Естественнонаучная картина мира. Часть 1. Естествознание – комплекс наук о природе
Шрифт:
Классификации экспериментов. По предмету исследования различают биологические, физические, химические, астрофизические, биохимические и другие эксперименты (рис. 1.19). В этом случае названия говорят сами за себя и не требуют пояснений.
По функциям в научном исследовании все эксперименты делят на проверочные
К проверочным относят эксперименты, которые проверяют какую-либо гипотезу, модель, теорию. Такие эксперименты могут ставиться либо с целью их подтвердить, либо с целью – опровергнуть. В истории естествознания нередки случаи, когда эксперименты, которые изначально планировались, как подтверждающие, оказываются опровергающими и наоборот. Например, Г. Герц, проводил свои знаменитые опыты, пытаясь опровергнуть предсказание теории Д. Максвелла о существовании электромагнитных волн. Однако вошел в историю как человек, впервые обнаруживший электромагнитные волны и подтвердивший, что их свойства полностью соответствуют предсказанным.
К исследовательским (поисковым) экспериментам относят те, которые направлены на обнаружение новых, неизвестных науке явлений и свойств. В ходе проведения этих экспериментов обнаруживаются факты, которые необходимо объяснить на основе существующих теорий или разработать новые для их объяснения.
Рис. 1.19. Классификация естественнонаучных эсперементов
Примером такого эксперимента может служить открытие явления сверхпроводимости голландским физиком Каммерлинг-Оннесом (1911 г.). Ему удалось создать лучшую в мире криогенную лабораторию, в которой впервые был получен жидкий гелий (температура кипеия – 4,2 Кельвина).
Неожиданно он обнаружил, что, если охлаждать ртуть, то при температуре около 4 Кельвин (критической температуре), ее сопротивление резко падает до нуля (рис. 1.20). Это явление было названо сверхпроводимостью. Позднее были обнаружены и другие сверхпроводники: олово, свинец. Ток в сверхпроводящем кольце, изготовленном из этих материалов, не затухает практически все время, пока они поддерживаются при температуре, ниже критической. Объяснение этого явления было найдено в рамках квантовой физики и носит название «теория БКШ» по именам, разработавших ее физиков (Д. Бардин, Л. Купер, Д. Шриффер).
Позднее, в 1986 году, физики К. Мюллер и Г. Беднорц, проводя исследовательские эксперименты с проводниками сложного физико-химического состава открыли еще одно явление – высокотемпературную сверхпроводимость (температура выше 30 Кельвин), которое не укладывалось в эту теорию и потребовало дальнейших теоретических разработок. За эту работу К. Мюллер и Г. Беднорц были удостоены Нобелевской премии. Особое значение этого открытия состоит в практической возможности получения сверхпроводящего состояния при охлаждении более дешевыми и удобными охладителями (жидкий азот, жидкий водород).
Рис. 1.20. Зависимость сопротивления ртути от температуры (переход в сверхпроводящее состояние)
По характеру исследования можно выделить
Конец ознакомительного фрагмента.