- 223 -
П Р И Л О Ж Е Н И Я
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ТАБЛИЦЫ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА
МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Таблица 1.1
ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПРИМЕРЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНОГО
ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
---------------------------------------------------------------------------------------------------¬
¦ Определения фундаментальных (решающих, великих, ¦ Примеры фундаментальных ¦
¦ ключевых) экспериментов и их классификация ¦ экспериментов ¦
+----------------------------------------------------------+---------------------------------------+
¦ Голин Г.М. [29, с.44], [28] ¦ ¦
¦ Фундаментальные эксперименты - "опыты, благодаря ко- ¦ Опыты Эрстеда (магнитное поле провод-¦
¦торым было положено начало новым разделам (направлениям) ¦ ника с током), Фарадея (электромагнит-¦
¦физики" ¦ ная индукция), Беккереля (открытие ра-¦
¦ ¦ диоактивности) и другие. ¦
¦ Решающие эксперименты - опыты, "окончательно отверг- ¦ Опыты Паскаля (атмосферное давление),¦
¦нувшие или подтвердившие справедливость теоретического ¦ Фуко (определение скорости света в¦
¦положения (гипотезы)". ¦ воздухе и воде), Майкельсона - Морли¦
¦ ¦ (обнаружение эфирного ветра) и др. ¦
+----------------------------------------------------------+---------------------------------------+
¦ Вольштейн С.Л., Иванова Н.Н., Позойский С.В., ¦ ¦
¦ Усанов В.В. [174, с.5-6] ¦ ¦
¦ Фундаментальные (решающие) эксперименты - опыты,"ко- ¦ ¦
¦торые определили становление и развитие физической науки ¦ ¦
¦и являлись ее экспериментальной основой". Они "позволяли ¦ ¦
¦проверить теоретические гипотезы, имеющие принципиальное ¦ ¦
¦значение для науки", "служили основой для формирования ¦ ¦
¦(становления) научных теорий, для возникновения новых от- ¦ ¦
¦раслей науки и техники". К ним относятся эксперименты ¦ ¦
¦ ¦ Опыты Галлилея (колебания маятника),¦
¦ - "приведшие к открытию наиболее важных физических зако- ¦Кулона,Ома,Ленца,Джоуля,Ампера(электро-¦
¦ нов"; ¦динамика), Столетова (фотоэффект) и др.¦
¦ ¦ ¦
¦ - "в результате которых были открыты новые физические ¦ Опыты Гальвани(электрический ток), Эр-¦
¦ явления, не предсказываемые существовавшими в то вре- ¦стеда (магнитные свойства тока), Герца¦
¦ мя теориями"; ¦(фотоэффект), Рентгена (рентгеновские¦
¦ ¦ лучи) и др. ¦
¦ - "положенные в основу физической теории или подтвержда- ¦ Опыты Томсона (электронная теория¦
¦ ющие ее следствия"; ¦строения вещества),Броуна (молекулярно-¦
¦ ¦кинетическая теория) и др. ¦
¦ - "с помощью которых были впервые определены физические ¦ Опыты Кавендиша (гравитационная посто-¦
¦ константы". ¦янная), Ремера, Физо и Фуко (скорость¦
¦ ¦света) и другие. ¦
+----------------------------------------------------------+---------------------------------------+
- 224 -
+----------------------------------------------------------+---------------------------------------+
¦ Вольштейн С.Л.,Позойский С.В.,Усанов В.В.[24,с.9-1О] ¦ ¦
¦ Фундаментальные опыты - "эксперименты,которые сыгра- ¦ ¦
¦ли решающую роль в становлении науки, в разработке науч- ¦ ¦
¦ных представлений, законов, теорий, а также в совершенст- ¦ ¦
¦вовании техники, технологии производства и т.д." ¦ ¦
¦К ним относятся эксперименты ¦ Опыты Галлилея (механика), Бойля и Ма-¦
¦ - "ставшие эмпирическим базисом в выявлении физических ¦риотта (молекулярная физика), Кулона,¦
¦ законов и становлении научных теорий"; ¦Ома, Эрстеда, Ампера (электродинамика),¦
¦ ¦Столетова, Резерфорда(квантовая физика)¦
¦ - "которые позволили обнаружить физические явления,полу- ¦ Опыты Гальвани (электрический ток),¦
¦ чившие в дальнейшем широкое применение в жизни, науке, ¦Эрстеда (магнитное действие тока),Рент-¦
¦ технике"; ¦гена (рентгеновское излучение) и т.д. ¦
¦ ¦ ¦
¦ - "на основе которых были созданы новые эксперименталь- ¦ Опыты Штерна (метод молекулярных пуч-¦
¦ ные методы"; ¦ков), Томсона (метод скрещенны полей),¦
¦ ¦Габора, Денисюка(голографический метод)¦
¦ - "которые легли в основу современного промышленного ¦ Опыты по электромагнитной индукции,¦
¦ производства, важнейших направлений научно-техническо- ¦(электроэнергетика), индуцированному¦
¦ го прогресса"; ¦излучению (лазерная технология), деле-¦
¦ ¦ние тяжелых ядер (ядерная энергетика)¦
¦ - "с помощью которых были рассчитаны физические констан- ¦ Опыты по измерению скорости света,гра-¦
¦ ты"; ¦витационной постоянной, числа Авогадро,¦
¦ ¦постоянной Планка и др. ¦
+----------------------------------------------------------+---------------------------------------+
¦ Резников Л.И. [141, с.39] ¦ ¦
¦ Фундаментальными называются эксперименты, "которые сос- ¦ Опыты Эрстеда (магнитное поле провод-¦
¦тавляют опытную основу различных областей естествознания".¦ника с током), Броуна (движение моле-¦
¦Это опыты, "ставшие основными вехами в развитии науки; ¦кул), Арго (дифракция света), Майкель-¦
¦благодаря им прокладывались новые пути в естествознании, ¦сона-Морли, Ньютона (дисперсия света),¦
¦они изменяли научное миропонимание, образ мышления, миро- ¦Франка и Герца и др. ¦
¦воззрение, технику и технологию производства и положили ¦ ¦
¦начало новым методам исследования". ¦ ¦
+----------------------------------------------------------+---------------------------------------+
¦ Разумовский В.Г. [14О, с.89] ¦ ¦
¦ К фундаментальным опытам относятся "эксперименты-наблю- ¦ Сжимаемость газов, диффузия газов и¦
¦дения, лежащие в основе построения модели, которая служит ¦жидкостей, опыты Столетова (фотоэффект)¦
¦основанием для построения теории, и контрольные экспери- ¦Иоффе и Милликена (измерение заряда¦
¦менты, служащие для проверки следствий из теории, но даю- ¦электрона), эффект Комптона и др. ¦
¦щие неожиданный результат и поэтому требующие замены или ¦ ¦
¦уточнения исходной модели". ¦ ¦
+----------------------------------------------------------+---------------------------------------+
¦ Тригг Дж. [16О, с.6] ¦ ¦
¦ Редактор перевода В.С.Эдельман выделяет следующие группы ¦ ¦
¦ классических (ключевых) экспериментов: ¦ ¦
¦ - "открытия новых явлений,которые не могли быть предска- ¦ ¦
¦ заны существовавшей в то время теорией"; ¦ Открытия сверхпроводимости, сверхтеку-¦
¦ ¦чести,тонкой структуры спектра водорода¦
¦ - "выяснение фундаментальных свойств материи"; ¦ Дифракция рентгеновских лучей, опыты¦
¦ ¦Мозли ¦
¦ - "эксперименты,подтвердившие выводы еще не общепризнан- ¦ ¦
¦ ных теорий и тем самым давшие им жизнь"; ¦ ¦
¦ ¦ ¦
¦ - "работы,которые открыли новые возможности познания ми- ¦ ¦
¦ ра и привели к прогрессу техники"; ¦ ¦
+----------------------------------------------------------+---------------------------------------+
- 225 -
+----------------------------------------------------------+---------------------------------------+
¦ Бугаев А.И. [18, с.155] ¦ ¦
¦ Фундаментальные эксперименты - опыты, "составляющие ¦ Опыты Галлилея, Кавендиша, Штерна, Ку-¦
¦ экспериментальную основу современной физики". ¦лона, Эрстеда, Фарадея, Герца, Столето-¦
¦ ¦ва, Лебедева, Резерфорда ¦
+----------------------------------------------------------+---------------------------------------+
¦ Разумовский В.Г.,Бугаев А.И.,Дик Ю.И.и др.[125,c.3О8]¦ ¦
¦ К фундаментальным экспериментам относятся опыты ¦ ¦
¦ - составляющие эмпирический базис,область изучения физи- ¦ Опыты Ньютона(дисперссия),Френеля (ин-¦
¦ ческой теории; ¦терференция), Арго (дифракция),Эрстеда,¦
¦ ¦Ампера, Фарадея ¦
¦ - подтверждающие справедливость теории; ¦ Опыты Герца и Лебедева ¦
¦ ¦ ¦
¦ - позволяющие определить физические константы; ¦ Измерение скорости света, заряда элек-¦
¦ ¦трона, постоянной Планка ¦
¦ - способствовавших развитию различных областей техники ¦ Опыты Попова ¦
+----------------------------------------------------------+---------------------------------------+
¦ Прокопьев А.В. [139, с.33] ¦ ¦
¦ В соответствии с выполняемыми функциями фундамен- ¦ ¦
¦тальные опыты можно объединить в следующие группы: ¦ ¦
¦ "1. Эксперименты, в которых открыты новые физические ¦ Эксперименты Галлилея по изучению сво-¦
¦явления, непредсказуемые существующими теориями и дающие ¦бодного падения; ¦
¦толчок дальнейшим исследованиям; ¦ ¦
¦ 2. Эксперименты,устанавливающие свойства новых явле- ¦ Эксперименты Фарадея по электромагнит-¦
¦ний,их количественные характеристики и закономерности, на ¦ной индукции; ¦
¦основе которых происходит движение гипотез и их превраще- ¦ ¦
¦ние в теории; ¦ ¦
¦ 3. Эксперименты, подтверждающие правильность выводов ¦ Эксперименты Каведыша по изучению гра-¦
¦и следствий из созданных теорий и способствующие их обще- ¦витационного взаимодействия. ¦
¦му признанию". ¦ ¦
+----------------------------------------------------------+---------------------------------------+
¦ Суербаев А.Х. [155, с.11-12] ¦ ¦
¦ "Опыты, послужившие основой для формирования новых ¦ ¦
¦представлений о структуре материи и законах микромира,яв- ¦ Фотоэффект, эффект Комптона, опыт Боте¦
¦ляются фундаментальными. Эти фундаментальные эксперименты ¦ ¦
¦изменили исходные представления о пространстве и времени, ¦ ¦
¦структуре вещества и законах движения". ¦ ¦
+----------------------------------------------------------+---------------------------------------+
¦ Майер В.В., Майер Р.В. [87] ¦ ¦
¦ Учебный фундаментальный эксперимент - совокупность ¦ ¦
¦учебных опытов,результаты которых составляют эмпирический ¦ ¦
¦базис изучаемого раздела физики. Они делятся на ¦ ¦
¦ - феноменологические опыты, доказывающие существова- ¦ Опыты по отражению или преломлению,¦
¦ние явлений; ¦опыт Герца по фотоэффекту и т.д. ¦
¦ - функциональные опыты, подтверждающие зависимости ¦ Снятие зависимости угла преломления¦
¦между физическими величинами; ¦от угла падения ¦
¦ - константные опыты, позволяющие измерить фундамен- ¦ Измерение скорости света, заряда элек-¦
¦тальные физические константы. ¦трона, постоянной Планка и т.д. ¦
-----------------------------------------------------------+----------------------------------------
- 226 -
Таблица 1.2
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЛН, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ
В УЧЕБНОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ И ПРИБОРЫ
ДЛЯ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ
---------------------------------------------------------------------------------------------------¬
¦ ¦Волны на поверх- ¦ Звуковые волны ¦ Ультразвуковые ¦ Радиоволны ¦ Световые волны ¦
¦ ¦ ности воды ¦ в воздухе ¦ волны в воде ¦ ¦ ¦
¦ +-----------------+----------------+----------------+----------------+----------------+
¦ ¦ О С Н О В Н Ы Е П А Р А М Е Т Р Ы В О Л Н ( П О Р Я Д О К В Е Л И Ч И Н ) ¦
+------------+-------------------------------------------------------------------------------------+
¦ Частота ¦ 1О - 1ОО Гц ¦ О,1 - 1О кГц ¦ 1О кГц- 1МГц ¦ 1О-1ОООО МГц ¦ 1ОО - 1ООО ТГц ¦
+------------+-----------------+----------------+----------------+----------------+----------------+
¦Длина волны ¦ 1 см ¦ 1 - 1О см ¦ 1 см ¦ 1 см - 1 м ¦ О,1 мкм ¦
+------------+-----------------+----------------+----------------+----------------+----------------+
¦ Скорость ¦ 1О см/с ¦ 1ОО м/с ¦ 1 км/с ¦ 1ОО Мм/с ¦ 1ОО Мм/с ¦
+------------+-----------------+----------------+----------------+----------------+----------------+
¦ ¦ П Р И Б О Р Ы Д Л Я И З М Е Р Е Н И Я О С Н О В Н Ы Х П А Р А М Е Т Р О В ¦
¦ ¦ В О Л Н ¦
+------------+-------------------------------------------------------------------------------------+
¦Измеритель ¦ - ¦ Микрофон - ¦ Пьезоприемник -¦ Антенна - ¦ - ¦
¦частоты ¦ ¦ частотомер ¦ частотомер ¦ частотомер ¦ ¦
+------------+-----------------+----------------+----------------+----------------+----------------+
¦Измеритель ¦ - ¦ Микрофон- ¦ Пьезоприемник -¦ Антенна - ¦ - ¦
¦фазы ¦ ¦ фазометр ¦ фазометр ¦ фазометр ¦ ¦
+------------+-----------------+----------------+----------------+----------------+----------------+
¦Измеритель ¦ ¦ Микрофон - ¦ Пьезоприемник -¦ Антенна - ¦ Фотодатчик - ¦
¦интенсив- ¦ - ¦ измеритель ¦ измеритель ¦ измеритель ¦ измеритель ¦
¦ности ¦ ¦ напряжения ¦ напряжения ¦ напряжения ¦ напряжения ¦
-------------+-----------------+----------------+----------------+----------------+-----------------