Номер 2, страница 496 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Обобщающие проекты - номер 2, страница 496.

Условие.

2. Создайте хронологическую ленту «Открытия в физике: причины, личность учёного, появление технологий, окружающая среда».

Решение.

Хронологическая лента «Открытия в физике: причины, личность учёного, появление технологий, окружающая среда»

1. Законы движения и закон всемирного тяготения (Исаак Ньютон, 1687 г.)

Причины: Научная революция XVII века и труды предшественников, таких как Галилео Галилей и Иоганн Кеплер, создали необходимость в единой математической теории, которая могла бы описать движение как земных объектов (например, падающего яблока), так и небесных тел (планет, вращающихся вокруг Солнца). Существовала острая потребность в систематизации и обобщении накопленных знаний о механике.

Личность учёного: Исаак Ньютон был чрезвычайно целеустремленным, трудолюбивым и сосредоточенным исследователем. Обладая феноменальной математической интуицией, он мог годами работать над одной проблемой в почти полной изоляции. При этом он был известен своим сложным, замкнутым характером, чувствительностью к критике и нежеланием делиться результатами до их полного завершения.

Появление технологий: Хотя непосредственные технологии не появились мгновенно, законы Ньютона стали фундаментальной основой для всей классической инженерной науки. Они позволили точно рассчитывать траектории снарядов (баллистика), проектировать мосты, здания и механизмы. Ньютоновская механика стала теоретическим фундаментом Промышленной революции и, в конечном итоге, сделала возможными космические полеты.

Окружающая среда: Англия XVII века была центром научной мысли. Создание Лондонского королевского общества, президентом которого позже стал Ньютон, способствовало активному обмену идеями и стимулировало научные исследования. Это была эпоха Просвещения, когда рациональное познание мира и вера в силу человеческого разума вышли на первый план.

Ответ: Описано открытие законов Ньютона в контексте научной революции, показано влияние личности ученого на работу и изложены фундаментальные технологические и социальные последствия открытия.

2. Электромагнитная индукция (Майкл Фарадей, 1831 г.)

Причины: После того как в 1820 году Ганс Христиан Эрстед обнаружил, что электрический ток порождает магнитное поле, перед учеными встал обратный вопрос: может ли магнитное поле, в свою очередь, создать электрический ток? Этот вопрос стал центральной задачей для исследователей в области электричества и магнетизма.

Личность учёного: Майкл Фарадей — уникальный пример ученого-самоучки, вышедшего из низов общества. Не имея формального математического образования, он обладал непревзойденной интуицией и талантом к экспериментированию. Фарадей мыслил образами, представляя себе «силовые линии» полей. Он был скромен, глубоко религиозен и не искал ни славы, ни богатства, посвятив свою жизнь исключительно науке.

Появление технологий: Открытие электромагнитной индукции стало одним из самых значимых в истории с точки зрения технологий. Оно напрямую привело к созданию электрических генераторов (динамо-машин) и электродвигателей. Это заложило основу для всей современной электроэнергетики, сделав возможным промышленное производство и массовое использование электричества для освещения, работы станков и транспорта.

Окружающая среда: Промышленная революция в Великобритании создавала огромный спрос на новые, более мощные и эффективные источники энергии, чем пар. Научные учреждения, такие как Королевский институт, где работал Фарадей, активно занимались не только исследованиями, но и популяризацией науки через публичные лекции, что привлекало к ней общественный интерес и поддержку.

Ответ: Рассмотрено открытие электромагнитной индукции как ответ на научный вызов своего времени, подчеркнута роль уникальной личности Фарадея и показана прямая связь открытия с технологическим прорывом в электроэнергетике.

3. Теория относительности (Альберт Эйнштейн, 1905–1915 гг.)

Причины: К концу XIX века классическая физика столкнулась с рядом неразрешимых противоречий. Эксперимент Майкельсона-Морли не обнаружил светоносный «эфир», а уравнения электродинамики Максвелла не согласовывались с принципами классической механики Ньютона при движении со скоростями, близкими к скорости света. Требовался кардинальный пересмотр представлений о пространстве, времени и гравитации.

Личность учёного: Альберт Эйнштейн был нонконформистом, который не боялся подвергать сомнению самые авторитетные догмы. Он обладал исключительным воображением, которое позволяло ему проводить «мысленные эксперименты». Работая в патентном бюро, он развил способность быстро вникать в суть физических принципов. Его отличали упорство, независимость мышления и гуманизм.

Появление технологий: Прямой технологический выход был не так очевиден, как у предыдущих открытий. Однако знаменитая формула эквивалентности массы и энергии $E=mc^2$ стала теоретической основой для всей ядерной энергетики и, к сожалению, для создания ядерного оружия. Общая теория относительности сегодня имеет ключевое значение для корректной работы систем глобального позиционирования (GPS), где необходимо учитывать замедление времени в гравитационном поле Земли.

Окружающая среда: Начало XX века — время социальных потрясений, революций и расцвета авангардного искусства. Революционные идеи Эйнштейна, ломающие привычные представления о мире, удивительно совпали с «духом времени». Научное сообщество Европы, особенно в Германии, находилось на пике своего развития, создавая плодотворную среду для смелых теоретических построений.

Ответ: Представлена теория относительности как решение кризиса в классической физике, описаны личностные качества Эйнштейна, способствовавшие открытию, и указаны как прямые (ядерная энергия), так и косвенные (GPS) технологические применения в контексте культурных сдвигов начала XX века.

4. Открытие деления ядра урана (Отто Ган, Фриц Штрассман, Лиза Мейтнер, 1938 г.)

Причины: После открытия нейтрона Джеймсом Чедвиком в 1932 году физики по всему миру, включая Энрико Ферми, начали активно изучать взаимодействие нейтронов с атомными ядрами. Основной целью было получение трансурановых элементов путем бомбардировки урана нейтронами. Неожиданные результаты этих экспериментов и привели к открытию.

Личность учёного: Это открытие — результат совместной работы группы ученых с разными компетенциями. Отто Ган был скрупулезным и выдающимся химиком-экспериментатором. Лиза Мейтнер, его многолетняя коллега, — блестящим физиком-теоретиком, которая дала первое теоретическое объяснение процессу деления (вынужденно находясь в эмиграции). Фриц Штрассман — талантливый химик-аналитик, подтвердивший экспериментальные данные Гана.

Появление технологий: Открытие деления ядра имело колоссальные и немедленные последствия. Оно открыло путь к освоению ядерной энергии. Это привело, с одной стороны, к созданию атомной бомбы (Манхэттенский проект), а с другой — к строительству атомных электростанций, которые сегодня вырабатывают значительную долю мировой электроэнергии.

Окружающая среда: Открытие было сделано в нацистской Германии в 1938 году, на пороге Второй мировой войны. Осознание того, что в руках нацистов может оказаться оружие невиданной разрушительной силы, заставило ученых-эмигрантов из Европы (включая Эйнштейна) обратиться к правительству США. Это стало толчком к началу американской ядерной программы и продемонстрировало неразрывную связь фундаментальной науки с мировой политикой.

Ответ: Описано открытие деления ядра как результат целенаправленных исследований в ядерной физике, подчеркнута роль междисциплинарной команды ученых и показано огромное влияние политической обстановки предвоенной Европы на судьбу открытия и его технологические применения.