СВОЙСТВА ГАЗОВ, ЖИДКОСТЕЙ, ТВЕРДЫХ ТЕЛ*
Урок № 1
Тема. Представления древних философов о строении веществ
Цель: ознакомить учащихся с развитием учения о строении веществ; привить любовь к развитию естественных наук.
Оборудование: портреты древних греческих философов.
Межпредметные связи: история Древнего мира, география.
План урока
1. Развитие первых цивилизаций на Земле.
2. Общие свойства между: землей и водой; водой и твердым телом; землей и огнем.
3. Материалистические взгляды на дискретную атомістичну строение материи древнего философа Демокрита.
4. Создание идеальной основы мира с геометрических фигур.
ХОД УРОКА
I. Организационный этап
Во вступительном слове учитель отмечает, что в 10 классе на уроках естественных наук будет углубленно и обобщен теоретический материал, который учащиеся овладели, учась в базовой школе.
Первой в курсе физики в 10 классе учащиеся начинают изучать тему «Основы МКТ».
II. Изучение нового материала
1. По мнению археологов, первые цивилизации зародились в долинах крупных рек, там, где природные условия способствовали развитию земледелия. Некоторые из таких мест нам сегодня известны. Это прежде всего речные долины Индии, Китая, Месопотамии и Египта. Остатки доисторических поселений найдены и на территории СНГ, в частности в долинах рек Амударьи и Сырдарьи.
2. Весной мощные реки размывались, щедро поили землю и укрывали поля плодородным илом. Земледельцы знали: большая вода - хороший будет урожай, а год сыт.
С давних времен люди научились беречь и уважать землю и воду. Земля и вода - основа жизни. Да и общего между ними немало. Отбери у них тепло, которое несет с собой огонь, и станет жидкая вода твердой коркой. Такой твердой, как камень. У камня твердость - основное свойство. И льда тоже. Разве это не означает, что камень и лед - родственники.
А что будет, если добавить земли тепла, нагреть ее в пламени? Жар расплавит твердое камней. Потечет оно огненными ручьями. А разве текучесть - это не главное свойство воды? Получается, что с этой стороны земля и огонь - родственники, объединенные мощной силой огня. Уже в древние времена древние люди умели плавить твердую землю и добывать из нее семь металлов: золото, серебро, медь, свинец, олово, ртуть и железо.
До наших дней сохранилась книга, написана китайскими мудрецами еще за тысячу лет до нашей эры. Называется она «Книга о гармонии тьмы ». Авторы собрали в ней все, что было известно на то время мир. По их мнению, он имел пять основ. В первых трех - земля, вода и огонь - мудрецы добавили еще металл и дерево.
Увеличение количества элементов нарушало единство мира. И постепенно начали поговаривать, что такие рассуждения неверны, ошибочны и что в мире должна быть вообще только одна «первичная материя»... Какая? Здесь случались разногласия. И действительно, в древнейших трактатах индийской философии сказано, что все на свете состоит из мельчайших круглых частиц - зеренану. Зерна эти столь малы, что не имеют даже размера и не делятся на части. Они вечны и неизменны и находятся в постоянном движении. Все вещи и существа - комбинация зеренану. Когда существо погибало, частицы, из которых она состояла, распадались, формируясь впоследствии в новый организм.
В V в. до нашей эры жил в жарком сицилийском городе Акраганті человек по имени Эмпедокл. Был он сыном знатного человека, что прославилась как противник тирании и борец за республику. Такая слава была особенно почетна, поскольку правили сицилийскими городами тогда в основном тираны.
Молодой Эмпедокл был известен как поэт и весьма красноречивый оратор-краснобай. А надо сказать, что умение красиво говорить слишком ценилось в Древней Греции. Эмпедокл знал взгляды некоторых философов, живших до него, поэтому, не способен сделать выбор между единственными праматеріями, он счел за лучшее объединить их и стал поучать, что мир состоит не из какой-то одной сущности, а из четырех - земли, воды, воздуха и огня. Но собственно сущностей ему было мало. Стоило еще подумать о силах, которые их объединяют и разделяют, а следовательно, способствуют возникновению, перетворюванню и разрушению тел. Эмпедокл за мировые силы выбрал дружбу и вражду (или любовь и ненависть). Вот как об этом он писал в своей поэме:
Сначала послушай, что четыре корня сущего огонь, вода, земля, и безграничная высь эфира (воздуха).
Из них (образовалось) все, что было, что есть и что будет.
То любовью соединяется все воедино,
То, наоборот, враждой ненависти все несется в разные стороны
И эта постоянная смена никогда не прекратится.
3. Основоположником материалистического взгляда относительно дискретной атомистической строения материи считают древнегреческого философа Демокрита, который жил в IV в. до н. э. Он учил, что все тела состоят из бесчисленного количества сверхмалых, невидимых глазом неделимых частиц - атомов, которые движутся в пустоте... Никто их не создавал. Они были всегда. Никто не может уничтожить. Хоть разрушить тела, состоящие из атомов, не так трудно.
Что представляют собой эти неделимые частицы, по мнению Демокрита? Прежде всего они были материальны, следовательно, имели вес, разнообразную форму и размеры. Сочетаясь между собой, они образовывали все видимые вещества. Из густых соединений выходили тела твердые, с менее густых образовывались вода и воздух.
Особенно возмутился гипотезе атомов Платон - учитель Аристотеля. Поговаривали, что он приказывал своим ученикам всюду собирать Демокритові произведения и безжалостно их сжигать. Возможно, потому и не дошло до наших дней ни одного настоящего строки из этих трудов. Все о Демокрита мы знаем из критики противников и более поздних воспоминаний.
4. О Платона написано немало замечательных книг. Его считают одним из «учителей человечества». Если бы не было Платона, «не было бы его книг, мы не только хуже понимали бы, кем были древние греки и что они дали миру, - мы хуже понимали бы самих себя, что такое
философия, наука, искусство, поэзия, вдохновение, что такое человек, в чем трудность и ее поисков и свершений, в чем их притягательная сила».
В основе всего сущего у Платона также лежат частицы. Демокритові атомы и «атомы» Платона в принципе не имели ничего общего между собой, поскольку у последнего атомы - прямоугольные треугольники - равнобедренные и такие, в которых катет равен половине гипотенузы... Почему именно они? И как построить мир из геометрических фигур?...
«Платон был прекрасным математиком, и это дало ему возможность создать идеальную основу мира. Если представить ее такой, которая состоит из мельчайших тел, то эти тела должны иметь идеально правильно геометрическую форму».
В геометрии известно лишь пять правильных многогранников: тетрогор, что имеет четыре грани, куб - шесть граней, октаэдр с восемью гранями, икосаэдр, у которого двадцать граней, додекаэдр, имеет двенадцать граней. Каждую из граней этих тел можно составить из треугольников. Именно их и Платон взял за основу. Платон объяснял ученикам все возможные преобразования с помощью частиц - треугольников. Вот в бушующем хаосе две частицы воздушно-подобного состояния материи или два октаедри стихии воздуха встречаются с одной частицей огня - тетраэдром. И не просто встречается, а сталкиваются. Давайте посчитаем: сколько элементарных треугольников принимает здесь участие? В двух октаедрів - по восемь, в сумме - шестнадцать. И в одного тетраэдра - четыре. Всего в сумме получается двадцать штук. Но из двадцати граней легко составить один икосаэдр, а это - частичка воды. Итак, когда две частицы воздуха сталкиваются с одной частицей водорода, должна образоваться одна частица воды.
Замечательно, правда? Не забывайте, что это происходило более двух тысяч лет назад и до формулы Н2О человечество было еще далеко.
Теперь понятно, что автору таких идеальных явлений Демокритові «влажные частицы» должны были мешать. Поэтому и Платон пытался побудить людей забыть даже имя «смешливого философа»-материалиста. Но такая попытка была обречена на неудачу.
III. Закрепление изученного материала
- Что сегодня изучили на уроке?
IV. Домашнее задание
Проработать материал по конспектом, а также привести примеры, указывающие на правильность атомно-молекулярного учения.
Историческая справка
Аристотель (384-322 годы до н. э.). По свидетельству историков, Аристотель родился во Фракии, в городе Стагірі. Его отец был потомственным придворным врачом царя Македонии и наверняка передал сыну если не свои знания, то по крайней мере интерес к познавания вообще.
Когда юному отпрыску царского врача исполнилось семнадцать, он приехал в Афины и вступил в Академию знаменитого философа Платона. Целых двадцать лет Аристотель был его учеником и лишь после этого срока покинул стены платоновской школы.
Закончив обучение, он много путешествовал, набирался знаний и опыта. И неожиданно получил предложение от царя Македонии Филиппа воспитывать его тринадцатилетнего сына Александра - будущего выдающегося полководца, который завоевал полмира.
Аристотель был слишком педантичным, многие из историков вспоминал эту черту его характера. Однако царский потомок вплоть до смерти чувствовал к учителю если не любовь, то глубокое уважение. Он не только щедро одаривал его, но и не забывал присылать из дальних походов редкие вещи, а время от времени даже письма.
Расставшись с Александром, Аристотель вернулся в Афины, где основал школу. Там он в течение двенадцати лет написал большинство своих философских сочинений и воспитал немало учеников.
В своем учении Аристотель развивал дальше взгляды Эмпедокла, изменив их несколько по-своему. Он также был уверен, что первоосновой всего сущего является некая единая першоматерія. И существовать она могла в четырех различных состояниях: быть сухой и холодной, определяя тем самым стихию земли быть холодной и влажной, определяя стихию воды; быть теплой и влажной, как стихия воздуха, и быть сухой и теплой, как стихия огня. Других элементарных состояний существовать в природе, по мнению Аристотеля, не могло.
К четырем стихиям Эмпедокла Аристотелю, правда, пришлось добавить пятую - эфир. По мнению философа, земля и небо не могли иметь между собой ничего общего. А следовательно, для всего небесного хозяйства нужна была специальная ферма материи - эфир. Из эфира, думал философ, состоят небеса, звезды и планеты.