Елементи історизму як засіб обґрунтування нових знань
Використання елементів історизму при розв’язуванні задач
Використання елементів історизму при узагальненні знань
До історії кінематики
До історії законів динаміки Ньютона
До історії закону всесвітнього тяжіння
До історії принципу відносності
Формування поняття сили
До історії закону збереження кількості руху
До історії закону збереження енергії
Навигация
До історії принципу відносності
Історія навчання фізики
99892
знака
0
таблиц
3
изображения
2.5. До історії принципу відносності
Одним з найсильніших аргументів церкви проти системи Коперніка було наступне твердження: якби Земля дійсно рухалася, то літаючі пташки відставали від рухомої Землі, дальність пострілів на Захід і Схід були б різними, важкі тіла не падали б по вертикалі.
Ця аргументація була розбита Галілеєм. В 1632 р. вийшла його відома праця “ Діалог про дві найголовніші системи світу – Птоломея і Коперніка,” в якій він сформулював механічний принцип відносності. Галілей не мав можливості прямо виступати проти авторитету церкви. Тому формулювання відкритих ним законів природи він подавав в оригінальній формі. Ось яким було перше формулювання принципу відносності:
“ Потрібно усамітнитися з одним із друзів у сторонньому приміщенні під палубою якого-небудь корабля, запастися мухами, метеликами і іншими подібними дрібними літаючими комашками; нехай буде у вас також посудина з водою і плаваючими в ній рибками; далі підвісьте вгорі відерце, з якого вода буде крапати крапля за краплею в іншу посудину з вузькою шийкою, підставлену знизу. Поки корабель стоїть нерухомо, спостерігайте уважно, як дрібні літаючі комахи з однією і тією ж швидкістю рухаються у всі сторони приміщення; риби, як ви побачите , будуть плавати байдуже у всіх напрямках, усі падаючі краплі потраплять у підставлену посудину, і вам, кидаючи товаришу який-небудь предмет, не доведеться кидати його з більшою силою в одну сторону, ніж в іншу, якщо відстані будуть одні і ті ж; і якщо ви будете стрибати відразу обома ногами, то зробите стрибок на однакову відстань в будь-якому напрямку. Уважно спостерігайте все це, хоча у нас не виникає ніякого сумніву в тому, що, поки корабель стоїть нерухомо, все повинно відбуватися саме так. Якщо тепер ви примусите корабель рухатися з будь-якою швидкістю, то тоді ( якщо тільки рух буде рівномірним і без качки в ту і іншу сторону, у всіх названих явищах ви не виявите жодної зміни і по жодному з них ви не зможете встановити, чи рухається корабель, чи стоїть нерухомо... І причина узгодженості всіх цих явищ в тому, що рух корабля загальний для всіх предметів, які знаходяться на ньому, так як і повітрю; тому я і сказав, що ви повинні знаходитись під палубою...”
Ці міркування Галілея резюмовані так: інерціальний рух системи не впливає на механічні процеси, які в ній відбуваються. Або ще коротше: у всіх інерціальний системах механічні явища відбуваються однаково. Таким чином. Механічний принцип відносності є узагальненням дослідницьких фактів. Якщо прийняти принцип відносності, то аргументація теологів автоматично руйнується.
Однак потрібно було пояснити природу морських припливів та відпливів. Галілей робить тут повчальну помилку. Він спирається на слідуючи аналогію. Якщо везти в човні воду, то при будь-якому прискоренні човна вода підніметься до носу чи корми по інерції. Вода океанів на Землі подібна воді в човні. При прискоренні Землі вода також піднімається або опускається в залежності від знака прискорення. Нерівномірність руху Землі, за Галілеєм, обумовлена сумою двох рухів – добового і річного.
Як ми тепер знаємо, неінерціальність, викликана добовим обертанням Землі, дає дуже слабкі ефекти, які можуть бути зафіксовані пристроями типу маятника Фуко. Неінерціальність від річного обертання ще менш відчутна.
Питання про вплив руху системи на фізичні явища, які в ній відбуваються, загострилося в зв’язку з відкриттям англійським вченим астрономом Д. Брадлеєм явища аберації – вдавані зміщення положення зірки за якою спостерігають із Землі. Поступово фізики прийшли до необхідності експериментального обґрунтування неможливості виявити інерціальний рух системи за допомогою будь-якого фізичного експерименту: оптичного, електромагнітного, електро- чи магніто статичного і т.д.
Уявимо собі, що в “каюті корабля Галілея” були б зосереджені всі можливі фізичні пристрої. Чи можна було б поставити дослід, який би показав, що наш гігантський космічний корабель – Земля рухається відносно Сонця зі швидкістю біля 30 км/с? Адже ми визначили цю швидкість з астрономічних спостережень, спираючись на теорію Коперніка. Чи можна результат астрономічних спостережень підтвердити фізичним дослідом в “ каюті Галілея” ?
Зрозуміло, що ця думка привертала увагу багатьох експериментаторів. Інтерес загострювалася ще й тим, що існувала гіпотеза ефіру. Вважалося, що простір, який здається порожнім, заповнений тонким, невідчутним матеріальним середовищем – ефіром. Це середовище не заважає рухові планет, але воно в той же час пружне, бо його коливання передаються зі швидкістю світла і створюють оптичні і електромагнітні ефекти. Природно було б з’ясувати, цілком чи повністю захоплюється ефір рухомою Землею, чи залишається він нерухомим. Потрібен був дослід, який виявив би властивості ефіру. Не випадково всі видатні фізики ламали голову над цією проблемою. Ставилося багато дослідів, але безуспішно.
В 1880р. американський фізик Альберт Абрахам Майкельсон ( 1852 - 1931) поставив відомий експеримент зі своїм інтерферометром. Пристрій мав фантастичну чутливість: він міг фіксувати зміщення порядку 
мм. Теорія показала, що цей пристрій міг би виявити рух Землі крізь ефір. На основі негативних дослідів в “каюті Галілея” А.Ейнштейн узагальнив принцип відносності Галілея: ніяким фізичним дослідом неможливо виявити інерціальний рух системи. Узагальнений принцип відносності ліг в основу нової фізичної теорії – спеціальної теорії відносності Ейнштейна.
Похожие работы
... освіта у гуманістичній парадигмі: Матеріали Всеукр. наук.-практ. конф. – Керч: РВВ КДМТУ, 2007. – С. 76 – 78. АНОТАЦІЯ Мєняйлов С.М. Методичні засади контролю пізнавальної діяльності студентів вищих технічних навчальних закладів із загальної фізики. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук за спеціальністю 13.00.02 – теорія і методика навчання (фізика). ...
... впровадження сучасних інформаційних технологій, що забезпечують подальше вдосконалення навчально-виховного процесу, доступність та ефективність освіти, підготовку молодого покоління до життєдіяльності в сучасному комп’ютеризованому суспільстві [41]. Упровадження сучасних інформаційних технологій навчання розкриває широкі можливості щодо суттєвого зменшення навчального навантаження і, водночас, і ...
... ставити перед учнями складні проблеми, але і незамітно допомагати їм знайти „самостійно” рішення цих проблем. Успіх на кожному уроці є стимулом до подальшого навчання. Навчання повинно бути складним, але обов’язково переможним для всіх учнів. Принцип обов’язкової успішності процеса навчання для всіх учнів може здатися протирічним системі освітніх стандартів, які вводять у школі. Але це протирі ...
... експериментально довели, що розсіяний рентгенівський фотон і електрон віддачі з'являються одночасно. Розділ 2 Вивчення фундаментальних дослідів з квантової оптики в профільних класах 2.1 Досліди, що послужили основою виникнення хвильової теорії світла Оптика є, ймовірно, тим розділом фізики, в якому вперше були проведені вимірювання. В III ст. до н.е. Евклід вже знав закони видбивання ...
0 комментариев