запах также может сопровождаться:

• покраснением
• сыпью
• зудом
• сочным выделением, выделением или изменением цвета

Окружающая среда, то, что вы едите, принимаете лекарства Однако внезапное изменение запаха тела может быть вызвано сдвигами в уровне гормонов или другими заболеваниями.

Изменение запаха тела может быть нормальным явлением в процессе развития, например, когда подросток переживает период полового созревания. В период полового созревания потовые железы и гормоны становятся более активными, что может вызвать БО.

Если вы занимались спортом, причиной может быть чрезмерное потоотделение. Если вы не пользуетесь антиперспирантом и не придерживаетесь здоровой гигиены, пот может смешиваться с бактериями, вызывая неприятный запах.

Если запах тела стойкий и сопровождается другими симптомами, это может быть что-то еще.

Диета

Пища, которую вы едите, иногда может вызвать внезапное временное изменение запаха тела. Например, многие люди испытывают внезапный резкий запах мочи после употребления спаржи. Запах исчезнет после того, как пища перейдет в метаболизм, если ее не есть ежедневно.

Некоторые продукты также могут вызвать выделение большего количества газов, что может привести к отрыжке или метеоризму. В зависимости от того, какую пищу вы едите и сколько газа вы производите, это может вызвать неприятный запах.

Некоторые продукты, которые могут вызывать неприятный запах, включают:

• брокколи
• цветная капуста
• капуста
• бок чой
• спаржа

Если у вас непереносимость или чувствительность к пище, продукты, к которым вы чувствительны, также могут вызывать лишний газ.

Общий рацион также может влиять на запах тела. Некоторые исследования показали, что у мужчин, которые придерживались здоровой диеты с высоким содержанием фруктов и овощей, пот лучше пахнет, независимо от того, сколько они потеют.

С другой стороны, самооценки показали, что высокое потребление углеводов было связано с менее приятным запахом пота.

Другое исследование показало, что высокое потребление мяса может отрицательно сказаться на запахе тела по сравнению с растительной диетой.

Неприятный запах изо рта может легко возникнуть из-за употребления определенных продуктов, особенно сильнодействующих, таких как специи, чеснок, лук или редис.Курение табачных изделий также может вызвать неприятный запах изо рта.

Стресс

Стресс и беспокойство могут иногда вызывать повышенное потоотделение, что приводит к усилению запаха тела.

Если у вас гипергидроз, вы чрезмерно и бесконтрольно потеете, иногда без видимой причины. У некоторых людей это заболевание развивается из-за генетики, основного состояния здоровья или при приеме определенных лекарств.

Согласно исследованию 2016 года, гипергидроз и стресс связаны.Многие люди, у которых развивается это состояние, испытывают стресс, особенно если чрезмерное потоотделение влияет на их самооценку или уверенность в себе.

Гипергидроз часто диагностируется у людей с психическими расстройствами, такими как социальная тревога, которые могут повлиять на его начало.

Диабет (диабетический кетоацидоз)

Сахарный диабет - это состояние, которое возникает, когда ваш организм либо не вырабатывает достаточно инсулина, либо не может эффективно использовать то, что он производит. Это приводит к высокому уровню сахара в крови.

Если уровень сахара в крови становится очень высоким, может возникнуть осложнение, называемое диабетическим кетоацидозом (ДКА). Кетоны накапливаются в организме до опасного уровня и выделяются в кровь и мочу. Кроме того, DKA вызывает фруктовый запах изо рта.

Скорая медицинская помощь

Если у вас диабет, и изо рта внезапно появляется фруктовый запах, сопровождающийся частым мочеиспусканием и очень высоким уровнем глюкозы в крови, немедленно обратитесь к врачу. Диабетический кетоацидоз требует неотложной медицинской помощи.

Менопауза, менструация и беременность

Вы когда-нибудь думали, что во время менструации у вас может измениться запах? Исследования показали, что женщины с высокой фертильностью в течение своего менструального цикла на самом деле испускают другой, воспринимаемый мужчинами более привлекательный запах, чем женщины с низкой фертильностью в своем цикле.

Этот запах даже был предложен для того, чтобы влиять на взаимодействие женщин с другими женщинами, поскольку плодородие, очевидно, всем хорошо пахнет.

В других случаях колебания гормонов могут вызвать изменение запаха тела или вагинального запаха.Это не обязательно может быть неприятным - просто другое. Легкий запах не является поводом для беспокойства и может быть связан с беременностью, менопаузой или менструацией.

Вагинальные инфекции

Некоторые вагинальные инфекции, такие как вагинальная паразитарная инфекция или бактериальный вагиноз, могут вызвать внезапное изменение вагинального запаха. Другие типы инфекций, которые возникают вне влагалища, также могут вызывать изменение запаха тела в пораженной области.

Вагинальные дрожжевые инфекции обычно не вызывают запаха из влагалища.Однако обычно они сопровождаются зудом, покраснением или жжением.

Бактериальный вагиноз - наиболее частая вагинальная инфекция у женщин детородного возраста, часто имеющая рыбный запах. Остальные симптомы аналогичны симптомам дрожжевой инфекции.

Трихомониаз, тип паразитарной инфекции, передаваемой половым путем, часто протекает бессимптомно, но может изменять вагинальный запах. Выделения могут иметь неприятный запах, изменить цвет или стать пенистыми.

Кожные инфекции

Если на вашей коже разовьется инфекция, новая или вызванная ранее существовавшим заболеванием, вы можете почувствовать внезапный запах на месте инфекции.

Некоторые типы кожных инфекций или состояний, которые могут вызывать запах, включают:

• подмышечный трихомикоз, бактериальную инфекцию волосяных фолликулов подмышек
• эритразму, поверхностную бактериальную инфекцию кожи
• опрелость, сыпь на кожной складке, которая может стать пахнет в присутствии наложенной вторичной инфекции, такой как кандидоз (грибковая инфекция)

Стопа спортсмена

Если ваши ноги внезапно начинают неприятно пахнуть и чешутся, возможно, у вас развилась обычная грибковая инфекция, называемая микобактерией.

Грибок растет в теплой и влажной среде вашей обуви и носков. Если вы не придерживаетесь здоровых привычек гигиены ног, у вас может быть больше шансов их выработать.

Рак

Может ли запах рака? Некоторые люди с запущенным раком сообщают о неприятном запахе тела, но обычно это связано с инфицированными ранами, связанными с раком. Эти раны встречаются примерно у 5 процентов больных раком.

Некоторые люди с гинекологическими опухолями жалуются на выделения из влагалища с неприятным запахом.Это происходит из-за наличия определенных кислот, которые можно уменьшить с помощью антибиотика метронидазола.

Витамины или добавки

Дефицит витаминов и минералов (когда вы не получаете достаточного количества витаминов или минералов в вашем рационе) или мальабсорбция (когда ваше тело не может усваивать питательные вещества из того, что вы едите) иногда может вызывать запах тела или запах в стуле или моче.

Например, цинга - дефицит витамина С - может вызывать зловонный запах пота.

Другие причины

• Инфекция мочевыводящих путей (ИМП). Бактериальная ИМП возникает, когда бактерии попадают в мочевыводящие пути и размножаются. Этот тип инфекции может привести к тому, что ваша моча будет издавать сильный запах, а также повлиять на ощущение, частоту, срочность и внешний вид мочи.
• Пневмония. Это легочная инфекция, которая иногда вызывает неприятный запах изо рта и мокроты.
• Туберкулез (ТБ). Это бактериальная инфекция, которая поражает легкие, горло и шею, вызывая неприятный запах изо рта.Отек язвенных лимфатических узлов также может вызывать запах несвежего пива.
• Отравление токсинами. Если вы проглотите определенные токсины, это может повлиять на запах вашего тела. Например, прием цианида может вызвать запах горького миндаля изо рта. Мышьяк и некоторые инсектициды могут создавать сильный запах чеснока. При отравлении скипидаром моча пахнет фиалками.
• Уремия. Это признак почечной недостаточности. Это может вызвать запах аммиака или мочи изо рта.
• Кишечная непроходимость. При непроходимости кишечника у некоторых людей может возникнуть рвота содержимым желудка, из-за чего у них будет пахнуть фекалиями.
• Инфекция пупка. Хотя гигиена обычно является причиной неприятного запаха пупка, если ваш пупок начинает пахнуть, возможно, он инфицирован. В случае инфицирования другие симптомы могут включать выделения, покраснение, зуд, отек и даже кровотечение.
• Инфекция уха. Ушная сера нормальная и здоровая, но ее запах может указывать на проблему или инфекцию. Другие симптомы могут включать покраснение, зуд, боль, нарушение равновесия, проблемы со слухом и гной.

Гипергидроз

Если гипергидроз вторичен по отношению к основному заболеванию, лечение этого состояния должно облегчить симптомы. Если это связано с определенным лекарством, вы можете поговорить с врачом о его корректировке.

Если причина неизвестна, есть несколько способов лечения, которые могут помочь:

• кремы или антиперспиранты по рецепту
• лекарства
• посещение психиатра и практика релаксации
• хирургия
• инъекции ботокса

Он также может Помогите изменить образ жизни, если вы ежедневно купаетесь, выбираете одежду из дышащих натуральных материалов и часто меняете носки, чтобы ноги могли дышать.

Инфекции

Несмотря на то, что многие типы инфекций не являются серьезными, их следует лечить немедленно, чтобы избежать осложнений.

Инфекции будут лечиться по-разному в зависимости от причины и серьезности. Обычно для лечения используются антибиотики или противогрибковые препараты. Обычно они используются для местного применения, но также могут быть пероральными или внутривенными.

Узнайте, как лечить каждую из этих инфекций:

Управление диабетом

Если у вас есть симптомы диабетического кетоацидоза, когда вы чувствуете запах фруктового запаха изо рта, вам следует обратиться за неотложной медицинской помощью.

Управление диабетом - это адекватный контроль уровня глюкозы в крови. Узнайте о лучших способах борьбы с диабетом с помощью лекарств, альтернативных методов лечения или естественных средств.

Изменение диеты, добавок или лекарств

Если изменения запаха вашего тела вызваны продуктами питания, вы можете избегать их и разнообразить свой рацион.

Если у вас дефицит витаминов, врач может выяснить это с помощью простого анализа крови. Вы можете получить больше этих витаминов, добавляя определенные продукты в свой рацион или принимая добавки.

Если в результате побочного действия лекарства, который вы принимаете, запах вашего тела изменился неприятным образом, обратитесь к врачу. Они могут помочь вам обсудить возможные варианты: изменить дозу или перейти на другое лекарство.

Не прекращайте принимать лекарства, пока не поговорите с врачом.

Стопа спортсмена

Стопа спортсмена обычно очень хорошо поддается лечению в домашних условиях, включая:

• безрецептурные противогрибковые порошки, спреи, мази и лосьоны
• перекись водорода или медицинский спирт
• масла, такие как чай дерево или ним
• тальк
• ванны с морской солью

Рак

Сам по себе рак обычно не пахнет, но инфицированная рана, связанная с ним, может.

Если у вас внезапно изменился запах тела и у вас диагностирован рак, поговорите со своим врачом. Им можно обработать инфицированную рану.

.

---

Смотрите также

• 
  Как убрать запах детской мочи
• 
  Чем полоскать рот от запаха во рту
• 
  Как избавиться от неприятного запаха мочи
• 
  Чем вывести запах молока
• 
  Как удалить потливость и запах ног
• 
  Как избавиться в туалете от запаха канализации
• 
  Запах чего отпугивает комаров
• 
  Как избавиться от мышиного запаха в машине
• 
  Как вывести запах лука изо рта
• 
  Как избавить вещи от запаха затхлости
• 
  Как вывести запах табака