Nemcsak az iskolások, de a felnőttek is elgondolkodnak néha: miért van szükség a fizikára? Ez a téma különösen fontos azoknak a diákoknak a szüleinek, akik egy időben olyan oktatásban részesültek, amely távol állt a fizikától és a technológiától.

De hogyan lehet egy diákon segíteni? Ezenkívül a tanárok esszét rendelhetnek a házi feladathoz, amelyben le kell írniuk gondolataikat a természettudományok tanulmányozásának szükségességéről. Természetesen jobb, ha ezt a témát tizenegyedikesekre bízzuk, akik teljesen értik a témát.

Mi a fizika

Leegyszerűsítve a fizika Természetesen manapság a fizika egyre jobban eltávolodik tőle, egyre mélyebbre hatol a technoszférába. Ennek ellenére a téma nem csak bolygónkkal, hanem az űrrel is szorosan összefügg.

Akkor miért van szükségünk fizikára? Feladata annak megértése, hogy bizonyos jelenségek hogyan történnek, miért alakulnak ki bizonyos folyamatok. Célszerű olyan speciális számítások elkészítésére is törekedni, amelyek segítenének bizonyos események előrejelzésében. Például hogyan fedezte fel Isaac Newton az egyetemes gravitáció törvényét? Egy felülről lefelé zuhanó tárgyat tanulmányozott, és mechanikai jelenségeket figyelt meg. Aztán olyan képleteket készített, amelyek valóban működnek.

Milyen részei vannak a fizikának?

A tantárgy több részből áll, amelyeket általánosan vagy mélyrehatóan tanulnak az iskolában:

• Mechanika;
• rezgések és hullámok;
• termodinamika;
• optika;
• elektromosság;
• a kvantumfizika;
• Molekuláris fizika;
• magfizika.

Minden szakasznak vannak alfejezetei, amelyek részletesen megvizsgálják a különböző folyamatokat. Ha nem csak az elméletet, a bekezdéseket és az előadásokat tanulod, hanem megtanulod elképzelni és kísérletezni azzal, amiről szó van, akkor a tudomány nagyon érdekesnek fog tűnni, és megérted, miért van szükség a fizikára. Az összetett, a gyakorlatban nem alkalmazható tudományok, például az atom- és magfizika, másként is értelmezhetőek: olvassa el a népszerű tudományos folyóiratok érdekes cikkeit, nézzen dokumentumfilmeket erről a területről.

Hogyan segít a tárgy a mindennapi életben?

A „Miért van szükség a fizikára” esszében ajánlatos példákat mondani, ha relevánsak. Például, ha leírja, miért kell mechanikát tanulnia, akkor említse meg a mindennapi élet eseteit. Példa erre egy szokásos autós utazás: 30 perc alatt kell eljutnia egy faluból a városba egy ingyenes autópályán. A távolság körülbelül 60 kilométer. Természetesen tudnunk kell, hogy milyen sebességgel a legjobb az úton haladni, lehetőleg időt szakítva.

Példát is hozhat az építkezésre. Tegyük fel, hogy ház építésekor helyesen kell kiszámítani az erőt. Nem lehet vékony anyagot választani. A tanuló egy másik kísérletet is végezhet, hogy megértse, miért van szükség a fizikára, például vegyen egy hosszú táblát, és helyezzen el székeket a végére. A tábla a bútor hátoldalán lesz elhelyezve. Ezután meg kell töltenie a tábla közepét téglával. A tábla megereszkedik. Ahogy a székek közötti távolság csökken, az elhajlás kisebb lesz. Ennek megfelelően az ember elgondolkodtatót kap.

A vacsora vagy ebéd elkészítésekor a háziasszony gyakran találkozik fizikai jelenségekkel: hővel, elektromossággal, gépi munkával. Ahhoz, hogy megértsük, hogyan kell helyesen cselekedni, meg kell értened a természet törvényeit. A tapasztalat gyakran sok mindenre megtanít. A fizika pedig a tapasztalat és a megfigyelés tudománya.

A fizikához kapcsolódó szakmák, szakkörök

De miért kell annak, aki végzett az iskolában, fizikát tanulni? A bölcsész szakra egyetemre, főiskolára bekerülőknek persze gyakorlatilag nincs igényük a tárgyra. De sok területen szükség van a tudományra. Nézzük, melyek:

• geológia;
• szállítás;
• elektromos ellátás;
• elektrotechnika és műszerek;
• gyógyszer;
• csillagászat;
• építés és építészet;
• hőellátás;
• gázellátás;
• vízellátás és így tovább.

Például még egy mozdonyvezetőnek is ismernie kell ezt a tudományt, hogy megértse a mozdony működését; az építtetőnek képesnek kell lennie erős és tartós épületek tervezésére.

A programozóknak és az informatikusoknak fizikát is ismerniük kell ahhoz, hogy megértsék az elektronika és az irodai berendezések működését. Ezenkívül valósághű objektumokat kell létrehozniuk a programok és alkalmazások számára.

Szinte mindenhol alkalmazzák: radiográfia, ultrahang, fogászati ​​berendezések, lézerterápia.

Milyen tudományokhoz kapcsolódik?

A fizika nagyon szorosan összefügg a matematikával, mivel a feladatok megoldásához képesnek kell lennie különféle képletek konvertálására, számításokra és grafikonok felépítésére. Ezt az ötletet hozzáadhatja a „Miért kell fizikát tanulni” című esszéhez, ha számításokról beszélünk.

Ez a tudomány a földrajzhoz is kapcsolódik a természeti jelenségek megértése, a jövőbeli események, az időjárás elemzése érdekében.

A biológia és a kémia is összefügg a fizikával. Például egyetlen élő sejt sem létezhet gravitáció vagy levegő nélkül. Ezenkívül az élő sejteknek a térben kell mozogniuk.

Hogyan írjunk esszét egy 7. osztályos tanulónak

Most beszéljünk arról, hogy mit tud írni egy hetedikes, aki részben tanult a fizika egyes szakaszaiból. Például írhat ugyanarról a gravitációról, vagy példát mutathat az egyik ponttól a másikig megtett távolság mérésére, hogy kiszámítsa a gyaloglás sebességét. Egy 7. osztályos tanuló kiegészítheti a „Miért van szükség a fizikára” című esszét különféle, az órán végzett kísérletekkel.

Amint látható, a kreatív munka meglehetősen érdekesen írható. Emellett fejleszti a gondolkodást, új ötleteket ad, kíváncsiságot ébreszt az egyik legfontosabb tudomány iránt. A fizika ugyanis a jövőben bármilyen életkörülményben segíthet: a hétköznapokban, szakmaválasztásnál, jó állás megszerzésénél, szabadtéri kikapcsolódásnál.

A mérés a tudományban a vizsgált jelenségek mennyiségi jellemzőinek azonosítását jelenti. A mérés célja mindig az, hogy információt szerezzünk a tárgyak, szervezetek vagy események mennyiségi jellemzőiről. Nem magát a tárgyat mérik, hanem csak a tárgy tulajdonságait vagy megkülönböztető jegyeit. Tág értelemben a mérés egy speciális eljárás, amellyel bizonyos szabályok szerint számokat (vagy sorszámokat) rendelnek a dolgokhoz. Maguk a szabályok abból állnak, hogy megfeleltetést hoznak létre a számok bizonyos tulajdonságai és a dolgok bizonyos tulajdonságai között. Ennek a megfeleltetésnek a lehetősége igazolja a mérés fontosságát a pedagógiában.

A mérési folyamat azt feltételezi, hogy minden, ami létezik, valamiképpen megnyilvánul vagy valamire hat. A mérés általános feladata, hogy a „súlyának” mérésével meghatározzuk egy mutató ún. modalitását a másikhoz képest.

A mentális, fiziológiai és szociális jelenségek sokféleségét általában változóknak nevezik, mivel ezek egyéni értékekben különböznek az egyes egyénekben vagy különböző időpontokban ugyanazon egyénben. A méréselmélet álláspontjából két szempontot kell megkülönböztetni: a) a mennyiségi oldal - egy bizonyos megnyilvánulás gyakorisága (minél gyakrabban jelenik meg, annál magasabb az ingatlan értéke); b) intenzitás (a megnyilvánulás nagysága vagy erőssége).

A mérések négy szinten végezhetők. Négy szint négy skálának felel meg.

Skála [< лат. scala – лестница] – инструмент для измерения непрерывных свойств объекта; представляет собой числовую систему, в которой отношения между различными свойствами объектов выражены свойствами числового ряда. Шкала есть способ упорядочивания объектов произвольной природы. В педагогике, психологии, социологии и других социальных науках различные шкалы используются для изучения различных характеристик педагогических и социально-психологических явлений.

Kezdetben négyféle numerikus rendszert azonosítottak, amelyek rendre négy mérési szintet (vagy skálát) határoznak meg. Pontosabban három szint, de a harmadik szint további két alszintre oszlik. Felosztásuk az egyes skálák által megengedett matematikai transzformációk alapján kivitelezhető.

1) Névskála (névleges).

2) Rendezési skála (rangsor, sorszám).

3) Metrikus skálák: a) intervallum skála, b) arányskála (arányos, arány).

A metrikus skála lehet relatív (intervallum skála) vagy abszolút (arányskála). A metrikus skálákban a mérleghordozó szigorú sorrendű kapcsolatokat alkot, mint például az idő-, súly-, hőmérséklet- stb.

A metrikus skála abszolút típusával egy bizonyos abszolút jelet választanak referenciapontként, például a hossz és a távolság mérését egy szabványhoz képest (Petit magassága 92 cm, az egyik város és a másik távolsága 100 km).

A relatív skálákban a referenciapont valami máshoz van kötve. Például Petya akkora, mint egy harmadikos, a boa hossza harminckét papagájnak felel meg, a kronológia Nyugaton Krisztus születéséhez kötődik, a moszkvai idő nullpontja szolgál referenciapontként. az Orosz Föderáció teljes területére, míg a greenwichi nulla idő Moszkva számára.

Az ordinális skála nem teszi lehetővé a rávetített tárgyak közötti távolság megváltoztatását. A homályos skálák rendes skálákhoz kapcsolódnak, például Petya magasabb, mint Sasha. Először volt ez, aztán az; addig, amíg...; régen, mint... Az osztálynyilvántartásban szereplő tanulók listája is egyfajta sorszám-skála. Az ilyen skálákat széles körben alkalmazzák az érvelés modellezésében: ha A több mint BAN BEN, A VAL VEL magasabb A, ennélfogva, VAL VEL magasabb mint BAN BEN.

Bármely minőség mérési szintjének különbségét a következő példa szemlélteti. Ha felosztjuk a tanulókat azokra, akik megbirkóztak a teszttel, és akik nem bírták meg a tesztet, akkor a feladatot teljesítők névleges skáláját kapjuk. Ha meg lehet állapítani a próbamunka helyességének mértékét, akkor sorrendi skálát (sorrendi skála) készítünk. Ha meg tudja mérni, hogy egyesek műveltsége mennyivel és hányszor nagyobb, mint mások műveltsége, akkor egy teszt kitöltésekor intervallum- és arányos skálát kaphat az írástudásról.

A skálák nemcsak matematikai tulajdonságaikban különböznek, hanem az információgyűjtés különböző módjaiban is. Mindegyik skála szigorúan meghatározott adatelemzési módszereket használ.

A skálázással megoldott problémák típusától függően vagy a) értékelési skálákat vagy b) társadalmi attitűdök mérésére szolgáló skálákat építenek.

A minősítési skála egy olyan módszertani technika, amely lehetővé teszi a vizsgált objektumok halmazának elosztását a bennük lévő közös tulajdonság kifejeződési foka szerint. A minősítési skála felépítésének lehetősége azon a feltételezésen alapul, hogy minden szakértő képes közvetlenül kvantitatív értékelést adni a vizsgált objektumokról. Az ilyen skála legegyszerűbb példája a szokásos iskolai pontrendszer. Az értékelési skála öttől tizenegyig terjedő intervallumú, amelyet számokkal jelezhetünk, vagy szóban is megfogalmazhatunk. Úgy gondolják, hogy egy személy pszichológiai képességei nem teszik lehetővé számára, hogy az objektumokat 11-13 pozíciónál több kategóriába sorolja. Az értékelési skálát használó fő skálázási eljárások közé tartozik az objektumok páronkénti összehasonlítása, kategóriákhoz való hozzárendelése stb.

Skálák a szociális attitűdök mérésére. Például a tanulók hozzáállása egy problémás feladat elvégzéséhez a negatívtól a kreatívan aktívig változhat (1. ábra). Ha az összes köztes értéket elhelyezzük a skálán, a következőket kapjuk:

A skála elvét alkalmazva lehetőség nyílik olyan polárprofil skálák megalkotására, amelyek egyszerre több mutatót mérnek.

Maga a skála pontosan meghatározza a mért változó köztes értékeit:

7 – a jel mindig megjelenik,

6 – nagyon gyakran, szinte mindig,

5 – gyakran,

4 – néha, se nem gyakran, se nem ritkán,

3 – ritkán,

2 – nagyon ritkán, szinte soha,

1 – soha.

Ennek a léptéknek az invariánsa az egyoldalas skálát kétoldalasra cserélve így nézhet ki (lásd 2. ábra):

Méretezés [< англ. scaling – определение масштаба, единицы измерения] – метод моделирования реальных процессов с помощью числовых систем. В социальных науках (педагогике, психологии, социологии и др.) шкалирование является одним из важнейших средств математического анализа изучаемого явления, а также способом организации эмпирических данных, получаемых с помощью наблюдения, изучения документов, анкетного опроса, экспериментов, тестирования. Большинство социальных объектов не могут быть строго фиксированы и не поддаются прямому измерению.

A skálázás általános folyamata magának a skálának bizonyos szabályok szerint történő megalkotásából áll, és két szakaszból áll: a) az információgyűjtés szakaszában a vizsgált objektumok empirikus rendszerét tanulmányozzák, és rögzítik a köztük lévő kapcsolatok típusát; b) az adatelemzés szakaszában egy numerikus rendszert építenek fel, amely modellezi az objektumok empirikus rendszerének kapcsolatait.

A skálázási módszerrel kétféle probléma megoldható: a) objektumok halmazának numerikus megjelenítése azok átlagos csoportbecslésével; b) az egyének belső jellemzőinek számszerű megjelenítése bármely szociálpedagógiai jelenséghez való viszonyulásuk rögzítésével. Az első esetben a megjelenítést egy értékelési skála, a második - egy hozzáállás skála segítségével hajtják végre.

A mérési skála kialakítása számos feltétel figyelembevételét igényli: a mért tárgyak és jelenségek megfelelése a mérési szabványnak; a mért minőség vagy személyiségjegy különböző megnyilvánulásai közötti intervallum mérési lehetőségének azonosítása; a mért jelenségek különféle megnyilvánulásai specifikus mutatóinak meghatározása.

A skála szintjétől függően a fő tendenciát jelző értéket kell kiszámítani. A névleges skálán csak a modális értéket lehet feltüntetni, pl. a leggyakoribb érték. Az ordinális skála lehetővé teszi a medián kiszámítását, azt az értéket, amelynek mindkét oldalán egyenlő számú érték van. Az intervallumskála és az arányskála lehetővé teszi a számtani átlag kiszámítását. A korrelációs értékek a skála szintjétől is függenek.

„Mértékegységek” – A Nílus minden tavasszal elárasztotta és termékeny iszappal trágyázta meg a földet. Szögek mérése. Hogyan lehet egy tízkopejkás darabot altynokra és fillérekre váltani? Hasonlítsa össze 1 hektárt és 1 hektárt. Számítógép. A hagyomány szerint néha még ma is használnak régi egységeket. Régi mértékegységek. A tudás fokozatosan halmozódott fel és rendszereződött.

„Méretek” – az angol YARD a hosszúság mértékegysége. Manapság is használják: De állandóan Párizsba utazni, hogy ellenőrizze a szabványos mérőórát, nagyon kényelmetlen. A láb hossza 30,48 gramm. Ősünknek csak a maga magassága volt, karjai és lábai hossza. Referencia. Bár a részletekben vannak eltérések, a rendszer elemei ugyanazok az egész világon.

„Területegységek” – Területegységek. Számítsa ki az ABCD négyszög területét! Számítsa ki az MNPQ négyszög területét! Szóban: Számítsa ki az ábra területét. A szántóterületek hektárban (ha) vannak mérve. Területegységek: Számítsa ki egy alakzat területét.

„Szögek mérése” – A szögmérőt másképp alkalmazhatja. Szögmérőt használnak a szögek mérésére. Éles sarok. Szögmérőt használnak szögek kialakítására. Derékszög. Szögek mérése. Kibontott sarok. Hegyes, egyenes, tompa, egyenes szögek. Milyen szöget zár be az óra óra- és percmutatója?

„Áramerősség mérése” - Iskolai mágnestábla. Állítsa be a "USE-LABORATORY"-t a molekuláris fizikában. A miniszett összetétele a mechanikáról, molekuláris fizikáról és optikáról. Vizsgalaboratórium. A mechanikai készlettel való munkához a következőkre lesz szüksége: Elektrodinamika. Ajánlások az L-micro berendezések iskolai használatához. Bemutató berendezés L-micro.

„Szög és mérése” – A derékszögnél nagyobb szöget tompaszögnek nevezzük. Kockás papíron. A szögmérő a latin transportare szóból származik - hordozni. Háromszög segítségével. AOB=1800. Szög egységek. OMR - közvetlen. Szögfelező. Egy derékszög 900. РМN=900. Kibontott sarok. Rajzoljunk két AB és AC sugarat egy közös origójú papírlapra az A pontban.

1. téma

« A fizika tantárgya és módszere. Mérések. Fizikai mennyiségek."

Az első tudományos ötletek régen merültek fel - nyilvánvalóan az emberi történelem nagyon korai szakaszában, írott forrásokban tükröződve. A fizika mint tudomány azonban modern formájában Galileo Galilei idejére nyúlik vissza (1Galilei és követője, Isaac Newton (1forradalmat csinált a tudományos tudásban. Galilei a kísérleti tudás módszerét javasolta fő kutatási módszernek, Newton pedig a első teljes fizikai elméletek (klasszikus mechanika, klasszikus optika, gravitációelmélet).

Történelmi fejlődése során a fizika 3 szakaszon ment keresztül (lásd az ábrát).

Az egyik szakaszból a másikba való forradalmi átmenet a körülöttünk lévő világról alkotott régi alapgondolatok megsemmisüléséhez kapcsolódik az új kísérleti eredmények kapcsán.

Szó fizika szó szerint lefordítva azt jelenti természet, vagyis a jelenség lényege, belső alaptulajdonsága, valamilyen rejtett minta, amely meghatározza a jelenség lefolyását, lefolyását.

Fizika a tudománya a legegyszerűbbés ugyanakkor leggyakoribb testek és jelenségek tulajdonságai. A fizika a természettudomány alapja.

A fizika és az összes többi tudomány kapcsolatát az ábra mutatja be.

A fizika (mint minden természettudomány) a világ anyagiságára és a jelenségek közötti objektív, stabil ok-okozati összefüggésekre vonatkozó kijelentésekre épül. A fizika objektív, hiszen valós természeti jelenségeket vizsgál, ugyanakkor a megismerési folyamat lényegéből adódóan szubjektív, mint pl. tükröződések valóság.

A modern felfogás szerint minden, ami körülvesz bennünket, kisszámú úgynevezett elemi részecske kombinációja, amelyek között 4 különböző típusú kölcsönhatás lehetséges. Az elemi részecskéket 4 szám (kvantumtöltés) jellemzi, amelyek értéke határozza meg, hogy az adott elemi részecske milyen típusú kölcsönhatásba léphet (1.1. táblázat).

Díjak	Interakciók
tömeg	gravitációs
elektromos	elektromágneses
barion
lepton

Ennek a készítménynek két fontos tulajdonsága van:

Megfelelően leírja modern elképzeléseinket a minket körülvevő világról;

Meglehetősen letisztult, és valószínűleg nem ütközik új kísérleti tényekkel.

Adjunk rövid magyarázatot az ezekben a kijelentésekben használt ismeretlen fogalmakra. Miért beszélünk úgynevezett elemi részecskékről? Az elemi részecskék e fogalom pontos értelmében elsődleges, tovább bomlhatatlan részecskék, amelyekből feltételezés szerint minden anyag áll. A legtöbb ismert elemi részecske azonban nem felel meg az elemiség szigorú meghatározásának, mivel összetett rendszerek. A Zweig és Gell-Mann modell szerint az ilyen részecskék szerkezeti egységei az kvarkok. A kvarkokat szabad állapotban nem figyeljük meg. A szokatlan „kvarkok” nevet James Joyce „Finnigan’s Wake” című könyvéből kölcsönözték, ahol megjelenik a „három kvark” kifejezés, amit a regény hőse rémálomszerű delíriumban hall. Jelenleg több mint 350 elemi részecske ismert, többnyire instabil, számuk folyamatosan növekszik.

Ezen kölcsönhatások közül hárommal találkozott, amikor a radioaktív bomlás jelenségét tanulmányozta (lásd az alábbi ábrát).

Korábban találkoztál már az erős kölcsönhatás olyan megnyilvánulásával, mint a nukleáris erők, amelyek protonokat és neutronokat tartanak az atommagban. Az erős kölcsönhatás olyan folyamatokat idéz elő, amelyek más folyamatokhoz képest a legnagyobb intenzitással mennek végbe, és az elemi részecskék legerősebb kapcsolatához vezetnek. A gravitációs és elektromágneses kölcsönhatásoktól eltérően az erős kölcsönhatás rövid hatótávolságú: a sugara

Az erős interakció jellegzetes időszakai

Az erős kölcsönhatás vizsgálatának rövid kronológiája

1911 – atommag

1932 – proton-neutron szerkezet

(, W. Heisenberg)

1935 – pi mezon (Yukawa)

1964 – kvarkok (M. Gell-Mann, G. Zweig)

A XX. század 70-es évei - kvantumkromodinamika

A XX. század 80-as évei - a nagy egyesülés elmélete

https://pandia.ru/text/78/486/images/image007_3.gif" width="47 height=21" height="21">A gyenge kölcsönhatás felelős az olyan elemi részecskék bomlásáért, amelyek stabilak az erőshez képest és elektromágneses kölcsönhatások Hatásos a gyenge kölcsönhatás sugara nem haladja meg ezért nagy távolságokon lényegesen gyengébb az elektromágneses kölcsönhatásnál, ami viszont kisebb, mint 1 Fermi távolságoknál gyengébb és elektromágneses kölcsönhatások alakulnak ki. egységes elektrogyenge kölcsönhatás. A gyenge kölcsönhatás nagyon lassan lezajló folyamatokat idéz elő az elemi részecskékkel, beleértve a kvázi stabil elemi részecskék bomlását is, amelyek élettartama kis értéke ellenére nagyon fontos szerepet játszik a természetben. Különösen a proton neutronná alakításának folyamata, amelynek eredményeként 4 proton héliummaggá alakul (a Nap belsejében az energiafelszabadulás fő forrása), a gyenge kölcsönhatás következménye.

Felfedezhető egy ötödik kölcsönhatás? Nincs egyértelmű válasz. A modern felfogások szerint azonban mind a négy interakciótípus az egyik különböző megnyilvánulása egységes interakció. Ez a kijelentés a lényeg nagy egységes elmélet.

Most pedig beszéljük meg, hogyan alakulnak ki a minket körülvevő világról szóló tudományos ismeretek.

Tudás nevezze meg azokat az információkat, amelyek alapján magabiztosan tervezhetjük tevékenységünket a cél felé vezető úton, és ez a tevékenység minden bizonnyal sikerre vezet. Minél összetettebb a cél, annál több tudásra van szükség a megvalósításához.

A tudományos ismeretek a tevékenység két eredendő emberi elemének szintézise eredményeként jönnek létre: a kreativitás és a környező tér rendszeres, próba és hiba módszerrel történő feltárása (lásd az ábrát).

https://pandia.ru/text/78/486/images/image010_2.jpg" width="553" height="172 src=">

A fizikai törvény egy hosszú életű és „megérdemelt” fizikai elmélet. Csak az ilyenek kerülnek a tankönyvekbe, és az általános oktatási kurzusokon tanulják őket.

Ha a tapasztalat nem erősíti meg az előrejelzést, akkor az egész folyamatot elölről kell kezdeni.

Egy „jó” fizikai elméletnek meg kell felelnie a következő követelményeknek:

1) néhány alapvető rendelkezésen kell alapulnia;

2) kellően általánosnak kell lennie;

3) pontosnak kell lennie;

4) lehetővé kell tenni a fejlesztést.

Egy fizikai elmélet értékét az határozza meg, hogy mennyire pontosan lehet megállapítani azt a határt, amelyen túl tisztességtelen. Egy kísérlet nem erősíthet meg egy elméletet, hanem csak cáfolni.

A megismerés folyamata csak a konstrukción keresztül haladhat tovább modellek, amely ennek a folyamatnak a szubjektív oldalához kapcsolódik (az információ hiányossága, bármilyen jelenség sokfélesége, könnyed elsajátítása konkrét képek segítségével).

Modell a tudományban nem egy tárgy felnagyított vagy kicsinyített másolata, hanem egy jelenség képe, megszabadítva az adott feladathoz nem nélkülözhetetlen részletektől.

A modellek fel vannak osztva mechanikai és matematikai.

Példák: anyagi pont, atom, abszolút szilárd test.

Általános szabály, hogy a legtöbb koncepció esetében a modellfejlesztés folyamata a mechanikaitól a matematikaiig fokozatosan bonyolódik.

Tekintsük ezt a folyamatot az atom fogalmával példaként. Soroljuk fel a főbb modelleket.

Sharik (az ősi és klasszikus fizika atomja)

Golyó horoggal

Thomson atom

Bolygómodell (Rutherford)

Bohr modell

Schrödinger egyenlet

https://pandia.ru/text/78/486/images/image012.gif" width="240" height="44">

A szilárd oszthatatlan gömb alakú atom modellje a mai elképzelések szemszögéből nézve minden látszólagos abszurditása ellenére lehetővé tette például a gázok kinetikai elméletének keretein belül az összes alapgáz előállítását. törvényeket.

Az elektron 1897-es felfedezése vezetett ahhoz, hogy J. J. Thompson megalkotta a „mazsolapudingnak” nevezett modellt (lásd az alábbi képet).

https://pandia.ru/text/78/486/images/image014.gif" width="204" height="246">

E modell szerint a pozitív töltésű „tésztában” negatív töltésű mazsola – elektronok – lebegnek. A modell az atom elektromos semlegességét, egy szabad elektron és egy pozitív töltésű ion egyidejű megjelenését magyarázta. Rutherford alfa-részecskék szórásával kapcsolatos kísérletének eredményei azonban alapjaiban változtatták meg az atom szerkezetének megértését.

Az alábbi kép a Rutherford-kísérlet beállításának diagramját mutatja.

A Thompson-modell keretein belül lehetetlen volt megmagyarázni az alfa-részecskék pályájának erős eltérését, ezért felmerült a koncepció. atommag. A számítások lehetővé tették az atommag méreteinek meghatározását, amelyek egy Fermi nagyságrendűek voltak. Így a Thompson modellt felváltotta bolygómodell Rutherford (lásd az alábbi képet).

Ez egy tipikusan mechanikai modell, mivel az atom a Naprendszer analógjaként jelenik meg: a mag körül - a Nap - bolygók - elektronok - körpályán mozognak. A híres szovjet költő, Valerij Bryusov beszélt erről a felfedezésről:

Mégis, talán minden atom...

Egy univerzum száz bolygóval;

Van minden, ami itt van, tömörített kötetben,

De azt is, ami nincs itt.

A bolygómodellt a kezdetek óta komoly kritikák érték instabilitása miatt. A zárt pályán mozgó elektronnak elektromágneses hullámokat kell kibocsátania, és ezért az atommagra kell esnie. A pontos számítások azt mutatják, hogy egy atom maximális élettartama Rutherford modelljében nem haladja meg a 20 percet. A nagy dán fizikus, Niels Bohr, hogy megmentse az atommag ötletét, megalkotta az atom új modelljét, amely az ő nevét viseli. Két fő rendelkezésen alapul (Bohr posztulátumai):

Az atomok csak bizonyos, úgynevezett stacioner állapotokban maradhatnak meg sokáig. Az álló állapotok energiái diszkrét spektrumot alkotnak. Vagyis csak a reláció által megadott sugarú körpályák lehetségesek

https://pandia.ru/text/78/486/images/image018.gif" width="144" height="49">

Ahol n– egész szám.

Az egyik kezdeti kvantumállapotból a másikba való átmenet során egy fénykvantum bocsát ki vagy nyel el (lásd az ábrát).

https://pandia.ru/text/78/486/images/image020.gif" width="240" height="238">

Differenciál" href="/text/category/differentcial/" rel="bookmark">parciális differenciálegyenlet a hullámfüggvényhez képest. A fizikai jelentése nem maga a hullámfüggvény, hanem a modulusának négyzete, amely arányos egy részecske (elektron) megtalálásának valószínűsége a tér adott pontjában Vagyis mozgása során az elektron mintegy „elkenődik” a teljes térfogatban, elektronfelhőt képezve, amelynek sűrűsége a jellemző. az elektron megtalálásának valószínűsége az atom térfogatának különböző pontjain (lásd az alábbi képeket).

https://pandia.ru/text/78/486/images/image025_0.gif" width="379" height="205">

Sajnos a mindennapi életünkben használt nyelvezet alkalmatlan az anyag mélyén lezajló folyamatok leírására (nagyon absztrakt modelleket használnak). A fizikusok „beszélgetnek” a természettel a matematika nyelve számok, geometriai alakzatok és vonalak, egyenletek, táblázatok, függvények stb. felhasználásával. Egy ilyen nyelvnek elképesztő prediktív ereje van: képletek segítségével következtetéseket vonhat le (mint a matematikában), az eredményt mennyiségileg kiértékeli, majd tesztelheti az előrejelzés érvényességét a tapasztalat. A fizikusok a fogalmak bizonytalansága és a mérési folyamat meghatározásának lehetetlensége miatt egyszerűen nem vállalkoznak olyan jelenségek vizsgálatára, amelyek a fizika nyelvén nem írhatók le.

A fizika fejlődésének története megmutatta, hogy a matematika ésszerű alkalmazása változatlanul hatalmas előrelépéshez vezetett a természet tanulmányozásában, és a matematikai apparátus egy részének abszolutizálására tett kísérletek, mint az egyetlen alkalmas, stagnáláshoz vezetnek.

A fizika, mint minden tudomány, csak a „Hogyan?” kérdésre tud válaszolni, a „Miért?” kérdésre azonban nem.

Végül nézzük meg az 1. témakör utolsó részét a fizikai mennyiségekről.

Fizikai fogalom, amely a testek és a jelenségek valamilyen tulajdonságát tükrözi és számmal kifejezve a mérési folyamat során ún fizikai mennyiség.

A fizikai mennyiségeket ábrázolásuk módjától függően felosztjuk skalár, vektor, tenzor stb. (lásd 1.2. táblázat).

1.2. táblázat

mennyiségeket	példák
skalár	hőmérséklet, térfogat, nyomás
vektor	sebesség, gyorsulás, feszültség
tenzor	nyomás a mozgó folyadékban

https://pandia.ru/text/78/486/images/image027_0.gif" width="73" height="75 src=">

Vektor rendezett számhalmaznak nevezzük (lásd a fenti ábrát). A tenzor fizikai mennyiségeket mátrixok segítségével írjuk fel.

Ezenkívül minden fizikai mennyiség felosztható alapvető És származékai tőlük. Az alapvetőek közé tartoznak a tömegegységek, az elektromos töltés (az anyag fő jellemzői, amelyek meghatározzák a gravitációs és elektromágneses kölcsönhatást), a hossz és az idő (mivel az anyag alapvető tulajdonságait és tulajdonságait - tér és idő - tükrözik), valamint a hőmérséklet, az anyag mennyisége és a fény intenzitása. A származtatott egységek megállapításához fizikai törvényeket használnak, amelyek összekötik őket az alapegységekkel.

Jelenleg szükséges a tudományos és oktatási irodalomban való felhasználáshoz Nemzetközi mértékegységrendszer (SI), ahol az alapegységek vannak kilogramm, amper, méter, másodperc, Kelvin, mol és Candela. A Coulomb (elektromos töltés) Amperre (áramerősség) mint főegységre való cseréjének oka tisztán technikai: a szabvány megvalósítása 1 Coulombban, szemben az 1 Amperrel gyakorlatilag lehetetlen, és maguk az egységek is egyszerű kapcsolattal kapcsolódik:

Általánosságban elmondható, hogy minden irányítási és döntéshozatali folyamat nagymértékben függ az aktuális állapotról és annak időbeli alakulásáról szóló információktól. Ennek az információnak a legfontosabb forrása a mérés. Az üzleti folyamatok fejlesztésekor a folyamatok teljesítményének mérése fontos és szükséges elem. Információt kell nyújtania arról, hogy a folyamat milyen jól valósul meg, és milyen jó eredmények születnek. A folyamatokkal kapcsolatos értelmes és releváns információk birtokában meghatározható a fejlesztési folyamat elindításának kiindulópontja, ami viszont lehetővé teszi: a fejlesztésre szoruló folyamatok vagy területek azonosítását; elképzeléseket megfogalmazni a fejlődés időbeli irányáról, i.e. a mutatók trendjéről; hasonlítsa össze saját mutatóinak szintjét más szervezetek mutatóinak szintjével; felmérni, hogy a megkezdett (vagy már befejezett) projektek hoznak-e valamilyen eredményt, vagy lehetséges-e az eredmény a jövőben? Ez alapján értékelje, hogy mely eszközöket érdemes a jövőben használni a fejlesztés érdekében.

A fentiek jelentése egy mondatban rejlik: "Nem tudod kezelni azt, amit nem tudsz mérni."
Íme a mérésekkel kapcsolatos legfontosabb tudnivalók. "Amit mértem, azt kaptam." Ez azt jelenti, hogy főszabály szerint elsősorban azokra a munkaterületekre fordítanak figyelmet és keresnek forrásokat, ahol monitorozást, méréseket végeztek; "A mérések határozzák meg a viselkedést." Ez azt jelenti, hogy a mérések elvégzése gyakran a rendszer változásához, új irányelvekhez való alkalmazkodásához vezet.
Korábban megjegyezték, hogy a vállalatokat általában funkcionális osztályokra osztják. A monitoring indikátorok domináns iránya a pénzügyi paraméterek értékelése, amelyek általában közvetlenül a pénzügyi kimutatásokból származnak. A probléma az, hogy az ilyen monitoring módszerek gyakran közvetlen ütközésbe kerülnek a fejlesztési folyamattal, és megzavarják a megfelelő tevékenységek végrehajtását. A tény az, hogy sok fejlesztési erőfeszítést nagyon nehéz lehet megfelelően értékelni a hagyományos befektetési elemzés segítségével. Általános szabály, hogy mind a képzéshez, mind a projekt tényleges megvalósításához költségekre van szükség. De a javulás eredményei nagyrészt operatív jellegűek. Ez például az idő csökkenése, a hibák százalékos arányának csökkentése stb. Nagyon nehéz lehet ezeket a mutatókat pénzügyi szempontból értékelni, hiszen az ilyen javulások eredménye nem azonnal, hanem egy idő után, pl. a jövőben. Ezért nehéz lehet erőforrásokat és időt biztosítani a fejlesztési projektekhez.
Az elmúlt években a fejlesztések a reszponzívabb teljesítménymérő rendszerek létrehozását célozták. A mutatók mérésének és e folyamatok fokozásának általános kérdései azonban túlmutatnak e könyv keretein. A könyvben tárgyalt fejlesztési megközelítés támogatásához létre kell hoznia egy rendszert a következő elemekkel: A fő üzleti folyamatok teljesítményének releváns szempontjainak folyamatos mérése, körülbelül 15-30 folyamat. A „releváns szempontok” fogalmát a fejezet későbbi részében tárgyaljuk. Mindezen mérhető mutatók együttesen egy teljes és összefüggő műszerfalat alkotnak, amely felhasználható a mutatók folyamatos nyomon követésére. Ellentétben a pénzügyi osztály vízözön előtti „kapcsolójával”, amely hosszú késleltetéssel fel- és kikapcsolja a piros lámpát, figyelmeztetve a nyereségre vagy veszteségre, az új műszerfalon olyan mérőműszerek találhatók, amelyekkel felmérhető a valós helyzet. (lásd 4.1. ábra). Ez az irányítópult kiemeli a felmerülő negatív trendeket, megmutatja az időbeli fejleményeket, és segít azonosítani a konkrét fejlesztési erőfeszítések előfeltételeit.
Azonban ügyelnie kell arra, hogy ne vigye túlzásba a méréseket.

Rizs. 4.1. Különféle mérőrendszerek

Példa.
A Xerox (USA) és a Rank Xerox Európában – mindegyik a saját országában – élen járt a valós idejű teljesítménymérő rendszerek fejlesztésében. Erőfeszítéseik azonban olyan nagyok voltak, hogy ezeknek a cégeknek még egy viccük is volt: „Ha valami megmozdul, mérje meg!” Ez persze olyan információtöbblethez vezetett, amelyet soha senki nem használ fel, nem azért, mert érdektelen, hanem mert nincs idő átnézni. Emiatt minden információt megvetéssel kezdtek kezelni, még az igazán fontos információkat is. A mutatók mérésére szolgáló összes intézkedés jelentőségét vesztette.
Ennek a résznek a zárásaként szeretnék néhány „közönséges amatőr szabályt” adni a mérésekhez: A mérés nem jó sokáig, különösen a Taylor-korszak óta, az időzítés és a mozgások tanulmányozásával a mérések gyakran a monitorozást célozták. alkalmazottak. A könyvben javasolt mérési módszerek egészen más fókuszt kapnak. Nem azért vezetik őket, hogy bűnbakot keressenek, hanem azért, hogy megértsék, milyen jól működnek a folyamatok. Nagyon fontos különválasztani a mérést és az annak alapján készült értékelést. Maga a mérés soha senkinek nem ártott. Ez csak a mérési eredmények értelmezése, és alkalmazása negatív következményekkel járhat. Minél pontosabb, annál jobb1. A mérési pontosság minden lehetséges növelése releváns lehet a műszaki rendszerekre vagy a számviteli jelentésekre, de nem a mérési mutatókra. A teljesítménymérés célja gyakran annak megállapítása, hogy történt-e javulás vagy sem, nem pedig a teljesítmény pontos szintjének meghatározása. A túlságosan pontos mérőrendszerek fejlesztésébe való jelentős befektetés lassíthatja és akadályozhatja e rendszerek gyakorlati megvalósítását. Tehát gyakorlatiasabb megközelítésre van szükség.
Mindent csak a pénz dönt1. A környező világ hagyományos, a pénz prizmáján keresztül történő szemléltetése, az az állítás, hogy csak a pénz mindennek megbízható indikátora, a mérési rendszerek „puhább” irányai kialakításának fő akadályaként bizonyult. Olyan mutatók, mint a munkahelyzet minősége, a termék azon képessége, hogy kielégítse a vevő igényeit, stb. értékes információkat is közöl. Nem szabad eldobni őket csak azért, mert nincs megfelelő pénzbeli megfelelőjük. Mindennek szigorúan a szabványoknak kell megfelelnie! Éppen ellenkezőleg. A szabványokat gyakran a teljesítmény felső határának tekintik. A jó szabvány azt jelenti, hogy amíg dolgozol vele, nincs szükséged a fejlesztésre.