Наукова картина світу поняття структура функції Корпускулярноволновой дуалізм Його сутність

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

Реферат з дисципліни:

«Концепції сучасного природознавства»

Наукова картина світу, поняття, структура, функції.

Корпускулярно - хвильовий дуалізм. Його сутність

Зміст

  1. Введення

  2. Наукова картина світу, поняття, структура, функції

    1. Поняття і структура наукової картини світу

    2. Сучасна наукова картина світу і її відмінність від ненаукових картин світу

    3. Взаємозв'язок загальної наукової та природничо картин світу

    4. Функціональність наукової картини світу

3. Корпускулярно - хвильовий дуалізм. Його сутність

3.1 Незвичайні властивості мікрооб'єктів. Гіпотеза де Бройля

3.2 Доказ гіпотези де Бройля, сутність явища

4. Список літератури

Введення

Уявлення про властивості і закономірності навколишньої природи виникають на основі тих знань, які в кожний історичний період дають конкретні науки, що вивчають певні області явищ і процесів природи. Оскільки природа є щось єдине ціле, остільки і знання про неї повинні мати цілісний характер, тобто являти собою певну систему. Таку загальну сукупність наукових знань про природу здавна називають вченням про природу чи природознавством.

Раніше в природознавство входили все порівняно нечисленні знання, які були відомі про природу, але вже з епохи Відродження виникають і відокремлюються окремі його галузі та дисципліни, тобто починається процес диференціації природничо-наукового знання. Ясно, що не всі знання є однаково важливими для розуміння природи.

Щоб підкреслити фундаментальний характер основних і найважливіших знань про природу, вчені ввели поняття природничо-наукової картини світу. Сам термін «картина світу» вказує на те, що мова тут йде не про частину або фрагмент світу, а про цілісну концепцію природи. Як правило, у формуванні такої картини природи найбільше значення набувають фундаментальні поняття і закони найбільш розвинутих галузей природознавства, які в певний історичний період висуваються як основоположної науки або лідера природознавства. Не підлягає сумніву, що фундаментальні науки надають свій вплив на уявлення про світ інших наук і вчених певної епохи. Але це не означає, що інші науки не беруть участь у формуванні картини природи. Насправді така картина виникає як результат синтезу фундаментальних відкриттів і законів різних галузей і дисциплін природознавства.

З плином часу вчені відкривають різні явища і встановлюють закономірності цих явищ, з подальшим виведенням теорії і доказом її на практиці дослідним шляхом. У даній роботі в третьому розділі ми розглянемо одне із таких явищ відритих спочатку гіпотетично французьким ученим де Бройля, а в подальшому підтверджене досвідченим шляхом американськими фізиками К. Девіссона і Л. Джермером .. Мова піде про корпускулярно-хвильовому дуалізмі мікрооб'єктів.

2. Наукова картина світу

2.1 Поняття і структура наукової картини світу

Наукова картина світу - це цілісна система уявлень про загальні властивості і закономірності природи, що виникає в результаті узагальнення і синтезу основних природничо-наукових понять, принципів, методологічних установок або - особлива форма систематизації знань, якісне узагальнення і світоглядний синтез різних наукових теорій.

Будучи цілісною системою уявлень про загальні властивості і закономірності об'єктивного світу, наукова картина світу існує як складна структура, що включає в себе в якості складових частин загальнонаукову картину світу і картини світу окремих наук (фізична, біологічна, геологічна і т.п.). Картини світу окремих наук, у свою чергу, включають в себе відповідні численні концепції - певні способи розуміння і трактування будь-яких предметів, явищ і процесів об'єктивного світу, що існують у кожній окремій науці.

У структурі наукової картини світу можна виділити два головних компоненти - понятійний і чуттєво-образний. Понятійний представлений філософськими категоріями (матерія, рух, простір, час тощо) і принципами (матеріальної єдності світу, загального зв'язку і взаємозумовленості явищ, детермінізму та ін), загальнонауковими поняттями і законами (наприклад, закон збереження і перетворення енергії), а також фундаментальними поняттями окремих наук (поле, речовина, Всесвіт, біологічний вид, популяція та ін.)

Чуттєво-образний компонент наукової картини світу - це сукупність наочних уявлень про ті чи інші об'єкти і їх властивості (наприклад, планетарна модель атома, образ Метагалактики у вигляді розширюється сфери та ін.)

2.2 Сучасна наукова картина світу і її відмінність від ненаукових картин світу.

Основою сучасної наукової картини світу є фундаментальні знання, отримані, насамперед, в галузі фізики. Однак в останні десятиліття минулого століття все більше стверджувалась думка, що в сучасній науковій картині світу лідируюче положення займає біологія. Це виражається в посиленні впливу, що надає біологічне знання на зміст наукової картини світу. Ідеї ​​біології поступово набувають універсальний характер і стають фундаментальними засадами інших наук. Зокрема, у сучасній науці такий універсальною ідеєю є ідея розвитку, проникнення якої в космологію, фізику, хімію, антропологію, соціологію і т.д. призвело до суттєвої зміни поглядів людини на світ.

Головна відмінність наукової картини світу від ненаукових картин світу (наприклад, релігійної) полягає в тому, що наукова картина світу будується на основі певної доведеною і обгрунтованої фундаментальної наукової теорії. Разом з тим наукова картина світу як форма систематизації знання відрізняється від наукової теорії. Якщо наукова картина світу відображає об'єкт, відволікаючись від процесу одержання знання, то наукова теорія містить у собі не тільки знання про об'єкт, але й логічні засоби перевірки їх істинності. Наукова картина світу грає евристичну роль у процесі побудови приватних наукових теорій.

2.3 Взаємозв'язок загальної наукової та природничо картин світу

Найважливіші концепції природознавства служать основою наукових уявлень про загальну картину природи, оскільки в них формулюються фундаментальні поняття, принципи і закони природознавства в кожну історичну епоху його розвитку. Саме вони складають наукову основу картини природи в цілому і тому в значній мірі визначають науковий клімат епохи. У найтіснішому взаємодії з розвитком наук про природу, починаючи з XVII ст., Розвивалася математика, яка створила для тодішнього природознавства такі потужні математичні методи, як диференціальне та інтегральне числення, а також подальші їх відгалуження.

Основою картини природи і світу в цілому служили світоглядні та філософські ідеї про будову всесвіту, закони його зміни і розвитку. Людина завжди прагнула зрозуміти навколишній світ і своє місце в ньому. Тому вже на ранніх етапах цивілізації виникають міфологічні та релігійні уявлення про світ, які згодом витісняються науковими поглядами на нього.

Проте без урахування результатів дослідження економічних, соціальних і гуманітарних наук наші знання про світ у цілому будуть свідомо неповними та обмеженими. Людина не тільки природна істота, він найтіснішими узами пов'язаний з суспільством, в якому протікає вся його діяльність. Фундаментальні поняття і принципи життєдіяльності суспільства складають другу, додаткову частину цілісної наукової картини світу. Тому слід розрізняти природничо картину природи, яка складає першу частину загальної картини світу і формується з результатів досліджень і досягнень наук про природу. Загальна ж наукова картина світу являє собою синтез фундаментальних понять, принципів і закономірностей природознавства і суспільствознавства.

2.4 Перевага і функціональність наукової картини світу

Перевага наукової картини світу, завдяки якому вона витіснить всі колишні картини, полягає в його «єдності - єдина по відношенню до всіх дослідникам, усім народностям, всіх культурах». Отже, вона має об'єктивний характер, і тому її мета "полягає не в повному пристосуванні наших думок до наших відчуттів, а в повному звільнення фізичної картини світу від індивідуальності творчого розуму».

Зрозуміло, без творчої діяльності вченого, його уяви й інтуїції, неможливе створення картини світу, але в остаточному вигляді ця картина не повинна містити будь-яких посилань на індивідуальні особливості дослідника. Саме тому є можливість її використання вченими різних народів і культур.

Картина світу у будь-якої людини занадто індивідуальна, оскільки вона заснована на власному досвіді, особистих вражень і відчуттів. Наука прагне знайти об'єктивні, не залежні від індивідуального суб'єкта закономірності природи. Тому в науці доводиться абстрагуватися від особистих відчуттів і уявлень і побудувати таку систему знань про природу, з якою міг би погодитися кожен дослідник. Ясно, що не всяка система знань являє собою картину природи. Для цього необхідно, по-перше, щоб ця система відображала найбільш фундаментальні властивості і закономірності природи, по-друге, всі такі властивості повинні розглядатися в рамках єдиної, цілісної картини, оскільки ніякої окремий фундаментальний закон природознавства не становить ще картини природи, по- третє, природничо-наукова картина світу повинна бути такою спільною теоретичною моделлю навколишньої природи, яка допускає доповнення, виправлення та уточнення у зв'язку з розвитком наукових уявлень про світ, по-четверте, наукову картину світу слід постійно співвідносити і звіряти як із самою природою, так і з зміною фундаментальних знань про неї.

У процесі еволюції і прогресу наукового пізнання відбувається зміна старих понять новими поняттями, менш загальних теорій більш загальними і фундаментальними теоріями. А це з часом неминуче призводить до зміни наукових картин світу, але при цьому продовжує діяти принцип спадкоємності, загальний для розвитку всього наукового знання. Стара картина світу не відкидається цілком, а продовжує зберігати своє значення, уточнюються тільки межі її застосовності. Електромагнітна картина світу не відкинула механистическую картину світу, а уточнила область її застосування. Аналогічно цьому квантово-релятивістська картина не відкинула електромагнітну картину, а вказала межі її застосування.

У міру розвитку науки і практики в наукову картину світу будуть вноситися зміни, виправлення і поліпшення, але ця картина ніколи не знайде характеру абсолютної істини.

3. Корпускулярно - хвильовий дуалізм. Його сутність

3.1 Незвичайні властивості мікрооб'єктів. Гіпотеза де Бройля

У природі мікрооб'єкти мають незвичайні властивості, які виявляються за допомогою експериментів. Так вченими було встановлено, що мікрооб'єкти в одних дослідах виявляють себе як матеріальні частки, або корпускули, в інших - як хвилі.

Новий радикальний крок у розвитку фізики був пов'язаний саме з поширенням корпускулярно-хвильового дуалізму на найдрібніші частинки речовини - електрони, протони, нейтрони та інші мікрооб'єкти. У класичній фізиці речовина завжди вважалося складається з частинок, і тому хвильові властивості здавалися явно чужими йому. Тим дивніше виявилося виявлення існування у мікрочастинок хвильових властивостей.

Першим гіпотезу про наявність хвильових властивостей у мікрочастинок матерії висловив в 1924 р. відомий французький учений Л. де Бройль. Мабуть, він керувався при цьому інтуїтивною ідеєю про симетрії між речовиною і полем і особливо новими поглядами на світ, елементарні об'єкти якого - фотони - мають одночасно хвильовими і корпускулярним властивостями. Незважаючи на корінна різниця між речовиною і полем, така глибока аналогія виявилася вірною і послужила вихідною точкою для розробки нової квантової фізики.

Гіпотеза де Бройля полягала в наступному:

Кожній матеріальної частці незалежно від її природи слід поставити у відповідність хвилю, довжина якої обернено пропорційна імпульсу частинки:

де - Довжина хвилі,

р - імпульс частинки, що дорівнює добутку її маси на швидкість: р = mv,

h - постійна Планка.

3.2 Доказ гіпотези де Бройля, сутність явища

Експериментально ця гіпотеза була підтверджена в 1927 р. американськими фізиками К. Девіссона і Л. Джермером, вперше обнаружившими явище дифракції електронів на кристалі нікелю. Як ми вже знаємо, явище дифракції свідчить про типово хвильовому характер явища. Згодом така ж дифракційна картина була виявлена ​​у протонів, нейтронів та інших елементарних частинок при проходженні ними через дифракційну решітку.

Таким чином, було встановлено, що як фотони, тобто кванти світла, так і речові частинки, такі, як електрон, протон, нейтрон і інші, мають не тільки корпускулярними, але і хвильовими властивостями. Це принципово нове явище, назване згодом дуалізмом хвилі і частинки, абсолютно не вкладалося в рамки класичної фізики. Дійсно, раніше вважали, що об'єкти її вивчення могли володіти або корпускулярними, або хвильовими властивостями. На відміну від цього мікрооб'єкти, що мають квантовий характер, володіють одночасно як корпускулярними, так і хвильовими властивостями. Наприклад, в одних експериментальних умовах електрон виявляє типово корпускулярні властивості, а в інших - хвильові властивості, так що його можна було назвати як частинкою, так і хвилею. Той факт, що потік електронів представляє собою потік дрібних частинок речовини, знали й раніше, але те, що цей потік виявляє хвильові властивості, утворюючи типові явища інтерференції і дифракції, як хвиля світла, звуку або рідини, виявилося повною несподіванкою для фізиків.

Для кращого розуміння всіх подальших питань проробимо такий уявний експеримент. Нехай ми маємо пристрій, який дає потік електронів, наприклад електронну гармату. Поставимо перед нею тонку металеву пластинку з двома шпильковими отворами, через які можуть пролітати електрони. Проходження електронів через ці отвори реєструється спеціальним приладом, наприклад лічильником Гейгера або електронним множником, приєднаним до динаміка. Якщо підрахувати кількість електронів, що пройшли окремо через перший отвір, коли друге закрито, і через друге, коли перше закрито, а потім через обидва відкритих отвори, то виявиться, що сума ймовірностей проходження електронів, коли відкрито окремо один з отворів, а потім інше, не буде дорівнює ймовірності їх проходження при двох відкритих отворах:

де Р - ймовірність проходження електронів при двох відкритих отворах,

Р1 - ймовірність проходження електронів при відкритті першого отвору,

Р2 - вірогідність при відкритті другого отвори.

Це нерівність свідчить про наявність інтерференції при проходженні електронів через обидва отвори. Цікаво відзначити, що якщо на минулі за екраном електрони впливати світлом, то інтерференція зникне. Отже, фотони, з яких складається світ, впливають на характер руху електронів і змінюють його. Тут перед нами абсолютно нове явище, що полягає в тому, що всяка спроба спостереження мікрооб'єктів супроводжується зміною характеру їх руху. Тому будь-яке спостереження мікрооб'єктів за допомогою приладів і вимірювальних засобів дослідника в світі найдрібніших частинок матерії супроводжується зміною їх стану. Звичайно, вплив засобів спостереження на спостережувані об'єкти було відомо вченим і в класичній фізиці. Але воно ніяк не враховувалося в класичних теоріях. У квантовій фізиці ж цим впливом вже не можна було знехтувати. Саме ця обставина викликає звичайно заперечення з боку тих, хто не бачить різниці між мікро-і макрооб'єктів. У макросвіті, в якому ми живемо, ми не помічаємо впливу приладів спостереження і вимірювання на макротела, які вивчаємо, оскільки практично такий вплив надзвичайно мало і тому їм можна знехтувати. У цьому світі як прилади та інструменти, так і самі досліджувані тіла характеризуються тим же порядком величин. Зовсім інакше йде справа в мікросвіті, де макропрібор не може не впливати на мікрооб'єкти.

Інша принципова відмінність мікрооб'єктів від макрооб'єктів полягає в наявності у перших корпускулярно-хвильових властивостей, але наявність таких взаємовиключних, суперечливих властивостей у макрооб'єктів цілком відкидається прихильниками класичної фізики. Хоча класична фізика і визнає відособлене існування корпускулярних властивостей у речовини і хвильових властивостей у поля, але заперечує існування об'єктів, які мають одночасно такими властивостями. Корпускулярні властивості вона приписує тільки речовини, а хвильові - виключно фізичним параметрам (акустичним, гідродинамічним, оптичним або електромагнітним).

Список літератури

  1. Найдиш В.М. «Концепції сучасного природознавства» - Москва 2004рік;

  2. Рузавін Г.І. «Концепції сучасного природознавства» - Москва 2006року;

  3. Садохін А.П. «Концепції сучасного природознавства» - Москва 2006року.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
46.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Наукова картина світу поняття структура функції Корпускулярно хвиле
Наукова картина світу
Сучасна наукова картина світу
Природно наукова картина світу
Природничо-наукова картина світу
Природничо-наукова картина світу 2
Природно наукова картина світу 2
На шляху до сучасної науці Наукова картина світу
АС Пушкін і природно-наукова картина його часу
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru