Biz məktəb kurikulumundakı problemlər və köhnəlmiş anlayışlar haqqında silsilə məqalələrə başlayırıq və məktəblilərə fizikanın nə üçün lazım olduğunu və niyə bu gün bizim istədiyimiz kimi tədris olunmadığını müzakirə etməyi təklif edirik.

Müasir tələbə niyə fizikanı öyrənir? Ya valideynlər, müəllimlər onu narahat etməsinlər, ya da ondan sonra istədiyi imtahandan uğurla keçib, lazımi sayda bal toplayıb yaxşı universitetə ​​qəbul olunsun. Tələbənin fizikanı sevdiyi başqa bir variant var, lakin bu sevgi adətən məktəb proqramından ayrı bir şəkildə mövcuddur.

Bu hallardan hər hansı birində tədris eyni sxem üzrə aparılır. O, özünün idarəetmə sisteminə uyğunlaşır - bilik elə bir formada təqdim edilməlidir ki, onu asanlıqla yoxlamaq mümkün olsun. Bunun üçün GIA və Vahid Dövlət İmtahan sistemi mövcuddur və nəticədə bu imtahanlara hazırlıq təlimin əsas məqsədinə çevrilir.

Fizika üzrə Vahid Dövlət İmtahanı hazırkı versiyada necə təşkil olunub? İmtahan tapşırıqları nəzəri olaraq hər bir tələbənin bilməli olduğu düsturları ehtiva edən xüsusi kodlaşdırıcıya uyğun tərtib edilir. Bu, məktəb kurikulumunun bütün bölmələri üçün - kinematikadan nüvə fizikasına qədər yüzə yaxın düsturdur.

Tapşırıqların əksəriyyəti - təxminən 80% - bu düsturların tətbiqinə yönəldilmişdir. Üstəlik, digər həll üsullarından istifadə edilə bilməz: siyahıda olmayan bir düsturla əvəz etdim - cavab birləşsə belə, müəyyən sayda xal almadım. Və yalnız qalan 20% anlama tapşırıqlarıdır.

Nəticə etibarilə, tədrisin əsas məqsədi şagirdlərin bu düsturlar toplusunu bilməsini və tətbiq edə bilməsini təmin etməkdir. Və bütün fizika sadə kombinatorikaya gəlir: problemin şərtlərini oxuyun, hansı düstura ehtiyacınız olduğunu anlayın, lazımi göstəriciləri əvəz edin və sadəcə nəticə əldə edin.

Elit və ixtisaslaşdırılmış fizika və riyaziyyat məktəblərində təhsil, əlbəttə ki, fərqli şəkildə qurulur. Bütün növ olimpiadalara hazırlıqda olduğu kimi, burada da yaradıcılığın müəyyən elementi var və düsturların kombinatorikası xeyli mürəkkəbləşir. Amma burada bizi fizikanın əsas proqramı və onun çatışmazlıqları maraqlandırır.

Adi bir məktəblinin bilməli olduğu standart tapşırıqlar və mücərrəd nəzəri konstruksiyalar onun başından çox tez silinir. Nəticə etibarı ilə məktəbi bitirdikdən sonra heç kim fizikanı bilmir - nədənsə onunla maraqlanan və ya ixtisası üzrə ehtiyacı olan azlıqdan başqa.

Belə çıxır ki, əsas məqsədi təbiəti və real fiziki dünyanı bilmək olan elm məktəbdə tamamilə mücərrəd və gündəlik insan təcrübəsindən uzaqlaşır. Fizika, digər fənlər kimi, sıxışdırmaqla öyrədilir və orta məktəbdə öyrənilməli olan biliklərin miqdarı kəskin şəkildə artdıqda, hər şeyi yadda saxlamaq sadəcə qeyri-mümkün olur.

Öyrənməyə "formula" yanaşması haqqında aydındır.

Ancaq öyrənmənin məqsədi düsturların tətbiqi deyil, mövzunun başa düşülməsi olsaydı, bu lazım olmazdı. Anlamaq, nəhayət, sıxışdırmaqdan daha asandır.

Dünyanın şəklini yaradın

Gəlin, məsələn, Yakov Perelmanın məktəblilərin və məktəbdən sonrakı uşaqların bir çox nəsillərinin oxuduğu "Əyləncəli fizika", "Əyləncəli riyaziyyat" kitablarını necə oxuduğuna baxaq. Perlmanın "Fizika" nın demək olar ki, hər bəndi elementar məntiqdən və gündəlik təcrübədən başlayaraq hər bir uşağın özünə verə biləcəyi suallar verməyi öyrədir.

Burada həll etməyimiz təklif olunan vəzifələr kəmiyyət deyil, keyfiyyətdir: biz səmərəlilik kimi bəzi mücərrəd göstəriciləri hesablamamalıyıq, ancaq əbədi hərəkət maşınının reallıqda niyə qeyri-mümkün olduğunu düşünməliyik, topdan atəş açmaq mümkündürmü? ay; bir təcrübə aparmaq və hər hansı fiziki qarşılıqlı təsirin nə olacağını qiymətləndirmək lazımdır.

"Əyləncəli fizika" 1932-dən bir nümunə: mexanika qaydalarına uyğun olaraq həll edilən Krılovun qu quşu, xərçəngkimi və pike problemi. Nəticə (OD) arabanı suya aparmalıdır.

Bir sözlə, burada düsturları yadda saxlamaq lazım deyil - əsas odur ki, ətrafdakı reallıq obyektlərinin hansı fiziki qanunlara tabe olduğunu başa düşək. Yeganə problem ondadır ki, bu cür biliyi obyektiv yoxlamaq şagirdin başında dəqiq müəyyən edilmiş düsturlar və tənliklər toplusunun olmasından daha çətindir.

Buna görə də, adi bir tələbə üçün fizika darıxdırıcı bir sıxıntıya çevrilir və ən yaxşı halda - ağılın bir növ mücərrəd oyununa çevrilir. İnsanda dünya haqqında tam təsəvvür yaratmaq heç də müasir təhsil sisteminin de-fakto yerinə yetirdiyi vəzifə deyil. Bu baxımdan, yeri gəlmişkən, çoxlarının həddən artıq qiymətləndirməyə meylli olduğu sovet dövründən çox da fərqlənmir (çünki əvvəllər biz guya atom bombası hazırlayıb kosmosa uçmuşuq, indi isə ancaq neft satmağı bilirik).

Fizika biliklərinə görə, indi də məzun olduqdan sonra tələbələr, o vaxt olduğu kimi, təxminən iki kateqoriyaya bölünür: onu çox yaxşı bilənlər və ümumiyyətlə bilməyənlər. İkinci kateqoriya ilə, xüsusən də 7-11-ci siniflərdə fizikanın tədrisi üçün ayrılan vaxt həftədə 5 saatdan 2 saata endiriləndə vəziyyət daha da pisləşdi.

Məktəblilərin əksəriyyətinə həqiqətən də fiziki düsturlara və nəzəriyyələrə ehtiyac yoxdur (bunu çox yaxşı başa düşürlər), ən əsası isə onları indi təqdim etdikləri mücərrəd və quru forma maraqlandırmır. Nəticədə, kütləvi təhsil heç bir funksiyanı yerinə yetirmir - bu, yalnız vaxt və səy tələb edir. Məktəblilərin müəllimlərdən heç nə azlığı yoxdur.

Diqqət: elmin tədrisinə yanlış yanaşma dağıdıcı ola bilər

Əgər məktəb kurikulumunun vəzifəsi dünyanın mənzərəsini formalaşdırmaqdan ibarət olsaydı, vəziyyət tamam başqa cür olardı.

Əlbəttə ki, onlar mürəkkəb problemlərin həlli yollarını öyrədən və artıq gündəlik təcrübə ilə kəsişməyən nəzəriyyə ilə dərindən tanış olduqları ixtisaslaşdırılmış siniflər də olmalıdır. Ancaq adi, “kütləvi” məktəbli üçün yaşadığı fiziki dünyanın hansı qanunlarla işlədiyini bilmək daha maraqlı və faydalı olardı.

Məsələ, təbii ki, məktəblilərin dərslik əvəzinə Perelmanı oxuması ilə bitmir. Biz tədrisə yanaşmamızı dəyişməliyik. Bir çox bölmələr (məsələn, kvant mexanikası) məktəb kurikulumundan çıxarıla bilər, digərləri isə ixtisar edilə və ya yenidən işlənə bilər, əgər hər yerdə mövcud olan təşkilati çətinliklər, fənnin və bütövlükdə təhsil sisteminin fundamental mühafizəkarlığı olmasaydı.

Ancaq gəlin bir az xəyal edək. Bu dəyişikliklərdən sonra, bəlkə də, ümumi sosial adekvatlıq da artacaqdı: insanların sadə cihazların köməyi ilə "bioloji sahənin qorunması" və "auranın normallaşdırılması" haqqında spekulyasiya edən hər cür burulma fırıldaqçılarına inanmaq ehtimalı azalacaqdı. naməlum mineralların parçaları.

Biz artıq 90-cı illərdə ən uğurlu fırıldaqçıların dövlət büdcəsindən xeyli vəsait xərclədiyi vəhşi təhsil sisteminin bütün bu nəticələrini müşahidə etmişik və kiçik miqyasda da olsa, indi müşahidə edirik.

Məşhur Qriqori Qrabovoy nəinki insanları dirildə biləcəyinə inandırdı, həm də düşüncə gücü və “psixik diaqnozu qoyulmuş” hökumət təyyarələri ilə Yerdən asteroidləri çıxardı. Onu heç kim yox, Rusiya Federasiyası Prezidenti yanında Təhlükəsizlik Xidmətinin rəis müavini general Georgi Roqozin himayə edirdi.

Yer planetindən olan elm adamları təbiətin və kainatın bütövlükdə necə işlədiyini təsvir etmək üçün bir ton alətdən istifadə edirlər. Onlar qanunlara və nəzəriyyələrə gəlirlər. Fərq nədir? Elmi qanun çox vaxt riyazi ifadəyə endirilə bilər, məsələn, E = mc²; bu ifadə empirik məlumatlara əsaslanır və onun həqiqəti, bir qayda olaraq, müəyyən şərtlər toplusu ilə məhdudlaşır. E = mc² vəziyyətində - vakuumda işığın sürəti.

Elmi nəzəriyyə tez-tez bir sıra faktlar və ya konkret hadisələrin müşahidələrini sintez etməyə çalışır. Və ümumiyyətlə (lakin həmişə deyil) təbiətin necə fəaliyyət göstərdiyinə dair aydın və təsdiq edilə bilən bir ifadə var. Elmi nəzəriyyəni tənliyə endirmək heç də lazım deyil, lakin o, təbiətin işinə dair fundamental bir şeyi ifadə edir.

Həm qanunlar, həm də nəzəriyyələr elmi metodun fərziyyələr irəli sürmək, təcrübələr aparmaq, empirik sübutlar tapmaq (və ya tapmamaq) və nəticə çıxarmaq kimi əsas elementlərindən asılıdır. Axı, əgər təcrübə ümumi qəbul edilmiş qanun və ya nəzəriyyə üçün əsas olacaqsa, alimlər nəticələri təkrarlaya bilməlidirlər.

Bu yazıda, məsələn, skan edən elektron mikroskopdan tez-tez istifadə etməsəniz belə, öyrənə biləcəyiniz on elmi qanun və nəzəriyyəyə baxacağıq. Bir partlayışla başlayaq və qeyri-müəyyənliklə bitirək.

Əgər heç olmasa bir elmi nəzəriyyəni bilməyə dəyərsə, o zaman kainatın indiki vəziyyətinə necə çatdığını (yaxud ona çatmadığını) izah etsin. Edwin Hubble, Georges Lemaitre və Albert Einstein tərəfindən aparılan araşdırmalara əsaslanan Big Bang nəzəriyyəsi kainatın 14 milyard il əvvəl böyük bir genişlənmə ilə başladığını irəli sürür. Bir nöqtədə, kainat bir nöqtədə qapalı idi və indiki kainatın bütün maddələrini əhatə edirdi. Bu hərəkət bu günə qədər davam edir və kainatın özü daim genişlənir.

Big Bang nəzəriyyəsi 1965-ci ildə Arno Penzias və Robert Wilson kosmik mikrodalğalı fonu kəşf etdikdən sonra elmi dairələrdə geniş dəstək qazandı. Radio teleskoplarından istifadə edərək, iki astronom kosmik səs-küy və ya zamanla dağılmayan statik səs-küy aşkar etdilər. Princeton tədqiqatçısı Robert Dicke ilə əməkdaşlıq edərək, alim cütü Dikkin orijinal Big Bang-in bütün kainatda tapıla bilən aşağı səviyyəli radiasiyanı geridə qoyması ilə bağlı fərziyyəsini təsdiqlədi.

Hubble-ın Kosmik Genişlənmə Qanunu

Edwin Hubble-ı bir saniyə tutaq. 1920-ci illərdə Böyük Depressiya tüğyan edərkən, Hubble əsaslı astronomik tədqiqatlar aparırdı. O, təkcə Süd yolundan başqa qalaktikaların da olduğunu sübut etməklə kifayətlənmədi, həm də bu qalaktikaların bizim qalaktikamızdan uzaqlaşdıqlarını, bu hərəkəti geri çəkilmə adlandırdı.

Bu qalaktik hərəkətin sürətini ölçmək üçün Hubble kosmik genişlənmə qanununu, yəni Hubble qanununu təklif etdi. Tənlik belə görünür: sürət = H0 x məsafə. Sürət qalaktikaların tənəzzül sürətidir; H0 Hubble sabitidir və ya kainatın genişlənmə sürətini göstərən parametrdir; məsafə bir qalaktikanın müqayisənin aparıldığı qalaktikaya olan məsafəsidir.

Hubble sabiti uzun müddətdir ki, müxtəlif dəyərlərlə hesablanıb, lakin hazırda o, meqaparsekdə 70 km/s sürətlə ilişib qalıb. Bizim üçün o qədər də vacib deyil. Əsas odur ki, qanun bizim qalaktikamıza nisbətən bir qalaktikanın sürətini ölçmək üçün əlverişli bir yoldur. Və daha da əhəmiyyətlisi, qanun Kainatın hərəkəti Böyük Partlayışa qədər izlənilə bilən çoxlu qalaktikalardan ibarət olduğunu müəyyən etdi.

Keplerin planetlərin hərəkət qanunları

Əsrlər boyu elm adamları və dini liderlər planetlərin orbitləri, xüsusən də onların günəş ətrafında fırlanıb-fırlanmaması ilə bağlı bir-biri ilə mübarizə aparırdılar. 16-cı əsrdə Kopernik planetlərin yerin deyil, günəşin ətrafında fırlandığı heliosentrik günəş sistemi haqqında mübahisəli konsepsiyasını irəli sürdü. Ancaq Tycho Brahe və digər astronomların əsərlərindən istifadə edən İohannes Keplerdən sonra planetlərin hərəkəti üçün aydın elmi əsaslar ortaya çıxdı.

Keplerin 17-ci əsrin əvvəllərində işləyib hazırladığı üç planet hərəkət qanunu planetlərin Günəş ətrafında hərəkətini təsvir edir. Bəzən orbitlər qanunu adlanan birinci qanun planetlərin Günəş ətrafında elliptik orbitdə fırlandığını bildirir. İkinci qanun, sahələr qanunu deyir ki, planeti Günəşlə birləşdirən xəttin müəyyən fasilələrlə bərabər sahələr əmələ gətirir. Başqa sözlə, Yerdən Günəşə çəkilmiş xəttin yaratdığı ərazini ölçsəniz və 30 gün ərzində Yerin hərəkətini izləsəniz, mənşəyə nisbətən Yerin mövqeyindən asılı olmayaraq sahə eyni olacaq.

Üçüncü qanun, dövrlər qanunu, planetin orbital dövrü ilə Günəşə olan məsafə arasında aydın əlaqə yaratmağa imkan verir. Bu qanun sayəsində Venera kimi Günəşə nisbətən yaxın olan bir planetin Neptun kimi uzaq planetlərdən çox daha qısa orbital dövrə malik olduğunu bilirik.

Ümumdünya cazibə qanunu

Bu, bugünkü kurs üçün uyğun ola bilər, lakin 300 ildən çox əvvəl ser İsaak Nyuton inqilabi bir fikir irəli sürdü: kütləsindən asılı olmayaraq hər hansı iki cisim bir-birinə cazibə qüvvəsi yaradır. Bu qanun bir çox məktəblinin fizika və riyaziyyatın yuxarı siniflərində qarşılaşdığı tənliklə təmsil olunur.

F = G × [(m1m2)/r²]

F Nyutonla ölçülən iki cisim arasındakı cazibə qüvvəsidir. M1 və M2 iki cismin kütlələri, r isə aralarındakı məsafədir. G qravitasiya sabitidir, hazırda 6,67384(80) 10 −11 və ya N m² kq −2 kimi hesablanır.

Ümumdünya cazibə qanununun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, istənilən iki cisim arasında cazibə qüvvəsini hesablamağa imkan verir. Bu qabiliyyət elm adamları, məsələn, orbitə peyk çıxardıqda və ya ayın gedişatını təyin etdikdə son dərəcə faydalıdır.

Nyuton qanunları

Yer üzündə yaşamış ən böyük elm adamlarından biri haqqında danışarkən, gəlin Nyutonun digər məşhur qanunlarından danışaq. Onun üç hərəkət qanunu müasir fizikanın mühüm hissəsini təşkil edir. Və bir çox digər fizika qanunları kimi, onlar da sadəliyi ilə zərifdirlər.

Üç qanundan birincisi, hərəkətdə olan cismin xarici qüvvənin təsiri olmadan hərəkətdə qaldığını bildirir. Zəmində yuvarlanan bir top üçün xarici qüvvə topla döşəmə arasındakı sürtünmə və ya oğlanın topa digər istiqamətdə dəyməsi ola bilər.

İkinci qanun cismin kütləsi (m) ilə onun sürətlənməsi (a) arasında F = m x a tənliyi şəklində əlaqə qurur. F Nyutonla ölçülən qüvvədir. O, həm də vektordur, yəni yönləndirici komponentə malikdir. Sürətlənməyə görə, yerə yuvarlanan topun hərəkət istiqamətində xüsusi vektoru var və bu, qüvvənin hesablanması zamanı nəzərə alınır.

Üçüncü qanun kifayət qədər mənalıdır və sizə tanış olmalıdır: hər bir hərəkət üçün bərabər və əks reaksiya var. Yəni səthdə olan bir cismə tətbiq olunan hər bir qüvvə üçün cisim eyni qüvvə ilə dəf edilir.

Termodinamikanın qanunları

İngilis fiziki və yazıçısı C.P.Snow bir dəfə demişdi ki, termodinamikanın ikinci qanununu bilməyən bir elm adamı heç vaxt Şekspiri oxumamış alim kimidir. Snounun indiki məşhur bəyanatı termodinamikanın əhəmiyyətini və hətta elmdən uzaq insanların belə onu bilməsinin zəruriliyini vurğulayırdı.

Termodinamika bir sistemdə enerjinin necə işlədiyinə dair elmdir, istər mühərrik, istərsə də Yerin nüvəsi. Bu, Snounun aşağıdakı kimi qeyd etdiyi bir neçə əsas qanuna endirilə bilər:

• Siz qalib gələ bilməzsiniz.
• Siz itkilərdən qaçmayacaqsınız.
• Siz oyundan çıxa bilməzsiniz.

Gəlin buna bir az nəzər salaq. Snounun qalib gələ bilməyəcəyini söyləməklə nəzərdə tutduğu odur ki, maddə və enerji qorunub saxlandığı üçün digərini itirmədən birini qazana bilməzsən (yəni E=mc²). Bu həm də o deməkdir ki, mühərriki işə salmaq üçün istilik təmin etməlisiniz, lakin mükəmməl qapalı sistem olmadıqda, bəzi istilik qaçılmaz olaraq açıq dünyaya qaçacaq və ikinci qanuna səbəb olacaqdır.

İkinci qanun - itkilər qaçılmazdır - o deməkdir ki, artan entropiya səbəbindən əvvəlki enerji vəziyyətinə qayıda bilməzsiniz. Bir yerdə cəmlənmiş enerji həmişə daha az konsentrasiyaya meyllidir.

Nəhayət, üçüncü qanun - siz oyundan çıxa bilməzsiniz - nəzəri cəhətdən mümkün olan ən aşağı temperatura - mənfi 273,15 dərəcə Selsiyə aiddir. Sistem mütləq sıfıra çatdıqda molekulların hərəkəti dayanır, yəni entropiya ən aşağı qiymətə çatacaq və hətta kinetik enerji də olmayacaq. Ancaq real dünyada mütləq sıfıra çatmaq mümkün deyil - yalnız ona çox yaxındır.

Arximedin gücü

Qədim yunan Arximed onun üzmə prinsipini kəşf etdikdən sonra guya “Evrika!” deyə qışqırıb. (Tapıldı!) və Sirakuzadan çılpaq qaçdı. Əfsanə belə deyir. Bu kəşf çox vacib idi. Əfsanədə deyir ki, Arximed bu prinsipi vannaya batırılan zaman vannadakı suyun yüksəldiyini görəndə kəşf edib.

Arximedin üzmə prinsipinə görə, suya batırılmış və ya qismən batmış cismə təsir edən qüvvə cismin yerindən çıxardığı mayenin kütləsinə bərabərdir. Bu prinsip sıxlığın hesablanmasında, eləcə də sualtı qayıqların və digər okean gəmilərinin layihələndirilməsində böyük əhəmiyyət kəsb edir.

Təkamül və təbii seçim

Kainatın necə yarandığına və fiziki qanunların gündəlik həyatımıza necə təsir etdiyinə dair bəzi əsas anlayışları müəyyən etdiyimizə görə, indi diqqətimizi insan formasına yönəldək və bu nöqtəyə necə gəldiyimizi öyrənək. Əksər alimlərin fikrincə, Yerdəki bütün canlıların ortaq əcdadı var. Lakin bütün canlı orqanizmlər arasında bu qədər böyük fərq yaratmaq üçün onlardan bəziləri ayrı bir növə çevrilməli idi.

Ümumi mənada bu fərqlilik təkamül prosesində baş vermişdir. Orqanizmlərin populyasiyaları və onların xüsusiyyətləri mutasiyalar kimi mexanizmlərdən keçmişdir. Bataqlıqlarda özlərini kamuflyaj edən qəhvəyi qurbağalar kimi daha çox sağ qalma xüsusiyyətlərinə malik olanlar təbii olaraq sağ qalmaq üçün seçilirdilər. Təbii seçmə termini buradan gəlir.

Bu iki nəzəriyyəni dəfələrlə çoxalda bilərsiniz və əslində Darvin bunu 19-cu əsrdə etdi. Təkamül və təbii seçmə Yerdəki həyatın böyük müxtəlifliyini izah edir.

Ümumi nisbilik nəzəriyyəsi

Albert Eynşteyn bizim kainata baxışımızı əbədi olaraq dəyişdirən ən mühüm kəşf idi və olaraq qalır. Eynşteynin əsas irəliləyişi məkan və zamanın mütləq olmadığını və cazibə qüvvəsinin sadəcə bir cismə və ya kütləyə tətbiq olunan qüvvə olmadığını ifadə etməsi idi. Daha doğrusu, cazibə kütlənin məkanı və zamanın özünü (kosmos vaxtı) əyməsi faktı ilə bağlıdır.

Bunu başa düşmək üçün təsəvvür edin ki, məsələn, şimal yarımkürəsindən şərq istiqamətində düz bir xətt üzrə Yer kürəsini idarə edirsiniz. Bir müddət sonra kimsə yerinizi dəqiq müəyyən etmək istəsə, siz ilkin mövqeyinizdən xeyli cənubda və şərqdə olacaqsınız. Bunun səbəbi yerin əyri olmasıdır. Düz şərqə sürmək üçün Yerin formasını nəzərə almaq və bir az şimala bucaq altında sürmək lazımdır. Dəyirmi bir top və bir kağız vərəqini müqayisə edin.

Kosmos demək olar ki, eynidir. Məsələn, Yer ətrafında uçan raketin sərnişinlərinə onların kosmosda düz bir xəttlə uçduqları aydın olacaq. Amma reallıqda onların ətrafındakı məkan-zaman Yerin cazibə qüvvəsi altında əyilir və onların həm irəliləməsinə, həm də Yerin orbitində qalmasına səbəb olur.

Eynşteynin nəzəriyyəsi astrofizika və kosmologiyanın gələcəyinə böyük təsir göstərdi. O, Merkurinin orbitindəki kiçik və gözlənilməz anomaliyanı izah etdi, ulduz işığının necə əyildiyini göstərdi və qara dəliklərin nəzəri əsaslarını qoydu.

Heisenberg qeyri-müəyyənlik prinsipi

Eynşteynin nisbilik nəzəriyyəsini genişləndirməsi bizə kainatın necə işlədiyi haqqında daha çox şey öyrətdi və kvant fizikası üçün zəmin yaratmağa kömək etdi, bu da nəzəri elmin tamamilə gözlənilməz biabırçılığına səbəb oldu. 1927-ci ildə kainatın bütün qanunlarının müəyyən kontekstdə çevik olduğunun dərk edilməsi alman alimi Verner Heyzenberqin heyrətləndirici kəşfinə səbəb oldu.

Qeyri-müəyyənlik prinsipini postulasiya edən Heyzenberq dərk etdi ki, hissəciyin iki xassəsini yüksək dəqiqliklə eyni vaxtda bilmək mümkün deyil. Siz elektronun mövqeyini yüksək dəqiqliklə bilə bilərsiniz, lakin onun impulsunu deyil və əksinə.

Daha sonra Niels Bohr Heisenberg prinsipini izah etməyə kömək edən bir kəşf etdi. Bor aşkar etdi ki, elektron həm hissəcik, həm də dalğa keyfiyyətlərinə malikdir. Konsepsiya dalğa-hissəcik ikiliyi kimi tanındı və kvant fizikasının əsasını təşkil etdi. Buna görə də biz elektronun mövqeyini ölçəndə onu kosmosda müəyyən bir nöqtədə qeyri-müəyyən dalğa uzunluğuna malik hissəcik kimi təyin edirik. Biz impulsu ölçəndə elektronu dalğa kimi qəbul edirik, yəni onun uzunluğunun amplitüdünü bilə bilərik, amma mövqeyini yox.

Dünyamızda baş verən hər şey fizikada müəyyən qüvvələrin təsiri ilə baş verir. Və onların hər birini məktəbdə deyilsə, mütləq institutda öyrənməli olacaqsınız.

Əlbəttə ki, onları yadda saxlamağa cəhd edə bilərsiniz. Ancaq ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqədə olan hər bir fiziki qüvvənin mahiyyətini sadəcə başa düşmək çox daha sürətli, daha əyləncəli və daha maraqlı olacaq.

Təbiətdəki qüvvələr və əsas qarşılıqlı təsirlər

Çoxlu qüvvələr var. Arximed qüvvəsi, cazibə qüvvəsi, Amper qüvvəsi, Lorentz qüvvəsi, Koreol qüvvəsi, sürtünmə-yaylanma qüvvəsi və başqaları.Əslində bütün qüvvələri öyrənmək mümkün deyil, çünki onların hamısı hələ kəşf edilməmişdir. Ancaq bu da çox vacibdir - istisnasız olaraq, bizə məlum olan bütün qüvvələr qondarma təzahürün təzahürünə endirilə bilər. əsas fiziki qarşılıqlı təsirlər.

Təbiətdə 4 əsas fiziki qarşılıqlı əlaqə var.İnsanların 4 fundamental qarşılıqlı əlaqəni bildiyini söyləmək daha düzgün olardı və hazırda başqa qarşılıqlı əlaqə tapılmayıb. Bu qarşılıqlı təsirlər nədir?

• Qravitasiya qarşılıqlı təsiri
• Elektromaqnit qarşılıqlı təsir
• Güclü qarşılıqlı əlaqə
• Zəif qarşılıqlı əlaqə

Deməli, cazibə qüvvəsi qravitasiya qarşılıqlı təsirinin təzahürüdür. Əksər mexaniki qüvvələrin (sürtünmə qüvvəsi, elastik qüvvə) elektromaqnit qarşılıqlı təsirinin nəticəsidir. Güclü qüvvə atomun nüvəsinin nuklonlarını bir yerdə saxlayır və nüvənin çürüməsinin qarşısını alır. Zəif qarşılıqlı təsir sərbəst elementar hissəciklərin çürüməsinə səbəb olur. Bu vəziyyətdə elektromaqnit və zəif qarşılıqlı təsirlər birləşdirilir elektrozəif qarşılıqlı təsir.

Mümkün beşinci fundamental qarşılıqlı əlaqə (kəşfdən sonra Higgs bozonu) adlandırılır Higgs sahəsi. Amma bu sahədə hər şey o qədər az öyrənilib ki, nəticə çıxarmağa tələsməyəcəyik, əksinə CERN alimlərinin bizə nə deyəcəyini gözləyək.

Fizika qanunlarını öyrənməyin iki yolu var.

Birinci- axmaqcasına mənaları, tərifləri, düsturları öyrənin. Bu metodun əhəmiyyətli çatışmazlığı, müəllimin əlavə suallarına cavab verməyə kömək etməməsidir. Bu metodun başqa bir vacib çatışmazlığı var - bu şəkildə öyrənərək, ən vacib şeyi əldə etməyəcəksiniz: anlayış. Nəticədə, bir qayda/düstur/qanun və ya hər hansı bir şeyi əzbərləmək mövzu ilə bağlı yalnız kövrək, qısamüddətli biliklər əldə etməyə imkan verir.

İkinci yol- öyrənilən materialın başa düşülməsi. Bəs (sizin fikrincə) anlamaq mümkün olmayanı başa düşmək bu qədərmi asandır?

Var, bu olduqca çətin, lakin həll edilə bilən problemin həlli var! Fizikada (və ümumiyyətlə hər hansı digər mövzuda) bütün qüvvələri öyrənməyin bəzi yolları bunlardır:

Bir qeyddə!

Utanc verici anlaşılmazlıqların qarşısını almaq üçün bütün fiziki qüvvələri xatırlamaq və bilmək vacibdir (yaxşı, ya da fizikada onların bütün siyahısını öyrənmək). Unutmayın ki, cismin kütləsi onun çəkisi deyil, ətalət ölçüsüdür. Məsələn, çəkisizlik şəraitində cisimlərin çəkisi yoxdur, çünki cazibə qüvvəsi yoxdur. Ancaq sıfır cazibə qüvvəsində bir cismi yerindən tərpətmək istəyirsinizsə, ona müəyyən bir qüvvə ilə hərəkət etməli olacaqsınız. Və bədən çəkisi nə qədər yüksək olarsa, bir o qədər çox güc tətbiq etməli olacaqsınız.

Bir insanın çəkisinin planetin seçimindən asılı olaraq necə dəyişə biləcəyini təsəvvür edə bilsəniz, çəki və kütlə, sürətləndirici qüvvə və digər fiziki qüvvələr anlayışları ilə cazibə qüvvəsi anlayışını tez başa düşəcəksiniz. Bu anlayış özü ilə baş verən digər proseslərin məntiqi şüurunu da gətirəcək və nəticədə siz hətta başa düşülməyən materialı yadda saxlamağa belə ehtiyac qalmayacaq - getdikcə onu yadda saxlaya biləcəksiniz. Mövzunu başa düşmək kifayət qədər asandır.

1. Elektromaqnit effektini başa düşmək üçün cərəyanın keçiricidən necə keçdiyini və bu halda hansı sahələrin əmələ gəldiyini, bu sahələrin bir-biri ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu anlamaq kifayətdir. Bunu ən sadə nümunələrlə nəzərdən keçirin və elektrik mühərrikinin iş prinsiplərini, elektrik lampasının yanma prinsiplərini və s. anlamaq sizin üçün çətin olmayacaq.

Müəllim ilk növbədə öyrənilən materialı nə dərəcədə yaxşı başa düşdüyünüzlə maraqlanacaq. Və bütün düsturları əzbərləməyin o qədər də vacib deyil. Nəzarət, laboratoriya, tapşırıqlar, praktiki işlərin həlli və ya RGR satın alınması halında sizə həmişə kömək edə bilərsiniz. mütəxəssislərimiz, gücü bilikdə və uzun illərin praktik təcrübəsindədir!

Fizikadan imtahana necə hazırlaşmaq olar? Və çalışqan tələbənin hər hansı xüsusi təlimə ehtiyacı varmı?

“Beş fizika məktəbində. Kurslara gedirik. Başqa nə edir? Axı fizika ədəbiyyat deyil ki, burada esse yazmazdan əvvəl 100 kitab oxumalısan. Burada hər şey sadədir: düsturdakı rəqəmləri əvəz edirsiniz - xallarınızı alırsınız.

Uzaqgörən valideynlərlə şagirdlər adətən belə mübahisə edirlər. “Sifariş naminə” universitetdə hazırlıq kurslarında iştirak edin. İmtahana bir ay qalmış repetitora müraciət edirlər: “İmtahandan əvvəl bizi öyrədin və tipik problemlərin həllini göstərin”. Və birdən mavi bir bolt - fizika imtahanında aşağı ballar. Niyə? Kim günahkardır? Bəlkə repetitor?

Belə çıxır ki, fizikadan beşinci məktəbin heç bir dəyəri yoxdur! Bunu əldə etmək çətin deyil - dərslikdə bir abzas oxuyun, sinifdə əlinizi qaldırın, "Lomonosovun həyatı" mövzusunda məruzə edin - və işiniz bitdi. Məktəbdə fizika problemlərini öyrətmirlər., və bu fənn üzrə imtahan demək olar ki, tamamilə tapşırıqlardan ibarətdir.

Məlum olub ki, məktəbdə praktiki olaraq fiziki təcrübə yoxdur. Tələbə fantaziyasının ona dediyi kimi cərəyanı olan bir kondansatör və ya dövrə təsəvvür edir. Aydındır ki, hər fantaziya fərqli bir şey təklif edir.

Belə çıxır ki, Moskvanın bir çox məktəblərində fizika ümumiyyətlə yoxdur. Çox vaxt tələbələr hesabat verirlər: “Amma bizim fizikanı aparan bir tarixçi var. Fizikimiz isə bir il xəstə oldu, sonra mühacirət etdi”.

Fizika məktəb təhsilinin həyətində bir yerdə idi! Bu, çoxdan həyat təhlükəsizliyi və ya təbii tarix kimi ikinci dərəcəli bir mövzuya çevrildi.
Məktəbdə fizika ilə - əsl fəlakət.

Artıq cəmiyyətimiz bu fəlakətin nəticələrini hiss edir. Mütəxəssislərin - mühəndislərin, inşaatçıların, dizaynerlərin kəskin çatışmazlığı var. texnogen qəzalar. Kadrların sovet dövründə tikilmiş texnika ilə belə idarə edə bilməməsi. Və eyni zamanda - iqtisadiyyat, hüquq və ya "marketinq meneceri" dərəcəsi olan insanların həddindən artıq çoxluğu.

Çoxları mühəndislik ixtisaslarına yalnız rəqabətin aşağı olduğu üçün gedirlər. "MGIMO-da işləməyəcək, biz orduya qoşulmaq istəmirik, ona görə də MAI-ə gedəcəyik, fizika üzrə Vahid Dövlət İmtahanına hazırlaşmalıyıq." Buna görə də cızıltı ilə hazırlaşırlar, dərsləri atlayırlar və təəccüblənirlər: niyə bu vəzifələr həll edilmir?

Bu sizə aid deyil, elə deyilmi?

Fizika əsl elmdir. gözəl. Paradoksal. Və çox maraqlı. Burada “çəkmək” mümkün deyil – fizikanın özünü bir elm kimi öyrənmək lazımdır.

Heç bir "tipik" İSTİFADƏ tapşırıqları yoxdur. Nəyisə əvəz etməyiniz lazım olan sehrli "düsturlar" yoxdur. Fizika ideyalar səviyyəsində dərk etməkdir. Bu, dünyanın necə işlədiyinə dair kompleks fikirlərin ardıcıl sistemidir..

Fizikadan imtahana hazırlaşmaq və texniki universitetə ​​daxil olmaq qərarına gəlsəniz, ciddi işə kökləyin.

Budur bəzi praktik məsləhətlər:

İpucu 1.
Fizikadan imtahana əvvəlcədən hazırlaşmağa başlayın. İki il, yəni 10 və 11-ci siniflər optimal hazırlıq dövrüdür. Bir tədris ilində hələ bir şey etmək üçün vaxtınız ola bilər. Və imtahandan iki ay əvvəl başlayın - maksimum 50 bal hesablayın.

Dərhal özümüzü hazırlamağa qarşı xəbərdarlıq edirik. Fizikada problemləri həll etmək bir bacarıqdır. Üstəlik, bu, yalnız ustadın - təcrübəli repetitorun rəhbərliyi altında öyrənilə bilən bir sənətdir.

İpucu 2.
Fizika riyaziyyatsız mümkün deyil. Riyazi hazırlıqda boşluqlarınız varsa, onları dərhal aradan qaldırın. Bu boşluqların olub olmadığını bilirsinizmi? Yoxlamaq asandır. Əgər vektoru komponentlərə ayıra, düsturdan naməlum dəyəri ifadə edə və ya tənliyi həll edə bilmirsinizsə, riyaziyyatla məşğul olun.

Axı fizikada bir çox USE problemlərinin həlli ədədi cavabla başa çatır. Sizə sinus və loqarifmləri olan proqramlaşdırılmayan kalkulyator lazımdır. Dörd pilləli ofis kalkulyatoru və ya mobil telefonda kalkulyator yaxşı deyil.
Avtomatiklik səviyyəsində mənimsəmək üçün təlimin ən əvvəlində proqramlaşdırılmayan bir kalkulyator alın. Həll etdiyiniz hər bir problemi sona, yəni düzgün ədədi cavaba çatdırın.

Fizikadan imtahana hazırlaşmaq üçün ən yaxşı kitablar hansılardır?

1. Rımkeviçin tapşırığı.

Bu, əllərinizi almaq üçün yaxşı olan bir çox sadə tapşırıqları ehtiva edir. "Rımkeviç"dən sonra düsturlar öz-özünə xatırlanır və A hissəsinin problemləri çətinlik çəkmədən həll olunur.

2. Daha faydalı kitablar:
Bendrikov G. A., Buxovtsev B. B., Kerzhentsev V. V., Myakişev G. Ya. Universitetlərə abituriyentlər üçün fizika problemləri.
Bakanina L. P., Belonuchkin V. E., Kozel S. M. Fizika problemləri toplusu: Fizikanın dərindən öyrənilməsi ilə 10-11-ci siniflər üçün.
Parfent'eva N. A. Fizika problemləri toplusu. 10-11 sinif.

Ən vacib şey. Fizikadan imtahana uğurla hazırlaşmaq üçün bunun nə üçün lazım olduğunu aydın başa düşməlisiniz. Axı təkcə imtahandan keçmək, əsgərliyə girib asmaq üçün yox?
Mümkün cavab bu ola bilər. Gələcəkdə yüksək ixtisaslı, axtarılan mütəxəssis olmaq üçün fizika üzrə Vahid Dövlət İmtahanına hazırlaşmaq lazımdır. Üstəlik, fizika bilikləri həqiqətən savadlı bir insan olmağa kömək edəcəkdir.

İlk növbədə, mövcud bilik səviyyənizi qiymətləndirməli və nəyə nail olmaq istədiyinizi başa düşməlisiniz. Əgər "sıfırdan" mövzunu tam bilməmək deməkdirsə, onda hər cür FIPI kitablarından bir dəstə testi həll etməyə tələsməzdən əvvəl proseslərin özlərini və fizika qanunlarını anlamağa çalışmaq lazımdır, mənim fikrimcə, anlayış olmalıdır. diqqət etməli olduğunuz əsas məqam. Cavab seçimi olan hissəni həll edərkən başa düşmək sizə çox kömək edəcək (əgər varsa, bilmirəm). Beləliklə, nəyisə başa düşməyə başlamaq üçün bir dərslik götürmək, fizikadan bölmələri ardıcıllıqla açmaq və bir neçə dəfə oxumaq lazımdır, bir dəfə oxuduqdan sonra bunun sizə kifayət edəcəyini düşünməyə ehtiyac yoxdur, sizə lazımdır. yenidən oxumaq üçün səbirli olun. Nəzəriyyə üzrə kitablardan mən Q.Ya.Myakişevin dərsliklərini tövsiyə edərdim, yalnız profil səviyyəsi, hər bölmə ayrıca kitaba həsr olunub. Ancaq daimi oxumaq üçün deyil, anlaşılmaz yerləri açmaq və daha ətraflı oxumaq üçün təqdimatın təfərrüatı çox vaxt anlama problemini həll edir. Və nəzəriyyənin əsas tədqiqi üçün: mathus.ru, orada hər şey orta dərəcədə qısa və həssas şəkildə boyanmışdır. Landsberg kimi fundamental bir şey oxumağın mənasını görmürəm, çox vaxt sərf edəcəksən, imtahan üçün buna dəyməz. Təlim videoları əla seçim ola bilər, lakin hər halda deyil. Mən Mixail Penkinin (MIPT müəllimi) videolarını çox tövsiyə edirəm, şəbəkədə onların çoxu var və məncə daha yaxşılarını tapa bilməyəcəksiniz. Onun videoları sizin üçün bütün dərslikləri əvəz edə bilər, onlardan başlasanız daha yaxşı olar! Bundan əlavə, düsturların sıxılması hesabına və s. Düsturları əzbərləməyin, bu düsturların tətbiq olunduğu məsələləri həll etməyə çalışın, zaman keçdikcə onları xatırlayacaqsınız; düsturları özünüz əldə etməyi öyrənin, əsas qanunları bilərək, demək olar ki, hər şeyi əldə edə bilərsiniz. Əlbəttə ki, sıfırdan çətin olduğunu deyirsiniz, amma yenə də cəhd etməyə dəyər. Hesablamalarla problemlərin həllinə və ətraflı cavaba gəlincə: sadələrdən başlayın, həll edə bildiyiniz kimi, problemlərin səviyyəsini çətinləşdirin. Problemləri necə həll edəcəyinizi öyrənmək üçün, ilk növbədə, artıq həll edilmiş problemləri maraqlandıran bölmələrdən təhlil etməyə dəyər, çünki üsullar, yanaşmalar və ümumiyyətlə nə edəcəyinizi başa düşmək, nə qədər oturmağınızdan asılı olmayaraq, öz-özünə yaranmayacaqdır. problem. Kasatkin I.L.-nin "Fizika üzrə müəllim" kitablarını tövsiyə edirəm, bir çox təhlil edilmiş problem, oxuyun, başa düşün, oxşar birini həll etməyə çalışın. Əgər pul ödəməyə hazırsınızsa, onda mən sizə repetitorun yanına getməyi məsləhət görmürəm, amma http://foxford.ru/ portalına məsləhət görürəm, bu reklam deyil. Orada hazırlıq kursları keçə bilərsiniz, unikal müəllimlər var. Ən əsası - təslim olmayın və hər şeyin çətin olduğunu düşünməyin, başa düşməyə başlayan kimi daha da anlamaq istədiyinizi başa düşəcəksiniz. İnternetdəki materialların yığınları haqqında sizi xəbərdar edəcəm, hər yerdə səhvlər ola bilər və yeni başlayan bir şəxs praktiki olaraq hazırlıq üçün yaxşı materialları aydın olmayan bir şeydən ayıra bilmir, ilk növbədə iman gətirməyin. qarşısına çıxan, anlamağa çalış, hər şeyi sorğula, tərəqqinin açarı budur. Beləliklə, bir xətt çəksəniz:

1) anlamağa çalışın

2) sadə bir şeylə başlayın

3) sadə problemlərin həllinə qapılmayın, başa düşsəniz - başınızdan uçmayacaq

4) sıxışdırmayın

5) yaxşı mənbələrdən istifadə edin (istinad etdiklərim şəxsən mənim tərəfimdən təsdiqlənib)

İmtahanı əzbərləyib həll etməkdənsə, əminliklə başa düşmək və cavab vermək sizin üçün daha yaxşı olsun. Bir ildə hər şeyi başa düşmək MÜMKÜN DEYİL, inana bilərsiniz, fizika sadəcə hərəkətlərin alqoritmi deyil. Ancaq hamısını və ya demək olar ki, hamısını əminliklə həll etmək üçün mütləq araşdırdığınız mövzulara sahib olmalısınız. Beləliklə, bütün bölmələrdən keçərkən, daha yaxşı verilənlərə xüsusi diqqət yetirməlisiniz. Uğurlar!