matefus.rtg 2011 1

Füüsika areng. Füüsikalise maailmapildi kujunemine

Rapla Täiskavanute Gümnaasium 2011

matefus.rtg 2011 2

Tänapäeva füüsika

Jaht uutele tehnoloogiatele.

Jaht tõele.

matefus.rtg 2011 3

Tänapäeva füüsika

matefus.rtg 2011 4

Euroopa Tuumauuringute Keskus (CERN)

matefus.rtg 2011 5

Euroopa Tuumauuringute Keskus (CERN)

matefus.rtg 2011 6

Euroopa Tuumauuringute Keskus (CERN)

matefus.rtg 2011 7

Füüsika areng

matefus.rtg 2011 8

Füüsika areng

matefus.rtg 2011 9

Füüsika areng

matefus.rtg 2011 10

Füüsika areng

Füüsika

K eeruline maailmapilt

K ellavärgist soojussurmani

Aatomist universumini

Teisel pool lõpmatust

matefus.rtg 2011 11

Füüsika areng

Füüsika

K eeruline maailmapilt

K ellavärgist soojussurmani

Aatomist universumini

Teisel pool lõpmatust

K äegakatsutav füüsika muutub abstrakseks

matefus.rtg 2011 12

Füüsika areng

Füüsika

K eeruline maailmapilt

K ellavärgist soojussurmani

Aatomist universumini

Teisel pool lõpmatust

K äegakatsutav füüsika muutub abstrakseks

K lassikaline füüsika 1700 ... 1900

matefus.rtg 2011 13

Füüsika areng

Füüsika

K eeruline maailmapilt

K ellavärgist soojussurmani

Aatomist universumini

Teisel pool lõpmatust

K äegakatsutav füüsika muutub abstrakseks

K lassikaline füüsika 1700 ... 1900

Tänapäeva füüsika

matefus.rtg 2011 14

Füüsika areng

Füüsika

K eeruline maailmapilt

K ellavärgist soojussurmani

Aatomist universumini

Teisel pool lõpmatust

K äegakatsutav füüsika muutub abstrakseks

K lassikaline füüsika 1700 ... 1900

Tänapäeva füüsika

Tuleviku füüsika 2000 ...

matefus.rtg 2011 15

Keeruline maailmapilt

matefus.rtg 2011 16

Keeruline maailmapilt

K imalane

Platon

matefus.rtg 2011 17

Keeruline maailmapilt

K eeruline maailmapilt

Nähtamatu tegelikkus

Ebatõene tegelikkus

Moonutatud tegelikkus

K äegakatsutav füüsika muutub abstrakseks matemaatikaks.

K imalane

Platon

K aart

matefus.rtg 2011 18

Nähtamatu tegelikkusMaailmapilt, milleni füüsikud on jõudnud, tugineb viimase 2500 aasta jooksul vormunud ideele.

Inimesed kes istuvad Platoni koopas ei näe tegelikkust, vaid üksnes selle varjusid.

Platoni koobas

matefus.rtg 2011 19

Nähtamatu tegelikkus

• Klassikalise füüsika algusaaastatel mõõdeti asju mida me reaalselt nägime või tunnetasime.

• Kvantfüüsika kasutuselevõtu tagajärjel on füüsika taas platonlik – me mõõdame ja arvutame, kuid jällegi puudub meil arvutuste taga olevatest kvantmehaanilisest tegelikkusest.

• Teooria toimib iga kord, kui me sellega katsetame ja katse õnnestub, kuid sellega see justkui kinnitab meile, et tegelikult näeme me sügavama reaalsuse varjusid.

matefus.rtg 2011 20

Ebatõene tegelikkusFüüsika suutmatusest selgitada meid ümbritsevat maailma on mitmeid lugusid.

Kimalase lennu kirjeldamine matemaatiliste mudelitega näitas, et kimalane ei saagi lennata.

Põhjuseks oli vale mudeli valik – kimalase tiibu võrreldi lennuki tiibadega.

Kimalase lennu kirjeldamiseks on vajalik keerukat mudelit ja suurt arvutivõimsust.

Kimalase lennu võimalikkus tõestati füüsikas veidi rohkem kui 20 aastat tagasi.

matefus.rtg 2011 21

Moonutatud tegelikkus

Kera kujutis tasapinnal, millel kõik vahekaugused oleks täpselt edasi antud, ei ole matemaatiliselt võimalik.Sellepärast on kõikidel taspinnalistel kaartidel pooluste ümber olevad alad tugevasti moonutatud.

matefus.rtg 2011 22

Moonutatud tegelikkus

Ei ole sellist mudelit, mis kirjeldaks korralikult meid ümbritsevat hiiglaslikku Universumit.

Tänapäeval on palju häid mudeleid meid ümbritseva maailma väikeste osade jaoks.

Praeguseni pole õnnestunud luua universaalset mudelit kogu hiiglasliku Universumi jaoks . TOE (theori of everythig)

Mudelid. Mis ja milleks?

Tundmatut uurides peame kasutama juba tuntud ettekujutusi ja tõdesid.Mudel on lähend tegelikkusele. Mida lähem, seda parem mudel.

Milline on elevant?

Nagu madu – nii ütleb see, kes londist kinni hoiab

Nagu puu – nii ütleb see, kes jalast kinni hoiab

Nagu mägi – nii ütleb see, kes elevandi seljas istub

Milline on elevant?

Nagu kõver oda – nii ütleb see, kes kihvast kinni hoiabNagu hiigelsuur lehvik – nii ütleb see, kes kõrvast kinni hoiabNagu köis – nii ütleb see, kes sabast kinni hoiab

•

Mis on mudel?• Mudel on teaduslikus uurimistöös kasutatav objekti

lihtsustatud konstruktsioon,kus ei arvestata uuritava objekti kõiki omadusi, vaid ainult osa neist

• Mudel on lähend tegelikkusele. Mida lähem, seda parem mudel.

• Mudel peab olema parasjagu nii keerukas kui uuritava selgitamiseks vaja on

• Mudel peab olema paindlik

Mudelite kasutamine

• Mudel on mingi keeruka seadme või nähtuse lihtsustatud jäljendus.

• Mudelid luuakse kui reaalse objekti või probleemi uurimine on kas– võimatu– keerukas– kulukas