Естествознание. Базовый уровень. 10 класс. В. И. Сивоглазов
Читать онлайн книгу.
понять причину устойчивости атома. Ведь при движении заряженные частицы – электроны – должны излучать энергию и рано или поздно упасть на ядро. В этом случае атом прекратил бы своё существование. Однако ничего подобного не происходит.
Модель Резерфорда была усовершенствована датским физиком Н. Бором. В соответствии с теорией Бора электроны, находясь в атоме на стационарных орбитах, не излучают и не поглощают энергию. Энергия электрона меняется при переходе с одной орбиты на другую. При этом переход электрона на более высокий энергетический уровень сопровождается поглощением атомом фотона, а переход из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией – излучением фотона. С помощью такой модели стало возможно объяснить устойчивость атомов, она достаточно хорошо описывает строение атома водорода, но с помощью неё нельзя объяснить строение более сложных атомов.
На примере создания моделей атома мы видим, что с развитием науки выявляется ограниченность той или иной идеальной модели, в результате модель развивается и совершенствуется.
В ряде случаев используют модели-аналогии. Аналогия позволяет на основе установленного сходства одних свойств объектов делать выводы о сходстве других их свойств. Например, нидерландский учёный Х. Гюйгенс (1629–1695), выявив общие свойства звука и света, такие как отражение, преломление, интерференция, дифракция, пришёл к выводу, что свет имеет волновую природу. В этом случае звуковые волны служили моделью-аналогией для световых волн. Механические колебания могут служить моделью-аналогией электромагнитных колебаний. Установив сходство уравнений, описывающих механические и электромагнитные колебания, можно провести аналогии между физическими величинами механики и электродинамики, описывающими колебания. Из формулы периода колебаний пружинного маятника: T = 2π√m/k можно получить формулу периода электромагнитных колебаний: T =2π √LC.
« Напомним, что
T – период колебаний,
m – масса,
k – жёсткость пружины,
L – индуктивность катушки,
С – ёмкость конденсатора.
Теоретическое исследование модели позволяет переходить от реальных объектов и процессов к идеальным моделям, действие с которыми даёт возможность получить результаты, применимые к реальным объектам.
Мысленный эксперимент – это познавательный процесс, воссоздающий ситуацию реального эксперимента и осуществляемый с помощью идеальной модели.
Впервые термин «мысленный эксперимент» ввёл в науку Эрнст Мах (1836–1916), австрийский физик и философ. Он говорил, что каждый человек может мысленно создать ту или иную ситуацию, выполнить определённые умственные действия и получить результат, который будет соответствовать результату в реальной жизни.
В эпоху Античности учёные придерживались мнения, что не реальные эксперименты, а именно мысленные являются единственно верными методами познания окружающего мира. Например, Герон Александрийский