Моделирование в физике элементарных частиц

Противоречивость требований к модели обладать широкой областью адекватности, высокой степени универсальности и высокой экономичности обусловливает использование ряда моделей для объектов одного и того же типа. Методы получения моделей Получение моделей в общем случае - процедура неформализованная. Основные решения, касающиеся выбора вида математических соотношений, характера используемых переменных и параметров, принимает проектировщик. В тоже время такие операции, как расчет численных значений параметров модели, определение областей адекватности и другие, алгоритмизированы и решаются на ЭВМ. Поэтому моделирование элементов проектируемой системы обычно выполняется специалистами конкретных технических областей с помощью традиционных экспериментальных исследований. Методы получения функциональных моделей элементов делят на теоретические и экспериментальные. Теоретические методы основаны на изучении физических закономерностей протекающих в объекте процессов, определении соответствующего этим закономерностям математического описания, обосновании и принятии упрощающих предположений, выполнении необходимых выкладок и приведении результата к принятой форме представления модели. Экспериментальные методы основаны на использовании внешних проявлений свойств объекта, фиксируемых во время эксплуатации однотипных объектов или при проведении целенаправленных экспериментов. Каким образом происходит построение математической модели? Во–первых, формулируется цель и предмет исследования. Во–вторых, выделяются наиболее важные характеристики, соответствующие данной цели. В–третьих, словесно описываются взаимосвязи между элементами модели. Далее взаимосвязь формализуется. И производится расчет по математической модели и анализ полученного решения. Используя данный алгоритм можно решить любую оптимизационную задачу, в том числе и многокритериальную, т.е. ту в которой преследуется не одна, а несколько целей, в том числе противоречивых. Оптимизационные модели, в том числе многокритериальные, имеют общее свойство– известна цель(или несколько целей) для достижения которой часто приходится иметь дело со сложными системами, где речь идет не столько о решении оптимизационных задач, сколько об исследовании и прогнозировании состояний в зависимости от избираемых стратегий управления. И здесь мы сталкиваемся с трудностями реализации прежнего плана. Они состоят в следующем: сложная система содержит много связей между элементами реальная система подвергается влиянию случайных факторов, учет их аналитическим путем невозможен возможность сопоставления оригинала с моделью существует лишь в начале и после применения математического аппарата, т.к. промежуточные результаты могут не иметь аналогов в реальной системе. В связи с перечисленными трудностями, возникающими при изучении сложных систем, практика потребовала более гибкий метод, и он появился – имитационное моделирование "Simuja io modeli g". Обычно под имитационной моделью понимается комплекс программ для ЭВМ, описывающий функционирование отдельных блоков систем и правил взаимодействия между ними. Использование случайных величин делает необходимым многократное проведение экспериментов с имитационной системой (на ЭВМ) и последующий статистический анализ полученных результатов.

Дальнейшее исследование этого явления было проведено Чедвиком в азоте, аргоне и парафине. Он наблюдал появление очень быстрых частиц – ядер отдачи. Неужели их могли выбивать из атомов гамма-лучи? Определив скорость ядер для азота, он высчитал, что сообщить ее могли гамма-лучи с энергией 90Мэв, а для аргона – с энергией уже 150Мэв. Невозможно было предполагать, что при реакции () из ядер бериллия освобождается такое огромное количество энергии. У Чедвика возникло сомнение в правильности предположения, что излучение бериллия имеет электромагнитный характер. Для выяснения таинственного излучения им были поставлены опыты, ставшие теперь классическими. В своей опытной установке Чедвик применил полониевый источник ?-частиц, которыми облучал бериллий. Излучение, получающееся при этом, регистрировалось при помощи ионизационной камеры. Чедвик тщательно анализировал ход превращений ядер бериллия под действием ?-частиц. Ядро бериллия с массой 9 единиц и зарядом 4 единицы под влияние удара ?-частицы превращается в неустойчивое ядро массой 9 4=13 единиц и зарядом 2 4=6 единиц. Из этого ядра моментально выбрасывается неизвестная частица, обладающая большой проникающей способностью. Чедвик рассчитал массу неизвестных частиц, измерив скорость протонов которые эти частицы выбивали из парафина. На пути «бериллиевых» частиц он поместил тонкую пластинку – мишень, содержащую ядра азота массой 14 единиц, и, измерив скорость выбиваемых ядер азота, определил, что она почти в 7 раз меньше скорости протонов. Зная, что протон имеет массу, равную 1 единице, можно составить уравнение и решив его, определить массу неизвестной частицы: , откуда Мх=1,16. Путем многочисленных опытов с разными мишенями Чедвик установил, что это таинственное излучение – поток тяжелых частиц, по массе близких массе протона, но лишенных электрического заряда и поэтому обладающих большой проникающей способностью. Частица с нулевым зарядом получила название нейтрон и символ , или 01 , где верхний индекс указывает ее массу, а нижний – заряд. Многократными опытами и расчетами ученный блестяще доказал правильность своего предположения. В современном обозначении процесс рождения нейтронов из бериллия записывают так: Be((, )C или в развернутой форме: 49Be 24He ( 612C 01 Теперь мы можем расшифровать ход опыта Чедвика так: источник ?-частиц – полоний, распадаясь, выбрасывал положительно заряженные ядра гелия. Врываясь в атомы бериллия, они выбивали из их ядер нейтральные частицы, а сами, сливаясь с ядрами бериллия, создавали ядра углерода. Свободные нейтральные частицы могли пронизывать толстейшие листы свинца, странствовали в воздухе. В парафине, в воде, соударяясь с протоном, они отдавали ему половину своей энергии. Протоны отдачи, вылетавшие из парафина, под влиянием соударения с нейтроном обладали очень большими скоростями. Открытие нейтрона позволило построить протонную теорию ядра. При образовании ядра из нейтронов и протонов оказывается, что масса ядра всегда меньше суммы масс свободных протонов и нейтронов, связывающихся в ядро. Разность этих масс называют дефектом массы: (М=((Мp (М )-Mя Явление уменьшения массы еще называют «упаковочным эффектом». Действительно, чем прочнее «упаковано» ядро, чем оно устойчивее, тем больше дефект массы.

Поток нейтронов легче проникает через ненамагниченные листы железа. Вероятно, нейтрон должен обладать сложной структурой, раз он обладает магнитным моментом. Нейтрон может испускать (-мезон, что означает, что либо нейтрон в результате какого-то процесса превращается в (-мезон и протон, либо нейтрон представляют собой сложную конструкцию, в состав которой входят (-мезоны и, может быть, другие частицы. Эти явления существенно меняют наши преставления об элементарных частицах, как о каких-то однородных кирпичиках, из которых построены вещества, но и нейтрон, и протон действительно являются элементарными частицами в том смысле, что именно из этих частиц построены ядра всех элементов во вселенной. Но если под словом «элементарный» понимать простой, далее неразделимый, то в этом смысле ни нейтрон, ни протон элементарными частицами не являются. Протон – стабильная частица и может существовать вне ядра. Нейтрон в свободном состоянии существует недолго, распадаясь на протон, электрон и частицу, получившую название антинейтрино. Распад нейтрона был обнаружен в 1950г в опытах физиков А. Снела (США) и Дж. Робсона (Англия). Еще ранее это явление (-распада наблюдалось у ядер радиоактивных изотопов, но что при этом происходит, оставалось загадкой. Энергия электронов, вылетающих при (-распаде, оказывалась неодинаковой, но всегда меньшей, чем рассчитанная теоретически из уравнения энергобаланса. Кроме того, с вылетом электрона, обладающего определенным механическим моментом, момент образовавшегося ядра должен был, казалось бы, уменьшиться как раз на эту величину. Но и здесь эксперимент расходился с теорией. Чтобы устранить это противоречие, швейцарский физик В. Паули в 1931г высказал гипотезу, что при (-распаде ядра, кроме электрона (позитрона), рождается нейтральная частица (частица «невидимка») с массой покоя, равной или близкой к нулю, уносящая часть энергии и обладающая некоторым моментом количества движения. Ферми ее назвал нейтрино. На основе этой гипотезы он построил теорию, по которой (-распад можно рассматривать как превращение одного из нейтронов ядра в протон, электрон и антинейтрино. Позитронный же (-распад – как превращение протона ядра в нейтрон, позитрон и нейтрино. Нейтрино оказалось всепроникающей частицей, она не регистрируется приборами, потому что она не несет электрического заряда. Значит, она не способна производить ионизацию атомов, расщепить ядра, то есть не может вызвать эффекты, по которым можно судить о появлении частицы. Нелепо утверждать, будто частица, какой бы необычной она ни была, вообще ни с чем не взаимодействует. Иначе введение такой частицы в физику означало бы замаскированный отказ от закона сохранения энергии. Выходило бы, что энергия теряется вместе с частицей безвозвратно и навсегда. Поэтому Паули предположил, что эта частица просто очень слабо взаимодействует с веществом и поэтому может пройти сквозь большую толщу вещества, не обнаружив себя. Счетчики не могли уловить его, так как из миллиона миллиардов нейтрино, проникающих через километровой толщи броню, лишь одно может прореагировать с ядром брони.

Викиномика. Как массовое сотрудничество изменяет всё

Данные для этого проекта собираются из самых разных источников, включая наземные и спутниковые датчики, компьютерное моделирование, а также тысячи независимых исследователей, размещающих в системе свои файлы. Специальные программы позволят учёным выполнять долгосрочное моделирование высокого разрешения, используя распределённые системы данных сообщества. Основатели ESG предполагают, что проект приведёт к революции в нашем понимании глобальных изменений климата. Такие проекты вдохновляют исследователей во многих областях знаний на генерирование изменений, уже сейчас замещающих такие дисциплины, как биоинформатика и физика высоких энергий (физика элементарных частиц). Возьмите, например, астрономию. Редакторы журнала Nature недавно заметили: «Десятилетие назад астрономия во многом касалась групп, хранящих результаты своих наблюдений в секрете и публикующих частные выводы. Сейчас данная наука организована вокруг больших объёмов данных, которыми обмениваются, которые кодируют и делают доступными общественности».[226] По мере того как масштабные научные совместные проекты становятся нормой, учёные больше полагаются на распределённые методы сбора данных, проверяя точность открытий, тестируя гипотезы не только для ускорения работы, но и для повышения достоверности самих научных знаний ... »

Концепция современного естествознания

Сейчас стоит задача создания рентгеновских и гамма-лазеров. Физика плазмы. Важность изучения плазмы связана с двумя обстоятельствами. Во-первых, в плазменном состоянии находится подавляющая часть вещества Вселенной. Во-вторых, именно в высокотемпературной плазме имеется возможность осуществить управляемую термоядерную реакцию. Получение таких реакций позволит дать человечеству практически вечный экологически чистый источник энергии. Эта проблема очень актуальна, поскольку уже в ближайшее время человечество столкнется с проблемой энергетического голода. Физика твердого тела. Пожалуй, ни один из разделов физики не имеет стольких ответвлений в прикладные области, как этот. Прогресс в компьютеростроении целиком базируется на достижениях физики твердого тела. Туннельный эффект - явление из области квантовой физики, которое заключается в способности элементарных частиц проникать сквозь барьер, который классическая частица не может пройти в принципе. На основе туннельного эффекта созданы специальные приборы - туннельные микроскопы, которые позволяют наблюдать отдельные атомы. Прогресс в этой области зашел так далеко, что коллективу сотрудников фирмы IBM удалось написать название фирмы буквами, размером всего в пять атомов по высоте. открыть »

Философия

Репрезентация отдельных фрагментов, моментов предмета философского мировоззрения - важнейшая особенность философского факта. Вторая его особенность (в отличие от естественных наук) - разнообразие источников формирования. Факты естественных наук (физики, биологии, химии, астрономии и др.) опираются на относительно гомогенный источник. Физика элементарных частиц или физическая химия, несмотря на внутреннюю сложность и разнокачественность поступающей информации, в общем-то "заземлены" информацией о своём конкретном материальном предмете изучения, представляющем часть природной действительности. Философское мировоззрение имеет дело с качественно иным источником формирования философских фактов, его элементы гетерогенны по содержанию. По своему отношению к теории философские факты могут иметь разную степень существенности, в связи с чем их можно подразделять на фундаментальные и частные. Факты лежат в основе теории, служат основой постановки новых проблем мировоззрения и одним из важнейших условий дальнейшей разработки традиционных мировоззренческих проблем ... »

Большой энциклопедический словарь (Часть 2, ЛЕОНТЬЕВ - ЯЯТИ)

Барочные церкви (18 в.). НИША (франц. niche) - углубление (различного размера и происхождения) на склоне или у подножия возвышенности, берега. Различают: нивационные, эрозионные, карстовые, дефляционные, волноприбойные (или абразионные) и др. НИШАНОВ Рафик Нишанович (р. 1926) - политический деятель. С 1951 на партийной работе. С 1963 секретарь ЦК КП Узбекистана. С 1970 на дипломатической работе, с 1985 министр иностранных дел Узбекской ССР. В 1986-88 председатель Президиума ВС Узбекской ССР, заместитель председателя. Президент ВС Узбекской ССР. В 1988-89 1-й секретарь ЦК КП Узбекистана. В 1989-91 председатель Совета Национальностей ВС СССР. НИШИДЖИМА (Нисидзима) (Nishijima) Кацухико (р. 1926) - японский физик, иностранный член РАН (1991; иностранный член АН СССР с 1982). Труды по квантовой теории поля и физике элементарных частиц. Ввел (1953, независимо от М. Гелл-Мана) понятие странности и открыл закон ее сохранения. Предсказал (1957) существование двух видов нейтрино. НИШНИАНИДЗЕ (наст. фам. Мамагейшвили) Шота Георгиевич (р. 1929) грузинский поэт ... »

Путь православия сегодня

Принципы научного исследования. Физика и реальность. М., 1965. с. 8-10). Современная физика основана Галилеем, но его "метод cтремится не к описанию непосредственно наблюдаемых фактов, а скорее к проектированию экспериментов, к искусственному созданию феноменов, при обычных условиях не наблюдаемых, и к их расчету на базе математической теории." (В. Гейзенберг. Традиции в науке. В кн.: Шаги за горизонт. М., "Прогресс", 1987, с.232). В итоге новейшая физика (физика ХХ века) - наследница физики Галилея - фактически свелась к изучению частиц - осколков, кусочков, на которые распадается вещество в результате расщепления его любопытными физиками с целью выявить элементарные единицы материи. Чтобы получить все более и более мелкие осколки вещества эти ученые используют гигантские ускорители или исследуют космическое излучение, образующиеся в результате природных катастроф в безбрежном пространстве Космоса. Эти исследования привели к результату, которые В. Гейзенберг формулирует так: "все частицы сделаны из одной первосубстанции, которую можно назвать энергией или материей. первосубстанция "энергия", когда ей случается быть в форме элементарных частиц, становится "материей". мельчайшие частицы материи в самом деле не физические объекты в обычном смысле слова, они суть формы, структуры." ("Закон природы и структура материи", в кн.: "Шаги за горизонт", М., "Прогресс", 1987, с. 117-118). Архиепископ Иоанн Сан-Францисский комментирует это достижение новейшей физики следующим образом: "Все элементарные частицы состоят из одного вещества: энергии. "Частицы" - это разнообразные формы, которые энергия принимает, чтобы стать материей. открыть »

Лекции по физике

Законы динамики позволяют сделать это, если известна правая часть уравнений (2-3) или (2-5). Другими словами, нужно уметь определять силы, действующие на тело, положение которого требуется описать. Взаимодействие между макроскопическими телами физика сводит к взаимодействию между элементарными частицами. Таких элементарных частиц в настоящее время известно более сотни. Среди них наиболее популярны электрон, протон и нейтрон. Для характеристики всех частиц вводятся такие понятия как масса покоя, электрический заряд, собственный механический момент ( спин ), а также четность, странность, красивость, барионный заряд, цветовой заряд, слабый заряд и т.д. Установлено, что между элементарными частицами существует четыре фундаментальных взаимодействия: сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное. Сравнительные характеристики этих взаимодействий приведены в таблице 1. Таблица 1. Название вза-имодействия Относитель-ная интенсив-ность Частица,«пере-носящая» взаи-модействие Характеристи-ка частицы Сильное 1 ?-мезоны (глюоны)(8 типов )m ? 250 mэлект разнообразные Электромаг- нитное 10-2 фотон E= h? Слабое 10-13W - частицыZ - частицыЕ ?102 с2 m протонгипотетичны Гравитацион-ное 10-40 гравитон гипотетичен В классической физике считается, что электромагнитное и гравитационное взаимодействия осуществляются посредством поля. открыть »

В мире бактерий

Они понимают, что в науке о жизни, как и в физике, непосредственная ненаблюдаемость того или иного феномена и невозможность изображения не означает отрицание его существования. На том же самом основании физиками не могли быть открыты элементарные частицы. И в биологии – если мы и не видим у живых существ определенных органов, то нам все же приходится признавать у них ту или иную деятельность. Дышат все животные, даже те, которые не имеют конкретных дыхательных органов. Одноклеточное животное принимает пищу и переваривает ее, хотя у него нет ни желудка, ни кишки. Оно передвигается без мышц, чувствует и действует не только произвольно, но и целесообразно. В представленных далее материалах вы сможете убедиться, что бактерия тоже наделена всем, во-первых, для осуществления питания и пищеварения, обмена веществ и удаления его продуктов. Во-вторых, эта удивительная бактерия наделена ощущениями и восприятием внешней и внутренней среды, памятью и способностью принимать нужные решения, осуществлять координацию и управление процессами жизнедеятельности. открыть »

Концепции макромира классической физики и концепции микромира современной науки

Элементарные частицы не содержат внутренних частиц, остающихся в большей или в меньшей степени неизменными. Согласно современным представлениям структура элементарных частиц описывается посредством беспрерывно рождающихся и беспрерывно делящихся «виртуальных» частиц. Например, аннигиляция мезона (от латинского слова «a ihila io» - уничтожение) формируется из беспрерывно создающихся и затем исчезающих виртуальных нуклонов и виртуальных антинуклонов. Формальные выдвижение понятия виртуальной частицы показывает, что внутреннюю структуру элементарных частиц не возможно описать посредством других частиц. Пока не создана удовлетворяющая физиков теория происхождения и структуре элементарных частиц. Целый ряд видных ученых пришли к мысли о том, что эту теорию можно создать, принимая во внимание только космические условия. Идея о зарождении элементарных частиц из вакуума в силовом, электромагнитном и гравитационном полях приобретает существенное значение. Потому что взаимосвязь микро, макро – и мегамира находит воплощение только в этой идее. открыть »

Информационная модель физического мира

Аруцев Александр Артемьевич, Ермолаев Борис Валерьевич, Кутателадзе Ираклий Отарович, Слуцкий Михаил Семенович В русле декларируемой "методологии" моделирования гипотеза С.Берковича представляет особый интерес с нескольких точек зрения: - предлагаемая модель позволяет с иных (более глубоких) позиций исследовать неизбежные странности микромира и существующие парадоксы современной физики; - гипотеза исследует возможности осуществления связи между, казалось бы, явлениями разной природы в рамках единой модели; - предложенный подход по-новому позволит посмотреть на информатику, возможности естественнонаучного "освоения информационных ресурсов"; - концепция наиболее ярко демонстрирует возможности самой методологии моделирования, как главного инструмента познавательного процесса. Модель. Предположим, что существует маленький счетчик. Не важно, что считает этот прибор. Потому что ничего еще нет. Ни килограммов, ни сантиметров, ни вольт или ампер, ни просто элементарных частиц, которые подсчитываются современными приборами. открыть »

Роль воображения в науке

Наглядное представление несет функцию замещения, репрезентации. Специфическая особенность воображаемых моделей при отражении наблюдаемых структур состоит в том, чтобы выделить в объекте некоторые элементы и с их помощью воссоздать характер внутреннего строения объекта. Примером воображаемых моделей могут быть модели элементарных частиц, в частности модели атома и составляющих его компонентов. Известно, что элементарные частицы обладают особой природой. Эта особенность заключается в том, что данные частицы одновременно обладают и корпускулярными и волновыми свойствами. При этом согласно принципу неопределенности Гейзенберга, чем более определенным является импульс частицы, ее энергетические свойства, тем менее определенным является ее координата, то есть положение в пространстве. И наоборот, большая определенность координаты связана с меньшей определенностью импульса. Противоречивая природа элементарных частиц поставила перед исследователями проблему их наглядного моделирования. Некоторые физики видели выход в том, чтобы отказаться от принципа наглядности. Однако принцип наглядности остается необходимым в познании. Он определяется рядом обстоятельств. открыть »

Космология

Наука, которая изучает вселенную как единое целое, называется космологией. Большинство существующих космологических теорий опирается на теорию тяготения, физику элементарных частиц, общую теорию относительности и другие фундаментальные физические теории и, конечно, на астрономические наблюдения. В космологии широко используется метод моделирования, ученые строят теоретические модели Вселенной, ищут наблюдательные факты, на основе которых можно проверить правильность теоретических выводов. Применение ЭВМ позволяет проводить необходимые при этом расчеты. Реальная вселенная, как оказалось, хорошо описывается моделями расширяющейся Вселенной. РАСШИРЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ Первое успешное определение лучевой скорости галактики по наблюдению доплеровского смещения ее спектральных линий было выполнено в 1912 г. Слайфером в обсерватории Ловелла. Он нашел, что галактика в созвездии Андромеды приближается к Земле со скоростью около 200 км/с. Это удивительный результат, если вспомнить, что большинство звезд движется со скоростями не более 50 км/с. открыть »

Моделирование как философская проблема

Поднимаются вопросы искусственного интеллекта, модели искусственного нейрона, нейросетевых технологий. Третья часть затрагивает вопросы математического моделирования применительно к к исследованиям экономических систем, в частности вопросы имитационного моделирования. Общие положения математического моделирования Моделирование как метод научного познания. Растущий интерес философии и методологии познания к теме моделирования был вызван тем значением, которое метод моделирования получил в современной науке, и в особенности в физике, химии, биологии, кибернетике, не говоря уже о многих технических науках. Однако моделирование как специфическое средство и форма научного познания не является изобретением XIX или XX века. Достаточно указать на представления Демокрита и Эпикура об атомах, их форме, и способах соединения, об атомных вихрях и ливнях, объяснения физических свойств различных веществ с помощью представления о круглых и гладких или крючковатых частицах, сцепленных между собой. Эти представления являются прообразами современных моделей, отражающих ядерно-электронное строение атома вещества. В настоящее время нельзя назвать область человеческой деятельности, в которой в той или иной степени не использовались бы методы моделирования. открыть »

Математическое моделирование биполярных транзисторов типа p-n-p

При этом в значительной степени устраняются трудности, связанные с физикой работы прибора. Если в уравнения, описывающие схему, введены нелинейные модели компонентов, то решить эти уравнения становится достаточно сложно. При этом в программах САПРа затраты машинного времени на определение нелинейных функций, описывающих различные полупроводниковые приборы составляют значительную часть общих затрат времени. Проблема математического моделирования биполярных транзисторов Под моделированием понимается описание электрических свойств полупроводникового устройства или группы таких устройств, связанных между собой, с помощью математических уравнений, эквивалентных схем или таблиц. Термин “биполярный транзистор” связан с тем, что в нём используются носители заряда двух видов: электроны и дырки. Слово “транзистор” (от англ. ra sfer resis or) означает, что этот прибор согласует низкоомную цепь эмиттера с высокоомной цепью коллектора. При описании сложных устройств и многомерных систем используются их выходные характеристики, на основе которых создаются макромодели. Модели, определяющие электрические свойства, используются для точного анализа. открыть »

Роль моделирования в познавательной и практической деятельности

Модель дает возможность наблюдать такие явления как, извержение вулкана, возникновение и исчезновение горных систем. Модели широко применяются в кораблестроении, самолетостроении, ядерной физике, а также строительстве. Способы создания моделей различны: физические, математические, физико- математические. Физическое моделирование характеризуется прежде всего тем, что исследования проводятся на установках, обладающих физическим подобием, т. е. сохраняющих полностью или хотя бы в основном природу явлений. Если осуществлено полное или неполное физическое моделирование, то по характеристикам модели можно получить все характеристики оригинала пересчетом через масштабные коэффициенты. Математическое моделирование обладает более широкими возможностями. Под этим видом моделирования понимают способ исследования различных процессов путем изучения явлений, имеющих различное физическое содержание, но описываемых одинаковыми математическими моделями. Например, колебания и волны различной природы ( колебания маятника и колебания в электрической цепи аналогичны). К математическим моделям можно отнести алгоритмы и программы, составленные для вычислительных машин. открыть »

Возможности интеллектуального развития школьников в связи с формированием методологических и прикладных знаний

Таким образом, развитие интеллекта тесно связано с развитием творческих способностей. У старших школьников, как отмечает Д.И.Фельдштейн, "от 15 до 17 лет идет развитие абстрактного и логического мышления, рефлексия собственного жизненного пути, стремления к самореализации" . На этом фоне достаточно продуктивной представляется деятельность по формированию методологических и прикладных знаний старших школьников. Формирование методологических и прикладных знаний опирается на развивающееся абстрактное и логическое мышление. Абстрактно–логическое мышление можно определить как психологический процесс познания, предполагающий использование выделенных свойств объекта (абстракций) и определенных последовательностей на основе причинно–следственных (логических) связей. Важнейшие методы познания в физике – абстрагирование, аналогия, моделирование, гипотеза, мысленный эксперимент, а также приложения физики, которые могут описываться с помощью моделей, опираются на абстрактно–логическое мышление. Формальная логика, по Ж.Пиаже, – это высшая ступень в развитии интеллекта, она формируется к периоду ранней юности . По Ж.Пиаже, складывающаяся к возрасту ранней юности система операций подготавливает почву для формирования научных понятий и на последнем, высшем периоде интеллектуального развития – периоде формальных операций – старшеклассник освобождается от конкретной привязанности к объектам и приобретает возможность мыслить так же, как взрослый человек. открыть »

Технологическая карта развивающего обучения на уроках физики в основной школе

Как найти число молекул? -заглянуть вовнутрь вещества, - мы не знаем способа подсчета количества молекул Формулировка разрыва Чем же мы будем заниматься? -искать способ подсчета количества молекул Формулировка учебной задачи в знаковой форме Запишите задачу в тетрадь -поиск способа подсчета количества молекул Далее на данном уроке реализуется 2 этап решения учебной задачи - процесс моделирования - построение и использование модели. Модели также делятся на вещественные, графические и знаковые. Хочется отметить ряд моделей в физике (см. табл. 4): Таблица 4 Раздел физики Примеры моделей Механика Математический маятник; материальная точка; прямолинейное и криволинейное движение; идеальная пружина; равномерное и неравномерное движение Молекулярная физика Молекула; модели газа, жидкости, твердого тела; модель поверхности твердого тела Электромагнетизм Модель точечного заряда; модель электрически заряженного тела; модель поля; модель электрического тока; модель источника тока; модель полупроводника Оптика Световой луч; плоское зеркало; тонкая линза Квантовая физика Квант, фотон Ядерная физика Модель ядра; модель атома; модель радиоактивного излучения Физическая модель - это абстрактное изображение физических тел и физических явлений, которое отображает внутренние связи и отношения внутри рассматриваемого объекта в «чистом ви- де». открыть »

Исследование и моделирование с помощью компьютера электрических полей

Средняя школа №2 с углубленным изучением предметов физико-математического цикла Реферат Исследование и моделирование с помощью компьютера электрических полей. Выполнил ученик 10 «А» класса Баринов Александр Научный руководитель учитель физики средней школы №2 Пигалицын Лев Васильевич г. Дзержинск, 2001 годСодержание Содержание 1Электрическое поле 2Кулоновская сила 2 Понятие о кулоновской силе 2 Кулоновские силы в системе зарядов. Принцип суперпозиции. 2Напряженность 3 Напряженность как физическая величина 3 Линии напряженности 3Работа кулоновских сил в электрическом поле. Потенциал. 4 Потенциальная энергия зарядов 4 Работа кулоновских сил по замкнутому контуру 4 Потенциал как физическая величина 4 Разность потенциалов 5 Эквипотенциальные поверхности 5Компьютерное моделирование 5 Моделирование силовых линий 5 Моделирование эквипотенциальных линий 6 Возможности программы 6Список используемой литературы 7Приложения 7 Листинг программы 7Электрическое полеЭлектрическое поле – особый вид материи, создаваемый электрическими зарядами, основное свойство которого заключается в действии на другие электрические заряды. открыть »

Сорбционные методы экстракорпоральной интоксикации

В целом данная операция предполагает участие в лечебном процессе хирургов, способных выполнять как дренирование грудного лимфатического протока, так и канюлирование портальной системы через пупочную вену. Методы экстракорпоральной детоксикации с моделированием основных экскреторных механизмов. Моделирование этой части функциональной системы детоксикации достигается использованием мембранных технологий. Одним из первых продуктивных решений моделирующих физико-химические и структурные принципы экскреторных органов явилось применение гемодиализа (ГД). Именно в этом направлении достигнут и максимальный технический прогресс: недаром его конструктивное воплощение образно называют аппаратом «искусственная почка». ГД обеспечивает возможность извлечения из плазмы крови прежде всего водорастворимых веществ, которые могут считаться эндотоксическими субстанциями. Принцип работы любого аппарата ГД основан на диффузии низкомолекулярных соединений по осмотическому градиенту и градиенту концентрации из экстракорпорально забираемой крови. открыть »