Информационно-познавательный проект по физике «ВЕЛИКИЕ УЧЕНЫЕ ДРЕВНОСТИ»

МКОУ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №1

Мишунин Дмитрий ,

7 класс «Б»

ВЕЛИКИЕ УЧЕНЫЕ ДРЕВНОСТИ

информационно-познавательный проект по физике

Наставник:

Митрофанова Ольга Онеговна,

учитель физики

Нязепетровск 2018

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Физика – одна из величайших и важнейших наук, изучаемых человеком.

С развитием науки в жизни людей произошли грандиозные изменения. То, что раньше считалось научной фантастикой, сейчас является реальностью.

Развитие науки сопровождалось изменениями представлений людей об окружающем мире. Не редко открытия в физике меняют историю. Поэтому великие ученые и их открытия, по истечении лет все также интересны, значимы для людей. Их работы актуальны и по сей день.

Актуальность открытий физики заключается в том, что ее изучение продолжается и в наши дни. Без этих открытий общество не достигло бы таких высот в развитие науки, изучения космоса, не было бы всех присущих и обыденных нам технологий. Важно знать имена великих ученых. Началом подлинной науки дали великие ученые Древности¹: Демокрит, Аристотель, Архимед и другие. Они заменили фантастические религиозные представлений о мире представлениями, основанными на наблюдениях и доводах разума.

В последние годы, к сожалению, познания учащихся к выдающимся личностям ученых и изобретателей не так велико. А профессии инженер не является популярной среди выпускников школы! Но ведь без науки не будет прогресса, не будет будущего!

Вряд ли кто из моих сверстников сможет назвать имена известных ученых, а тем более ученых Древности и сказать об открытиях.

ПРОБЛЕМА:

повышение интереса к изучению предмета «Физика».

ЗАДАЧИ:
Изучить источники информации по данной теме
Познакомиться с биографией и с открытиями учёных Древности
Изучить влияние открытий учёных Древности на развитие науки Физика

¹Древний мир — период в истории человечества, выделяемый между доисторическим периодом и началом средних веков в Европе. Относится к Греческой и Римской истории, дата начала от первой Олимпиады (776г. до н.э.). Датой окончания считается год падения Западной Римской империи (476г.н.э.).

ДРЕВНЕГРЕЧЕСКИЕ АТОМИСТЫ. ДЕМОКРИТ

Первыми атомистами были Левкипп и его ученик Демокрит. Атомистическое воззрение древнег­реческих философов на строение мате­рии возникло в результате наблюдений испарения воды, растворения в жидкос­ти красок, распространения в воздухе запахов и тому подобных явлений, легко объяснимых с точки зрения атомного строения вещества.

Демокрит (~460-370 гг. до н.э.) из фракийского города Абдера.

Демокрит был родом из богатой семьи. Согласно передаваемой Диогеном Лаэртием легенде, учился Демокрит у каких-то магов и халдеев, подаренных персидским царем Ксерксом отцу Демокрита за то, что тот угостил проходившее через Фракию персидское войско обедом. После смерти отца Демокрит истратил свою часть богатого наследства на путешествия, был в Египте, Вавилоне, Персии. [1, с.17-18].

Демокриту приписывали авторство более 70 сочинений: по этике, физике, по математике, языку и литературе, различным прикладным наукам, в том числе медицине.

В историю философии Демокрит вошел как основоположник атомистики. Сущность его атомистического мировоззрения состоит в том, что бытие состоит из совокупности мельчайших, неделимых материальных частиц — атомов, которые находятся в пустоте. Все воспринимаемое органами чувств возникает из соединения атомов. [3].

Основные положения его учения:

1. Из ничего не происходит ничего.

2. Ничто не совершается случайно.

3. Не существует ничего, кроме атомов и чистого пространства, все другое только воззрение.

4. Атомы бесконечны по числу и бесконечны по форме. Бесчислен­ные миры образуются и снова исчезают одни рядом с другими и один после другого.

5. Различие между вещами происходит от различия их атомов в чис­ле, величине, форме и порядке.

Основатель древнегреческой атомистики Демокрит писал: «Найти одно научное доказательство для меня значит больше, чем овладеть всем персидским царством».

Атомное учение Демокрита, пройдя через века, стало основой всего современного ес­тествознания. Конечно, представления Демокрита об атоме как мельчайшей частице вещества далеки от современных представлений об атоме как сложном структурном образовании, но в то время оно сыграло огромную роль, оно было смелым. Оно явилось основой современного естествознания. [1, с.18].

АРИСТОТЕЛЬ — ВЕЛИЧАЙШИЙ МЫСЛИТЕЛЬ ДРЕВНОСТИ

Даты жизни 384 до н. э., Стагира, полуостров Халкидика, Северная Греция — 322 до н. э., Халкис, остров Эвбея, Средняя Греция. Древнегреческий ученый, философ, основатель Ликея, учитель Александра Македонского.[3].

Отец Аристотеля — Никомах, был врачом при дворе македонских царей. Он сумел дать сыну хорошее домашнее образование, знание античной медицины. Влияние отца сказалось на научных интересах Аристотеля, его серьезных занятиях анатомией.

В возрасте семнадцати лет, Аристотель отправился в Афины, где стал учеником Академии Платона. Через несколько лет Аристотель сам начал преподавать в Академии, стал полноправным членом содружества философов-платоников. В течение двадцати лет Аристотель работал вместе с Платоном, но был самостоятельным и независимо мыслящим ученым, критически относился к воззрениям своего учителя. После смерти Платона Аристотель выходит из Академии.

Аристотель вернулся в Афины, где основал собственную философскую школу.

Местом школы стал гимнасий неподалеку от храма Апполона Ликейского, поэтому школа Аристотеля получила название Ликей. Читать лекции Аристотель любил, прогуливаясь с учениками по дорожкам сада. Так появилось еще одно название Ликея — перипатетическая школа (от перипато — прогулка). Представители перипатетической школы помимо философии занимались и конкретными науками (историей, физикой, астрономией, географией).

В 323 после смерти Александра Македонского в Афинах начался антимакедонский мятеж. Аристотеля, как македонца, не оставили в покое. Его обвинили в религиозном не почитании, и он был вынужден покинуть Афины. Последние месяцы жизни Аристотель провел на острове Эвбея.

Научная продуктивность Аристотеля была необычайно высокой, его труды охватывали все отрасли античной науки. Он стал основоположником формальной логики, учения о логической дедукции. Логика у Аристотеля — не самостоятельная наука, а методика суждений, применимая к любой науке.

Философия Аристотеля содержит учение об основных принципах бытия: действительности и возможности, о форме и материи, действующей причине и цели. В основе метафизики Аристотеля лежит учение о принципах и причинах организации бытия.

Аристотель установил четыре начала (условия) бытия: форма, материя, причина и цель. Главное значение имеет соотношение формы и материи.

В натурфилософии Аристотель следует следующим принципам: Вселенная конечна; все имеет свою причину и цель; постигать природу математикой невозможно; физические законы не имеют всеобщего характера; природа выстроена по иерархической лестнице; следует не объяснять мир, а классифицировать его составляющие с научной точки зрения. Природу Аристотель разделял на неорганический мир, растения, животных и человека. Человека от животных отличает наличие разума. А так как человек представляет собой общественное существо, важное значение в учении Аристотеля имеет этика. Основной принцип Аристотелевой этики — разумное поведение, умеренность.

Сохранившиеся произведения Аристотеля можно расположить по четырем основным группам, согласно предложенной им классификацией наук:
1. Сочинения по логике, составившие свод «Органон» (труды «Категории», «Об истолковании», первая и вторая «Аналитика», «Топика»);
2. Сводный труд о началах бытия, называемый «Метафизика»;
3. Естественнонаучные работы («Физика», «О небе», «Метеорология», «О происхождении и уничтожении», «История животных», «О частях животных», «О возникновении животных», «О движении животных»);
4. Работы, в которых рассматриваются проблемы общества, государства, права, исторические, политические, этические, эстетические вопросы («Этика», «Политика», «Афинская полития», «Поэтика», «Риторика»).

В трудах Аристотеля отразился весь научный и духовный опыт Древней Греции, он стал эталоном мудрости, оказал неизгладимое влияние на ход развития человеческой мысли.[3].

В натурфилософии Аристотель фундаментальное место занимает учение о движении. Движение он понимает в широком смысле, как изменение вообще, различая изменения качественные, количественные и изменения в пространстве.

Все механические движения Аристотель делит на три вида: круговые, естественные и насильственные. Круговые движения - это самое совершенное движение, присущее только небесному миру. Это движение вечно и неизменно, и причиной его является Бог, живущий за сферой неподвижных звезд, где кончается материальная Вселенная.

Земные же движения, где все несовершенно и имеет начало и конец, бывают естественные и насильственные. Естественное движение - это движение тяжелого тела вниз к центру Мира, к центру Земли, и легкого вверх. Это происходит само собой, в результате стремления тела занять свое естественное место. Оно не нуждается в силах. Все остальные движения на Земле насильственные и могут происходить только под действием внешних сил. Свой основной принцип динамики Аристотель формулирует так: « Все, что находиться в движении, движется благодаря воздействию другого…»

У Аристотеля были соображения, дающие основания для количественного определения силы, силы вес тела.

Но вместе с тем Аристотель верил в Бога, противопоставлял земное и небесное, в центре Вселенной он помещал неподвижную Землю, как тело, обладающее наибольшей тяжестью. Труды Аристотеля церковь превратила в догмы.

Но именно Аристотеля называют крестным отцом физики ведь название его книги «Физика» стало названием всей физической науки. [3].

АРХИМЕД — ПРЕДСТАВИТЕЛЬ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

Архимед (287-212 гг. до н.э.) ро­дился в Сиракузах (о. Сицилия).

Отец Архимеда, астроном Фидий, был одним из приближенных царя Гиерона — пра­вителя Сиракуз (280 г. до н.э.), одного из родственников Архимеда.

Многие годы Архимед занимался математикой в Александрии. Вернулся в Сицилию зрелым математиком. В своих математических работах нередко опи­рался на математику: использовал при­нцип рычага при решении ряда геомет­рических задач. Он был представителем математической физики.

Архимед был не только математи­ком и механиком, но и одним из круп­нейших инженеров своего времени, кон­структором машин и механических ап­паратов.

Это был первый ученый, уделявший много внимания и сил военным задачам. Это было обусловлено политическим положением Сиракуз. Архи­меду было 23 года, когда началась 1-я Пуническая война между Римом и Карфагеном, и 69 лет, когда началась 2-я Пуническая война, во время которой (в 212 г. до н.э.) он погиб.

Архимед погиб во время осады Сиракуз. Похоронен был с большими почестями. Могила Архимеда была найдена через 137 лет Цицероном по изображениям на ней шара, конуса и цилиндра. [1, с.24].

Рассмотрим основные труды Архимеда в области механики и математики.

В области механики:

Архимед заложил основы статики. Он разработал теорию рычага, сформулировал условие равновесия рычага. В основе этой теории лежат следующие постулаты:

Постулаты Архимеда о рычаге:

1. Два одинаковых груза, подвешенных на рав­ных расстояниях от точки опоры рычага, находят­ся в равновесии (рис. 1а, приложение стр.14).

2. Одинаково тяжелые грузы, подвешенные на неравных расстояниях, не находятся в равновесии, но действующий на более далеком расстоянии, опускается (рис. 16, приложение стр.14).

1. Если два груза находятся в равновесии на определенных расстояниях и к одному из них что-либо прибавить, то равновесие нарушится, и уве­личенный груз опустится (рис. 1в, приложение стр.14).

2. Точно так же, если что-либо отнять от одно­го из грузов, то опускается тот, от которого ниче­го не было отнято.

Архимед формулирует условие равновесия рычага.

«Два соизмеримых груза находятся в равновесии, если они обратно пропорциональны плечам, на которые эти грузы подвешены».

Важное значение в исследованиях Архимеда занимает изучение ус­ловий плавания тел. Начались они с просьбы царя Гиерона определить, нет ли примесей в составе золотого венка, который Гиерон после ус­пешного военного похода решил пожертвовать храму. Сформулиро­ванный в результате этих поисков «закон Архимеда» изложен в сочине­нии «О плавающих телах».

Эта задача решалась так.

1. Был подготовлен кусок серебра и кусок золота, равные весу вен­ка.

1. Затем кусок серебра был погружен в сосуд, наполненный водой.

Было изме­рено количество вытесненной воды (рис.3 приложение стр.14).

3.То же проделано с куском золота.

4.Архимед установил, что объем кус­ка золота меньше объема куска

серебра такого же веса.

5.Затем в сосуд, доверху наполнен­ный водой, погрузил венок и установил, что венок вытеснил воды больше, чем кусок золота такого же веса.

Таким образом, Архимед узнал, что в золото было подмешано серебро и тем самым доказал обман мастера.

Далее Архимед вычислил количество украденного золота.

Примерный расчет (по допущению)

1. Вес венка 5 кг.

2. Он вытеснил 3/8 кг воды.

3. Было известно, что:

1 кг серебра вытесняет 1/10 кг воды, а 1 кг золота вытесняет 1/20 кг воды.

1. Предположим, что в венке было X кг серебра, тогда золота в нем было (5 — X) кг.

2. X кг серебра вытесняет кг воды,

1. А золото, которого было (5 — X) кг, вытесняет кг

2. Можно написать уравнение

8. Решая его, находим

X = 2,5 кг серебра. [1, с.26―27].

Решение этой проблемы побудило Архимеда заняться вопросом о плавании тел. Результаты исследований изложены в сочинении «О плава­ющих телах», которое дошло до нас.

Архимед разбирает также вопрос об устойчивости рав­новесия плавающих тел различной геометрической формы.

Полученные им результаты получили современную формулировку и доказательство только в XIX в. Сочинение «О плавающих телах» основа­но на положениях, что:

1. Жидкость во всех частях однородна и непрерывна.

2. Во всякой жидкости менее сжатая часть смещается другой, более сжатой.

3. Всякая жидкость претерпевает давление от лежащей отвесно над нею жидкости.

Отсюда выводятся следствия:

1. поверхность покоящейся жидкости должна иметь сферическую форму, концентрическую с формой Земли;

2. тело, более легкое, чем жидкость, погружается в нее до тех пор, пока вес тела не сравняется с весом вытесненной жидкости;

3. тело, насильственно погруженное в жидкость, всплывает с силой, равной избытку веса жидкости (в объеме, вытесненном телом) над ве­сом тела;

4. тело, более тяжелое, чем жидкость, погружается в нее с силой и теряет вес?, равный весу вытесненной жидкости.

Это положение Архимеда является одним из наиболее знаменитых положений Архимеда, носящее название «Закон Архимеда».

Свой закон Архимед сформулировал так:

«Тела, которые тяжелее жидкости, будучи опущены в нее, пог­ружаются все более глубже, пока не достигают дна, и, пребывая в жидкости, теряют в своем весе столько, сколько весит жидкость, взятая в объёме тела».

Сам Архимед в своем сочинении это положение называет теоремой (у него она записана под № 7).

В школе этот вывод формулируется так: «На тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталки­вающая сила, направленная вертикально вверх, равная весу жидкос­ти в объеме, вытесненном телом». [2,с.149].

ВЫВОД:

Слово «физика» происходит от греческого слова «фюзис», что означает природа. Оно впервые появилось в сочинениях величайшего мыслителя древности― Аристотеля, жившего в IV веке до н.э.[2,с.3].

Ещё в глубокой древности некоторые учёные высказывали предположение о строении ве­щества. Греческий учёный Демокрит считал, что все вещества состоят из мельчайших частичек. В научную теорию эта идея превратилась только в XVIII в. и получи­ла дальнейшее развитие в XIX в. Возникнове­ние представлений о строении вещества позво­лило не только объяснить многие явления, но и предсказать, как они будут протекать в тех или иных условиях. Появилась возможность влиять на прохождение явлений, объяснять свойства веществ, создавать новые вещества с заданными свойствами. Так появились веще­ства из пластмассы (пенопласт, плексиглас, стеклопласт, металлопласт и т. п.), синтети­ческий каучук, который используют для изго­товления автомобильных шин, ластиков и др. [2,с.21].

Силу, выталкивающую тело из жидкости или газа, называют архимедовой силой в честь древнегреческого учёного Архимеда, кото­рый впервые указал на её существование и рас­считал её значение. Суда, плавающие по рекам, озёрам, морям и океанам, построены с учетом законов плавания тел. Судостроение существовало в Древнем Египте, Финикии, Древнем Китае. В России судостроение зародилось на рубеже XVII-XVIII вв. Сооружались военные корабли, первый ледокол, суда с двигателями сгорания и атомный ледокол «Арктика». [2,с.156-157]. Стало возможным покорить и воздушный океан. Воздушные шары, аэростаты, стратостаты, дирижабли поднимаются вверх и поднимают кабину, людей, приборы по закону Архимеда, который справедлив и для воздушной среды. [2,с.159-160].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе работы я изучил источники информации по данной теме, познакомился с биографией и с открытиями учёных Древности. Изучил влияние открытий учёных Древности на развитие науки Физика . Благодаря этим открытиям произошел огромный толчок в формировании физики как науки. Открытия ученых Древности стали фундаментом теорий и развитием промышленных отраслей производства. Итогом моей работы над проектом является школьная газета «Великие ученые Древности».
В дальнейшем я планирую продолжить работу в этой области, и рассмотреть открытия ученых более поздних периодов в истории человечества, внесших огромный вклад в развитие физики.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Усова А.В. Краткий курс истории физики.―Челябинск, из-во «Факел» 2000. ―185с.

2. Перышкин А.В. Физика 7. ― Москва, из-во Дрофа 2014, ―225с.

3. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия.―М.,2001, [Электронный ресурс] CD—ROM.

ПРИЛОЖЕНИЕ .

Д емокрит (~460-370 гг. до н.э.)

Демокрит из фракийского города Абдера был родом из богатой семьи.

Согласно передаваемой Диогеном Лаэртием легенде, учился Демокрит у каких-то магов и халдеев, подаренных персидским царем Ксерксом отцу Демокрита за то, что тот угостил проходившее через Фракию персидское войско обедом. После смерти отца Демокрит истратил свою часть богатого наследства на путешествия, был в Египте, Вавилоне, Персии.

Демокриту приписывали авторство более 70 сочинений: по этике, физике, по математике, языку и литературе, различным прикладным наукам, в том числе медицине.

В историю философии Демокрит вошел как основоположник атомистики.

Сущность его атомистического мировоззрения состоит в том, что бытие состоит из совокупности мельчайших, неделимых материальных частиц — атомов, которые находятся в пустоте. Все воспринимаемое органами чувств возникает из соединения атомов.

Основные положения его учения:

• Из ничего не происходит ничего.

• Ничто не совершается случайно.

• Не существует ничего, кроме атомов и чистого пространства……

Демокрит писал: «Найти одно научное доказательство для меня значит больше, чем овладеть всем персидским царством».

В научную теорию эта идея превратилась только в XVIII в. и получи­ла дальнейшее развитие в XIX в. Возникнове­ние представлений о строении вещества позво­лило не только объяснить многие явления, но и предсказать, как они будут протекать в тех или иных условиях. Появилась возможность влиять на прохождение явлений, объяснять свойства веществ, создавать новые вещества с заданными свойствами. Так появились веще­ства из пластмассы (пенопласт, плексиглас, стеклопласт, металлопласт и т. п.), синтети­ческий каучук, который используют для изго­товления автомобильных шин, ластиков и др.

• Он жил в IV в. до н.э.

•Он был воспитателем Александра Македонского

•Его сочинения относятся ко всем областям знаний того времени: философии, астрономии, механике, теории звука, оптике, метеорологии.

•В основе его физики лежали рассуждения и умозаключения

•Его учение было канонизировано церковью, признано святым, неизменным и господствовало около 1000 лет.

Аристотель (~384-322 гг. до н.э.)

Слово «физика» происходит от греческого слова «фюзис», что означает природа. Оно впервые появилось в сочинениях величайшего мыслителя древности― Аристотеля.

В натурфилософии Аристотель следует следующим принципам:

• все имеет свою причину и цель;

•постигать природу математикой невозможно;

•физические законы не имеют всеобщего характера;

•природа выстроена по иерархической лестнице;

•Вселенная конечна;

•следует не объяснять мир, а классифицировать его составляющие с научной точки зрения.

•природу Аристотель разделял на неорганический мир, растения,

животных и человека. Человека от животных отличает наличие разума. А так как человек представляет собой общественное существо, важное значение в учении Аристотеля имеет этика. Основной принцип Аристотелевой этики — разумное поведение, умеренность.

•Он― один из первых ученых, работавших на войну, и первая жертва среди людей науки

• Круг его научных интересов: математика, механика, оптика, астрономия.

•Он― крупный изобретатель. Его изобретения широко известны.

• С одним из его изобретений мы сталкиваемся почти каждую неделю.

•По легенде, ему принадлежит возглас: «Эврика!», прозвучавший вслед за сделанным им открытием.

Архимед (~287-212 гг. до н.э.)

Архимед заложил основы статики. Он разработал теорию рычага, сформулировал условие равновесия рычага.

Важное значение в исследованиях Архимеда занимает изучение ус­ловий плавания тел. Начались они с просьбы царя Гиерона определить, нет ли примесей в составе золотого венка, который Гиерон после ус­пешного военного похода решил пожертвовать храму.

В школе этот вывод формулируется так: «На тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталки­вающая сила, направленная вертикально вверх, равная весу жидкос­ти в объеме, вытесненном телом».

Тела могут плавать в любой жидкости и газе.

Судостроение существовало в Древнем Египте, Финикии, Древнем Китае. В России судостроение зародилось на рубеже XVII-XVIII вв. Стало возможным покорить и воздушный океан. Воздушные шары, аэростаты, стратостаты, дирижабли поднимаются вверх и поднимают кабину, людей, приборы.

22