Достижения М.Ломоносова в области физики

Достижения М.В. Ломоносова в области физики
Из опыта работы учителя физики МОУ СОШ №13 г.Егорьевска
Московской области Ворониной И.М.
Слайд 1
Химия и физика, астрономия и минералогия, основы геологии и почвоведения,
горное дело и металлургия, география, мореходство и картография… Трудно
представить, как один человек, даже гениально одаренный, мог заниматься
всеми этими науками. Ломоносов же не только занимался ими; в каждой из них
он сделал важные, а порой и решающие открытия, подготовившие будущий
прогресс целых областей знания. Но и все эти перечисленные «мудрые науки»
составляют лишь одну сторону многогранной деятельности Ломоносова. В. Г.
Слайд 2 Белинский писал о Ломоносове: «...на берегах Ледовитого моря,
подобно северному сиянию, блеснул Ломоносов. Ослепительно и прекрасно
было это явление!"
Слайд 3 Научная деятельность Ломоносова была чрезвычайно многообразной.
Будучи профессором химии, он уделял большое внимание исследованиям по
физике, кроме того, занимался астрономией, геологией, географией и другими
науками. Ломоносов вел исследования в области истории, писал стихотворения
и оды. Ломоносову было присуще стремление исследовать связи между
физическими явлениями различной природы.
Вклад М.В. Ломоносова в развитие физики и астрономии. Слайд 4
•
•
•
•
•
•
Разработка атомистической теории строения вещества.
Разработка учения о теплоте.
Исследование природы электрических явлений.
Учение о свете и цвете.
Исследование комет.
Астрономическое открытие атмосферы Венеры.
Слайд 5 Михаил Васильевич Ломоносов является одним из
основоположников кинетической теории теплоты и газов. Кинетическая
теория газов изложена Ломоносовым в 1748 году в работе «Опыт теории
упругости воздуха». В этом сочинении Ломоносов разработал кинетическую
модель идеального газа. Она в ряде основных черт совпадает с моделью,
которая была, затем принята в физике. Главное отличие модели Ломоносова
от принятой впоследствии заключалось в механизме взаимодействия.
Ломоносов не считал молекулы воздуха упругими шариками, как это было
принято в кинетической теории газов в XIX в.
Слайд 6 Разработка атомистической теории строения вещества.
Новым в этой теории по сравнению с работами предшественников Ломоносова
было признание им объективного существования двух различных форм частиц
материи атома (по его терминологии элемента) и молекулы (по его
терминологии корпускулы) как собрания атомов. Уже в одной из первых своих
работ «276 заметок по физике и корпускулярной философии» Ломоносов,
выступая против положений Готфрида Лейбница и его последователей,
которые утверждали, что в основе всех явлений природы лежат
нематериальные духовные сущности, заявлял: «…я твердо уверен, что это
мистическое учение должно быть до основания уничтожено моими
доказательствами». Идеи Ломоносова о строении всех тел из атомов как
материальных частичек опередили науку более чем на сто лет.
Диссертация М.В. Ломоносова. Слайд 7
Свою научную деятельность М.В. Ломоносов начал, учась в Германии в городе
Марбурге, под руководством профессора Христиана Вольфа.
В марте 1739 года публикуется его диссертация «Физическая диссертация о
различии смешанных тел, состоящих в сцеплении корпускул, которую для
упражнения написал Михайло Ломоносов, студент математики и
философии», в которой заложены основы новой корпускулярной теории
строения материи, новой корпускулярной физики и химии.
Разработка учения о теплоте.
Причиной теплоты Ломоносов считал «коловратное» , т.е. вращательное
движение частиц, составляющих тело, а температура и степень нагрева тела
являются мерой интенсивности движения частиц. В работе «Размышления о
причине теплоты и холода» он обосновал молекулярно-кинетическую теорию
теплоты и ряда физических принципов, в частности, существование
абсолютного нуля температуры, т.е. температуры, при которой прекращается
тепловое движение частиц материи. В этой же работе учёный подверг критике
теорию теплорода, которая господствовала тогда в науке. Интересно, что
представление о теплоте как о виде движения стало общепринятым лишь в 70-х
годах 19 века. На основе МКТ теплоты возникла кинетическая теория газов,
основные положения которой Ломоносов изложил в работе «О рождении и
природе селитры» (1748 г.) . Теория газов, разработанная Ломоносовым, была
новым словом в науке и стала основой для дальнейших исследований в 19 веке.
Исследование природы электрических явлений.
Справедливости ради надо сказать, что в пору работы Ломоносова в
Петербургской академии наук в ней работали величайшие ученые: гениальный
математик Эйлер и изобретатель прибора для измерения электричества
(хорошо всем известного как школьный электроскоп) Рихман, который
занимался исследованием электрических явлений, в частности молний. Слайд
8
На очередном торжественном собрании Петербургской академии наук
академики Г.В. Рихман и М.В. Ломоносов должны были сделать доклад об
электричестве. Но заседание прервали из-за грозы, т.к. Рихман и Ломоносов
поспешили в свои лаборатории. Но Рихман на заседание больше не вернулся.
26 июля 1953 г. во время проведения очередного опыта во время грозы Рихман
погиб, предположительно от удара шаровой молнии.
Ломоносов был потрясен смертью друга, оба занимались изучение грозовых
явлений. Он не только продолжает дело Рихмана, но с ещё большим усердием
исследует атмосферное электричество.
Слайд 9 Интересно, что во времена Ломоносова с грозой пытались бороться
колокольным звоном, и при этом нередко атмосферным электричеством
убивало звонарей. Бессильный бороться с этим обычаем, Ломоносов советовал
звонарям хотя бы использовать длинные веревки.
Работы М.В. Ломоносова по электричеству.
Ломоносов берётся расследовать причину гибели Рихмана, изучить его
установку по поимке молнии и фактически повторить его опыт. Слайд 10
1753 г. Ломоносов публикует «Слово о явлениях воздушных от
электрической силы происходящих». В том же году М.В.Ломоносов учредил
премию тому, кто объяснит "подлинную электрической силы причину и
составит точную ее теорию". Пока эту премию так никто и не получил! Он
отвергает мифическое происхождение электричества, говоря, что
электричество –это вид материи.
Он пишет: «Двояким искусством электрическая сила в телах возбуждается:
трением и теплотою…
Летающие по воздуху пары солнцем нагреваются и течением воздуха между
собой трутся…».
Оптика. Учение о свете и цвете. Слайд 11
В своей работе «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах
представляющее» Ломоносов даёт теоретические выводы по результатам
своих исследований световых явлений, которое он произнес публично в
собрании Академии наук.
По Ломоносову свет это движение эфира. Эфир бывает голубым,
красным, вишневым и т.д. Т.е. надо понимать, что мельчайшие частицы
эфира отличаются цветом. В современной теории мы говорим о фотонах
разного цвета.
Одновременно с этим, ранее, Ломоносов говорит о волновой природе
света в «Теории электричества».
Только в начале 20 века утвердилось мнение, что свет носит
двойственную природу.
Слайд 12Ломоносов обратил внимание на мозаику - искусство составлять из
цветных стеклянных сплавов (смальт) картины и портреты. Он разрабатывал
теорию цветов и полагал, что белый свет состоит
из трех основных цветов красного, желтого и голубого. Сверкающие, как
самоцветы, смальты Ломоносова, были несравненно ярче и богаче по своим
красочным возможностям итальянских.
Исследования по астрономии. Исследование комет. Слайд 13
На период активной научной деятельности Ломоносова приходится очередное
возвращение к Земле знаменитой кометы Галлея. Слайд 14 Вероятно, именно
это событие побудило Ломоносова задуматься о природе «волосатых звёзд»комет. На основе своих представлений о природе электричества он выдвинул
оригинальную теорию строения и состава комет, в которой подчеркивается
роль электрических сил в свечении хвоста и головы кометы.
В своей работе «Изъяснения, надлежащих к слову о электрических воздушных
явления» Ломоносов рассматривает движение комет. «Хвосты комет
склоняются и нагибаются в приближении к Солнцу, когда боком движутся».
Атмосфера Венеры Слайд 15
“При выступлении Венеры из Солнца, когда передний ее край стал
приближаться к солнечному краю и был (как просто глазом видеть можно)
около десятой доли Венерина диаметра, тогда появился на краю Солнца
пупырь, который тем явственнее учинился, чем ближе Венера к выступлению
приходила. Вскоре оный пупырь потерялся, и Венера оказалась вдруг без края”.
(М.В. Ломоносов) Слайд 16
26 мая 1761 года, наблюдая прохождение Венеры по солнечному диску, М.В.
Ломоносов обнаружил наличие у неё атмосферы.
Это космическое явление было заранее вычислено и с нетерпением ожидаемо
астрономами мира. Исследование его требовалось для уточнения расстояния от
Земли до Солнца, что требовало организации наблюдений из разных
географических точек на поверхности земного шара — совместных усилий
учёных многих стран.
Они производились в 40 пунктах при участии 112 человек. На территории
России организатором их был М.В. Ломоносов, Он добился снаряжения
экспедиции в Иркутск и в Селенгинск. И организовал с большим трудом
наблюдения в Санкт-Петербурге, в Академической обсерватории. Ломоносов,
более всего интересовавшийся физической стороной явления, ведя
самостоятельные наблюдения в своей домашней обсерватории, обнаружил
световой ободок вокруг Венеры.
Эффект увидели многие наблюдатели, но только М.В. Ломоносов правильно
понял его и объяснил преломлением солнечных лучей, происходящим в
наличествующей у Венеры атмосфере. В астрономии этот феномен получил его
имя “явление Ломоносова”.
Труд М. В. Ломоносова “Явление Венеры на Солнце, наблюденное в СанктПетербургской Императорской Академии Наук Майя 26 дня 1761 года” был
напечатан на русском и немецком языках и, следовательно, были известны в
Западной Европе, поскольку публикации Академии рассылались в её
крупнейшие научные центры, однако открытие атмосферы на Венере
приписывалось И.И. Шретеру и Ф.В. Гершелю. Любопытно, что сам М.В.
Ломоносов этому открытию не придавал большого значения, во всяком случае,
оно даже не упомянуто в составленном им списке работ, которые он относил к
наиболее важным в своём научном творчестве.
Оптические приборы Ломоносова. Слайд 17
Академик С.И. Вавилов, изучавший труды Ломоносова многие годы, сделал
вывод, что “…по объёму и оригинальности своей оптико-строительной
деятельности Ломоносов был …одним из самых передовых оптиков своего
времени и, безусловно, первым русским творческим опто-механиком”.
Учёным было сконструировано и построено более десятка принципиально
новых оптических приборов, им создана русская школа научной и прикладной
оптики. М.В. Ломоносов создал прибор “для сгущения света”, названный им
“ночезрительной трубой”, предназначавшейся для рассмотрения на море
удалённых предметов в ночное время.
М.В. Ломоносовым разработан и построен оптический батоскоп, или
инструмент, которым бы много глубже видеть можно дно в реках и в море.
Большой интерес представляет созданная учёным конструкция
”горизонтоскопа” — большого перископа с механизмом для горизонтального
обзора местности.
М.В. Ломоносов, хорошо знавший телескопы И. Ньютона и Д. Грегори,
предложил свою конструкцию, во выигрывающую у своих предшественников.
Изобретение это оставалось неопубликованным до 1827 г., поэтому, когда
аналогичное усовершенствование телескопа предложил У. Гершель, такую
систему стали называть его именем.
М.В. Ломоносов талантливый изобретатель и приборостроитель, в то же время
он стоит у истоков русской теоретической оптики.
Некоторые приборы, изобретенные Ломоносовым: Слайд 18
• «ночезрительная труба – теоретическое описание этого прибора посчитали
чуть ли не курьезом, но почти два века спустя изобретение Ломоносова было
оценено по-настоящему, По принципу «ночезрительной трубы» Ломоносова
были созданы специальные ночные бинокли, которые широко использовались
советскими воинами в годы Великой Отечественной войны.
• сконструировал несколько типов телескопов,
• «рефрактометр» - прибор для определения прозрачности вещества
• «горизонтоскоп», т.е. перископ – прибор, позволявший наблюдать за
местностью из-за укрытия
• создал различные варианты барометра: самопишущий, универсальный,
морской
• анемометр – прибор для определения направления и скорости ветра
• особо точные весы
• аппарат для подъема в атмосферу метеорологических приборов, использовав
принцип геликоптера
и многие другие…
К сожалению чертежи и описания многих Ломоносовских изобретений пропали
вместе с бумагами его архива после смерти ученого. Но даже то, что дошло до
нашего времени, показывает , насколько велик был инженерноконструкторский, изобретательский дар Ломоносова
Ввел новые физические термины в русский язык: Слайд 19
1. Формула
2. Поршень
3. Упругость
4. Сферический
5. Атмосфера
6. Барометр
7. Манометр
8. Преломление лучей
9. Полюс магнита
Ломоносов был первым учёным нового времени, заложившим в России основы
ряда наук: физики, физической химии, минералогии, кристаллографии,
языкознания, филологии и многих, многих других. Он первым в России сделал
успешную попытку создать научную физическую картину мира, что ставит его
выше тех европейских учёных-энциклопедистов, с которыми его сравнивает
обычно историческая традиция.
Ломоносов был первым русским учёным не потому только, что он русский по
национальности и с исключительным успехом развивал в России передовую
науку, он первый русский учёный ещё потому, что в нём впервые и с
необычайной силой и выразительностью открылись те особенности русского
гения, которые проявились в Лобачевском, Менделееве, Бутлерове, Лебедеве,
Павлове и других главных представителях русской науки .
Записка Ломоносова с перечнем его главных результатов в науке им не
окончена, и её можно было бы продолжать очень долго, перечисляя огромное
множество фактов, мыслей, догадок, найденных или высказанных
Ломоносовым в химии, физике, астрономии, метеорологии, геологии,
минералогии, географии, истории, языкознании.
Слайд 20
Да, велико его значенье
Он, верный русскому уму,
Завоевал нам Просвещенье,
Не нас поработил ему,
Как тот борец ветхозаветный,
Который с силой неземной
Боролся до звезды рассветной
И устоял в борьбе ночной.
Ф.И.Тютчев
Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя
общеобразовательная школа №13 с углубленным изучением отдельных
предметов»
Реферат на тему: «Достижения М.В. Ломоносова в области физики»
Подготовили ученики 9 «А» класса:
Иванова А., Сафаров Р.
Проверила учитель физики: Воронина И.М.
г.Егорьевск, 2012