Физические явления

Всё, что нас окружает: и живая, и неживая природа, находится в постоянном движении и непрерывно изменяется: движутся планеты и звёзды, идут дожди, растут деревья. И человек, как известно из биологии, постоянно проходит какие-либо стадии развития. Перемалывание зёрен в муку, падение камня, кипение воды, молния, свечение лампочки, растворение сахара в чае, движение транспортных средств, молнии, радуги – это примеры физических явлений.

И с веществами (железо, вода, воздух, соль и др.) происходят разнообразные изменения, или явления. Вещество может быть кристаллизировано, расплавлено, измельчено, растворено и вновь выделено из раствора. При этом его состав останется тем же.

Так, сахарный песок можно измельчить в порошок настолько мелкий, что от малейшего дуновения он будет подниматься в воздух, как пыль. Сахарные пылинки можно разглядеть лишь под микроскопом. Сахар можно разделить ещё на более мелкие части, растворив его в воде. Если же выпарить из раствора сахара воду,  молекулы сахара снова соединяться друг с другом в кристаллы. Но и растворении в воде, и при измельчении сахар остаётся сахаром.

В природе вода образует реки и моря, облака и ледники. При испарении вода переходит в пар. Водяной пар – это вода в газообразном состоянии. При воздействии низких температур (ниже 0˚С) вода переходит в твёрдое состояние – превращается в лёд. Мельчайшая частичка воды – это молекула воды. Молекула воды  является и  мельчайшей частичкой пара или льда. Вода, лёд и пар не разные вещества, а одно и то же вещество (вода) в разных агрегатных состояниях.

Подобно воде, и другие вещества можно переводить из одного агрегатного состояния в другое.

Характеризуя то или другое вещество как газ, жидкость или твёрдое вещество, имеют в виду состояние вещества  в обычных условиях. Любой металл можно не только расплавить (перевести в жидкое состояние), но и превратить в газ. Но для этого необходимы очень высокие температуры. Во внешней оболочке Солнца металлы находятся в газообразном состоянии, потому что температура там составляет 6000˚С. А, например, углекислый газ путём охлаждения можно превратить в «сухой лёд».

Явления, при которых не происходит превращений одних веществ в другие, относят к физическим явлениям. Физические явления могут привести к изменению, например, агрегатного состояния или температуры, но состав веществ останется  тем же.

Все физические явления можно разделить на несколько групп.

Механические явления – это явления, которые происходят с физическими телами при их движении относительно друг друга (обращение Земли вокруг Солнца, движение автомобилей, полёт парашютиста).

Электрические явления – это явления, которые возникают при появлении, существовании, движении и взаимодействии электрических зарядов (электрический ток, телеграфирование, молния при грозе).

Магнитные явления – это явления, связанные с возникновением у физических тел магнитных свойств (притяжение магнитом железных предметов, поворот стрелки компаса на север).

Оптические явления – это явления, которые происходят при распространении, преломлении и отражении света (радуга, миражи, отражение света от зеркала, появление тени).

Тепловые явления – это явления, которые происходят при нагревании и охлаждении физических тел (таяние снега, кипение воды, туман,  замерзание воды).

Атомные явления – это явления, которые возникают при изменении внутреннего строения вещества физических тел (свечение Солнца и звезд, атомный взрыв).

© blog.tutoronline.ru,
при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Примеры физических явлений

☰

Все физические тела состоят из вещества, и со всеми физическими телами происходят различные физические явления. Физические явления бывают: механическими, тепловыми, звуковыми, оптическими, электрическими и магнитными. Бывают и другие физические явления.

К механическим физическим явлениям относятся различные движения и взаимодействия тел. Человек может идти, мяч сталкиваться с поверхностью Земли и отскакивать, планеты двигаться по орбитам вокруг своих звезд, автомобили набирать скорость (ускоряться), лифт подниматься и опускаться.

Тепловые явления связаны с изменением температуры тел и возникающими в следствие этого изменениями их физического состояния. Так тела способны нагреваться и охлаждаться. Некоторые при этом плавятся (как железо на заводе или воск свечи при ее горении), другие испаряются (вода при нагревании), третьи переходят из газа в жидкое состояние или из жидкого в твердое (кислород при сильном охлаждении может сжижаться, вода превращается в лед).

К звуковым относят явления, связанные с распространением звука в различных средах (где быстрее распространяется звук, в воде или воздухе?), поведением звуковых волн при столкновении с препятствиями (что такое эхо?) и другие явления, связанные со звуком.

Оптические явления связаны со светом. Способность видеть у животных (в том числе и человека) возникла благодаря тому, что в природе есть свет. Под воздействием света растения синтезируют органические вещества (однако это не оптическое явление!). Такой раздел физики как оптика изучает, как свет распространяется, отражается от предметов, преломляются, проходя через различные среды.

Электрические и магнитные явления связаны друг с другом, поэтому изучаются совместно. Мы привыкли к электричеству и часто даже не задумываемся, с чем связано это явление. Оно связано с существованием электрически заряженных частиц. Открытие и изучение электрических явлений в недалеком прошлом позволили нам уже сейчас пользоваться электрическим освещением, превращать электричество в движение тел, изобрести телевидение и компьютеры. Магнитные явления можно наблюдать, когда постоянные магниты взаимодействуют между собой (Земля и компас) или притягивают железные предметы.

Физические явления на кухне

9. Индукция. На кухне все чаще можно встретить индукционные плиты, в основе работы которых заложено это явление. Английский физик Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию в 1831 году и с тех пор без нее невозможно представить нашу жизнь. Фарадей обнаружил возникновение электрического тока в замкнутом контуре из-за изменения магнитного потока, проходящего через этот контур. Известен школьный опыт, когда плоский магнит перемещается внутри спиралеобразного контура из проволоки (соленоида), и в ней появляется электрический ток. Есть и обратный процесс — переменный электроток в соленоиде (катушке) создает переменное магнитное поле.

По такому же принципу работает и современная индукционная плита. Под стеклокерамической нагревательной панелью (нейтральна к электромагнитным колебаниям) такой плиты находится индукционная катушка, по которой течет электроток с частотой 20−60 кГц, создавая переменное магнитное поле, наводящее вихревые токи в тонком слое (скин-слое) дна металлической посуды. Из-за электрического сопротивления посуда нагревается. Эти токи не более опасны, чем раскаленная посуда на обычных плитах. Посуда должна быть стальной или чугунной, обладающей ферромагнитными свойствами (притягивать магнит).

10. Преломление света. Угол падения света равен углу отражения, а распространение естественного света или света от ламп объясняется двойственной, корпускулярно-волновой природой: с одной стороны — это электромагнитные волны, а с другой — частицы-фотоны, которые двигаются с максимально возможной во Вселенной скоростью. На кухне можно наблюдать такое оптическое явление, как преломление света. Например, когда на кухонном столе стоит прозрачная ваза с цветами, то стебли в воде как бы смещаются на границе поверхности воды относительно своего продолжения вне жидкости. Дело в том, что вода, как линза, преломляет лучи света, отраженные от стеблей в вазе. Подобное наблюдается и прозрачном стакане с чаем, в который опущена ложка. Также можно видеть искаженное и увеличенное изображение фасоли или крупы на дне глубокой кастрюли с прозрачной водой.

ПРИМЕРЫ ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ А) Стрелка компаса показывает на север. Б) При чистке одежды волосяной щеткой к ней прилипают ворсинки.

а) 0,5 км/с, 2) 250 м/с 3) 22,4 м/с, 4) 501 м/с а) 0,25 V 0 t 0 2) V 0 t 0, 3) 2 V 0 t 0, 4) V 0 t 0 а) 44 0 С, 2) 36,6 0 С, 3) 34 0 С, 4) 301 К

V 1. График зависимости скорости тела от времени имеет вид полуокружности. Максимальная скорость тела V 0, время движения t 0. Определить путь пройденный телом. V 0 t 0 t 6. Снаряд массой 0 кг, летевший

Подробнее

ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 1

ПОДГОТОВК к ОГЭ ЧСТЬ 1 ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ 1.В твёрдых телах теплопередача может осуществляться путём 1.конвекции 2.излучения и конвекции 3.теплопроводности 4.конвекции и теплопроводности 2.Внутренняя энергия

Подробнее

Р А Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А

С О Г Л А С О В А Н А Приложение к основной общеобразовательной программе основного общего образования Муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа пос.

Подробнее

II. Содержание учебного предмета

I. Требования к уровню подготовки учащихся В результате изучения курса физики 8 класса ученик должен: знать /понимать o смысл понятий: физическое явление, электрическое поле, магнитное поле, волна, атом;

Подробнее

объём, диффузия, сила тока, магнитная индукция, кипение, преломление света.

Задания 1. Группировка понятий 1. Прочитайте перечень понятий, с которыми вы сталкивались в курсе физики: объём, диффузия, сила тока, магнитная индукция, кипение, преломление света. Физические величины

Подробнее

К УЧЕНИКУ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

К УЧЕНИКУ Юный друг! Ты только начинаешь изучать физику. Можно только позавидовать тебе так много нового и интересного ждет на этом пути. Этот путь не пройден и никогда не будет пройден до конца Природа

Подробнее

Строение вещества. Тепловые явления

Физика. 9 класс. Тренинг «Строение вещества. Тепловые явления» 1 Строение вещества. Тепловые явления Вариант 1 1 В одинаковые сосуды с равными массами воды при одинаковой температуре погрузили латунный

Подробнее

энергия, потенциальная

КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ(ПОУРОЧНОЕ) ПЛАНИРОВАНИЕ УРОКОВ _физики, 8 класс Название темы, урока Кол-во Дата. Знать, уметь Оборудование Форма урока п/п часов I Тепловые явления 13 1.09-22.10 1 Тепловое движение.

Подробнее

ID_744 1/10 neznaika.pro

Вариант 15 Часть 1 При выполнении заданий 2 5, 8, 11 14, 17 18 и 20 21 в поле ответа запишите одну цифру, которая соответствует номеру правильного ответа. Ответом к заданиям 1, 6, 9, 15, 19 является последовательность

Подробнее

I. Требования к уровню подготовки учащихся

I. Требования к уровню подготовки учащихся Учащиеся должны знать: Понятия: внутренняя энергия, теплопередача, теплообмен, количество теплоты, удельная теплоемкость, удельная теплота сгорания топлива, температура

Подробнее

8 класс. ТЕМА 1. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ (23 ч)

8 класс урока Название темы учебника Тип урока Основное содержание Демонстрации Дата проведения ТЕМА 1. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ (23 ч) Факт. дата Примечание 1/1 Тепловое движение. Техника безопасности (Т/б) в

Подробнее

УДК :53 ББК 22.3я72 С47

УДК 373.167.1:53 ББК 22.3я72 С47 С47 Слепнева, Н. И. Физика. 8 класс : тесты к учебнику А. В. Перышкина / Н. И. Слепнева. 4-е изд., стереотип. М. : Дрофа, 2018. 110, [2] с. : ил. ISBN 978-5-358-20060-9

Подробнее

Часть А Выберите один верный ответ

Контрольная работа 1. «Тепловые явления. Количество теплоты» Вариант 1 Часть А Выберите один верный ответ 1. Что происходит с температурой тела, если оно поглощает энергии больше, чем излучает? 1) повышается

Подробнее

Тема 1.2. Теплопередача и её виды.

Тема 1.. Теплопередача и её виды. 1. Физическая сущность теплопередачи.. Теплопроводность. 3. Конвективная теплопередача. 4. Тепловое излучение. 1. Физическая сущность теплопередачи. Согласно молекулярной

Подробнее

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА «ФИЗИКА»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа 1» Рассмотрено на заседании МО Прот. от Согласовано: Зам. директора по УВР Сапельникова Н.Н. Утверждаю Приказ от

Подробнее

8 класс Тепловые явления

8 класс Тепловые явления 1. Какое движение молекул и атомов в газообразном состоянии вещества называется тепловым движением? А. Беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с различными скоростями.

Подробнее

Итоговый тест ПО ФИЗИКЕ 7 класс

Итоговый тест ПО ФИЗИКЕ 7 класс 1. Физическое тело обозначает слово 1. вода 2. самолёт 3. метр 4. кипение 2. К световым явлениям относится 1. таяние снега 2. раскаты грома 3. рассвет 4. полёт бабочки 3.

Подробнее

ID_559 1/10 neznaika.pro

Вариант 5 Часть 1 При выполнении заданий 2 5, 8, 11 14, 17 18 и 20 21 в поле ответа запишите одну цифру, которая соответствует номеру правильного ответа. Ответом к заданиям 1, 6, 9, 15, 19 является последовательность

Подробнее

Пояснительная записка

Пояснительная записка Рабочая программа по физике для учащихся 8 класса составлена на основе: федерального закона «Об образовании в Российской Федерации», федерального компонента государственного образовательного

Подробнее

Тематическое планирование

Пояснительная записка Рабочая программа по физике в 8 классе составлена на основе следующих нормативных документов: -приказ Минобразования России от 05. 03.2004 1089 «Об утверждении федерального компонента

Подробнее

1 ГИА физика

2. Тепловые явления 2.1 Строение вещества. Модели строения газа, жидкости и твердого тела Еще в глубокой древности, 2500 лет назад, некоторые ученые высказывали предположение о строении вещества. Греческий

Подробнее

Оценка в баллах 3 4 5

Материалы для промежуточной аттестации по физике для учащихся 8 класса Спецификация Цель работы: определить уровень образовательных достижений учащихся по физике за курс 8 класса основной школы. Документы,

Подробнее

Пояснительная записка

Пояснительная записка Рабочая программа по физике для 8 классов составлена на основе требований к результатам основной образовательной программы основного общего образования Учебно-методический комплекс

Подробнее

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая программа учебного предмета физика 8 класс составлена на основании: Учебного плана МБОУ «Средняя школа 5» на 206/207 учебный год. Положения о рабочей программе учебных предметов

Подробнее

12.1 Фазовые превращения

12. Фазовые превращения 12.1 Фазовые превращения В стеклянном стакане с водой находится включенный в сеть электрокипятильник. Мы измеряем температуру воды, рис. 12.1. Электрокипятильник поставляет в воду

Подробнее

ID_562 1/10 neznaika.pro

Вариант 8 Часть 1 При выполнении заданий 2 5, 8, 11 14, 17 18 и 20 21 в поле ответа запишите одну цифру, которая соответствует номеру правильного ответа. Ответом к заданиям 1, 6, 9, 15, 19 является последовательность

Подробнее

Учебник: Дата Тема урока Тип урока

Тематическое планирование по физике в 8 классе (68 часов; 2часа в неделю) рограмма под редакцией «Физика 7-9» Е.М.Гутник, А.В.ёрышкин // рограммы для общеобразоват. учреждений. М.: Дрофа, 2009. Уроков

Подробнее

Билет 2. Билет 3. Билет 4. Билет 5. Билет 6

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ БИЛЕТЫ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ ПЕРЕВОДНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ФИЗИКЕ 8 КЛАССА Билет 1 1. Модели строение газов, жидкостей и твердых тел. Тепловое движение атомов и молекул. Броуновское движение и диффузия.

Подробнее

Powered by TCPDF (

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) Рабочая пограмма по физике (8-9классы) Пояснительная записка Рабочая программа по физике составлена в соответствии с федеральным компонентом государственного стандарта

Подробнее

1. Пояснительная записка

Содержание. Пояснительная записка 3 2. Содержание учебного предмета 4 3. Организация контроля 6 4. Требования к уровню подготовки обучающихся 7 5. Учебно-методическое обеспечение 8 6. Материально-техническое

Подробнее

Понятия модели, физического явления и среды

Вернуться к содержанию

  Модель – это материальный или идеальный объект, замещающий исследуемую систему и адекватным образом отображающий ее существенные стороны. Модель объекта отражает
его наиболее важные качества, пренебрегая второстепенными [1].

   Компьютерная модель (англ. computer model), или численная модель (англ. computational model) – компьютерная программа, работающая на отдельном компьютере,
суперкомпьютере или множестве взаимодействующих компьютеров (вычислительных узлов), реализующая представление объекта, системы или понятия в форме, отличной от реальной, но приближенной к
алгоритмическому описанию, включающей и набор данных, характеризующих свойства системы и динамику их изменения со временем.

  Говоря о компьютерной реконструкции, мы будем подразумевать разработку компьютерной модели определенного физического явления или среды.

    Физическое явление – процесс изменения положения или состояния физической системы. Физическое явление характеризуется изменением определенных
физических величин, связанных между собой. Например, к физическим явлениям относятся все известные виды взаимодействия материальных частиц.

  На рисунке 1 представлена компьютерная динамическая модель изменения магнитного поля, образованного двумя магнитами, в зависимости от положения и ориентации магнитов относительно друг
друга.

Рисунок 1 — Компьютерная динамическая модель изменения магнитного поля

   Представленная компьютерная модель отражает динамику изменения параметров магнитного поля методом графической визуализации изолиниями. Построение изолиний магнитного поля
осуществляется в соответствии с физическими зависимостями, учитывающими полярность магнитов при их определенном расположении и ориентации в плоскости.

   Рисунок 2 иллюстрирует компьютерную имитационную модель течения воды в открытом русле, ограниченном стенками длинного стеклянного лотка.

Рисунок 2 — Компьютерная имитационная модель течения воды в открытом русле

   Расчет параметров открытого потока (формы свободной поверхности, расхода и напора воды и др.) в данной модели выполняется в соответствии с законами гидродинамики открытых потоков.
Расчетные зависимости составляют основу алгоритма, согласно которому производится построение модели потока воды в виртуальном трехмерном пространстве в реальном времени. Представленная
компьютерная модель позволяет произвести геометрические замеры отметок поверхности воды в различных точках по длине потока, а также, определить расход воды и другие вспомогательные параметры. На
основании полученных данных можно исследовать реальный физический процесс.

    В приведенных примерах рассматриваются компьютерные имитационные модели с графической визуализацией физического явления. Однако компьютерные модели могут и не содержать визуальной
или графической информации об объекте исследования. Тот же самый физический процесс или явление можно представить в виде набора дискретных данных, причем используя тот же алгоритм, на котором
строилась имитационная визуальная модель.

   Таким образом, основной задачей построения компьютерных моделей является функциональное исследование физического явления или процесса с получением исчерпывающих аналитических данных,
а уже второстепенных задач может быть много, в том числе и графическая интерпретация модели с возможностью интерактивного взаимодействия пользователя с компьютерной моделью.

   Далее мы будем говорить о компьютерном моделировании физических сред и характерных для них явлений. Под физической средой подразумеваются определенные механические системы.

 Механическая система (или система материальных точек) – совокупность материальных точек (или тел, которые по условию задачи
оказалось возможным рассматривать как материальные точки).

   В технических науках среды разделяют на сплошные (непрерывные) и дискретные среды. Данное разделение является в некоторой степени
приближением или аппроксимацией, поскольку физическая материя по своей сути дискретна, а понятие непрерывности (континуума) относится к такой величине,
как время. Другими словами, такая «сплошная» среда как, например, жидкость или газ состоит из дискретных элементов – молекул, атомов, ионов и т.д., однако математически описать изменение во
времени этих структурных элементов крайне сложно, поэтому к таким системам вполне обосновано применяются методы механики сплошных сред.

Библиографические ссылки:

[1] – Дворецкий С.И., Муромцев Ю.Л., Погонин В.А. Моделирование систем. – М.: Изд. центр «Академия», 2009. –
320 с.

Вернуться к содержанию

При копировании материалов ссылка на сайт www.sunspire.ru обязательна. Также, вы можете использовать библиографическую ссылку на
учебное пособие:

«Белов, В.В. Компьютерная реализация решения научно-технических и образовательных задач: учебное пособие / В.В. Белов, И.В. Образцов,
В.К. Иванов, Е.Н. Коноплев // Тверь: ТвГТУ, 2015. 108 с.»

Использование описаний физических явлений в литературных источниках для организации игровых форм обучения школьников физике Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

Ермакова Е. В., Курносова А. А. Использование описаний физических явлений в литературных источниках для организации игровых форм обучения школьников физике // Научно-методический электронный журнал «Концепт». — 2017. — № 2 (февраль). — 0,3 п. л. — URL: http://e-kon-cept. ru/2017/170036. htm.

ART 170036 УДК 372.853:372.882

Ермакова Елена Владимировна,

кандидат педагогических наук, доцент кафедры физико-математических дисциплин и профессионально-технологического образования ФГАОУ ВО «Тюменский государственный университет», г. Тюмень [email protected]

Курносова Анастасия Андреевна,

студентка факультета математики, информатики и естественных наук ФГАОУ ВО «(Тюменский государственный университет», г. Тюмень

Использование описаний физических явлений в литературных источниках для организации игровых форм обучения школьников физике

Аннотация. В работе дается обзор отрывков из поэмы А. С. Пушкина «(Руслан и Людмила», в которых описаны физические явления. Предлагается разработка игры «(Вершина» для учащихся старших классов. Данные отрывки могут быть также использованы на занятиях по физике, литературе при реализации межпредметных связей.

Ключевые слова: творчество А. С. Пушкина, «(Руслан и Людмила», использование литературных произведений на занятиях по физике.

Раздел: (01) педагогика; история педагогики и образования; теория и методика обучения и воспитания (по предметным областям).

Человеку нашего века необходимо многое: поэзия А. С. Пушкина, М. Ю. Лермонтова, произведения Н. В. Гоголя, А. П. Чехова, Л. Н. Толстого, М. А. Шолохова, чарующая музыка Бетховена, Грига, Шопена. Развивать в детях чувство прекрасного, побуждать философски осмысливать окружающую жизнь можно не только на уроках искусства, но и на занятиях дисциплин естественно-математического цикла, в частности физики.

Отступления в историю развития той или иной науки, привлечение на уроках математики, физики или химии художественных произведений, поэзии, живописи, музыки позволяют ребятам увидеть разные грани изучаемого предмета и понять его роль в окружающем нас мире. Чтение художественных произведений, демонстрация картин, в которых художники запечатлели разные мгновения жизни, прослушивание музыки на любых уроках помогут педагогам формировать душу подростка.

С помощью произведений литературы ребята тоньше почувствуют научный аспект любой проблемы, так как поэтические и литературные образы вбирают сущность действительности.

Использование художественной литературы в процессе обучения оживляет урок и способствует активизации познавательной деятельности учащихся, закреплению и углублению получаемых ими знаний, развивает у них потребность в чтении. Кроме того, учитель получает возможность представить на уроках богатый иллюстративный материал к различным разделам курса физики, опираясь на который ученик создает для себя наглядные образы. Заключая в себе эмоциональный момент, этот материал легко воспринимается школьниками.

Предлагаемые задания к текстам из произведений художественной литературы можно разделять по сложности, что позволяет учителю осуществлять дифференцированный подход к обучению.

ISSN 2304-120Х

ниепт

научно-методический электронный журнал

ISSN 2Э04-120Х

ниепт

научно-методический электронный журнал

Ермакова Е. В., Курносова А. А. Использование описаний физических явлений в литературных источниках для организации игровых форм обучения школьников физике // Научно-методический электронный журнал «Концепт». — 2017. — № 2 (февраль). — 0,3 п. л. — URL: http://e-kon-cept. ru/2017/170036. htm.

Для активного включения учащихся в урок можно дать им задание при чтении книг выписывать примеры физических явлений, проявления физических законов. Можно провести игру-соревнование, в которой активно проявляют себя учащиеся. В такой игре одинаково важным должно быть и узнавание в художественном произведении физических явлений, и их объяснение.

Предлагаем разработку игры с использованием литературных произведений, а именно поэмы А. С. Пушкина «Руслан и Людмила». В произведениях А. С. Пушкина можно выделить большое количество отрывков, в которых тем или иным образом описаны физические явления. И это дает возможность использовать творчество поэта на занятиях по физике.

Данная игра может быть использовано как внеклассное мероприятие, так и как урок обобщения знаний.

Цели мероприятия:

— формирование интереса к физике и литературе;

— развитие внимания, находчивости, сообразительности;

— совершенствование умения работать коллективно;

— развитие познавательных и творческих способностей учащихся.

Оборудование: компьютер, проектор, экран.

Ведущий. Тютчев говорил: «Гениальная поэзия — это и есть познание Вселенной и Человека, к которому наука всегда будет стремиться». А есть ли поэзия в самой науке? Да, есть. Это поэзия открытия. Может быть, поэтому Л. Н. Толстой сказал: «А не то дорого знать, что Земля круглая, а то дорого знать, как дошли до этого».

Сегодня мы проводим вечер, посвященный двум интереснейшим наукам — физике и литературе.

Ведущий. Приветствуем вас на интеллектуальном шоу «Вершина», посвященном произведению А. С. Пушкина «Руслан и Людмила».

Поэзия — это мир красоты, образов и чувств, который помогает ученым развивать творческую мысль в области точных наук.

А. С. Пушкин… Его наблюдения разнообразны и удивительно точны. Его взгляд -это взгляд зоркого исследователя, досконально изучившего предмет или явление, увидевшего в нем то, чего не смогли подметить другие. При этом ничего лишнего, случайного, все факты изложены по порядку, предельно лаконично, со знанием законов физики. Посмотрите, как описано поэтом эхо:

Ревет ли зверь в лесу глухом, Трубит ли рог, гремит ли гром, Поет ли дева за холмом -На всякий звук

Свой отклик в воздухе пустом Родишь ты вдруг.

Или вот еще:

Ты внемлешь грохоту громов, И гласу бури и волов, И крику сельских пастухов.

В творческом наследии Александра Сергеевича Пушкина много замечательных поэтических образов и находок, где ярко и безошибочно отражены физические явления, хотя само слово «физика» используется только в одном из его произведений (в авторском примечании к стихотворению «Подражание Корану»).

Команды, выполняя соответствующее задание сами или с помощью болельщиков, «поднимаются на гору».

Ермакова Е. В., Курносова А. А. Использование описаний физических явлений в литературных источниках для организации игровых форм обучения школьников физике // Научно-методический электронный журнал «Концепт». — 2017. — № 2 (февраль). — 0,3 п. л. — URL: http://e-kon-

научно-методический ceptru/2017/170036.htm. электронный журнал

Если команда самостоятельно отвечает на вопрос или выполняет задание, она получает баллы, если с помощью болельщиков — баллы со знаком минус. Максимальное число баллов — 1 за каждое задание.

При подведении итогов учитываются знаки минус. Команда, набравшая большее количество баллов, становится победительницей игры. Болельщики тоже имеют право отвечать, помогая команде (по желанию команды), за что получают жетоны. Рассмотрим ряд отрывков, для которых составлены вопросы и задачи по физике [1, 2]. Далее предлагаются варианты задач.

Конкурс «Объясни физическое явление!»

Замечание. Предлагаемые задания и их количество (деление по темам) можно варьировать. Приводим большое количество отрывков.

Там чудеса: там леший бродит, Русалка на ветвях сидит. Там на неведомых дорожках Следы невиданных зверей; Избушка там на курьих ножках Стоит без окон, без дверей.

Какая сила уравновешивает силу тяжести, действующую на русалку? Сделайте чертеж и на нем укажите действующие на русалку силы.

Там лес и дол видений полны; Там о заре прихлынут волны.

Как называются эти волны? Чем отличаются продольные волны от поперечных? Приведите примеры продольных волн.

Там ступа с Бабою Ягой Идет, бредет сама собой.

Совершается ли в этом случае работа? Приведите примеры, когда тело движется, а работа не совершается.

Слилися речи в шум невнятный: Жужжит гостей веселый круг; Но вдруг раздался глас приятный И звонких гуслей беглый звук.

Почему речи слились в «шум невнятный»?

Невеста очи опустила, Как будто сердцем приуныла, И светел радостный жених. Но тень объемлет всю природу, Уж близко к полночи глухой.

Как образуется тень?

И вот они настали. Вдруг Гром грянул, свет блеснул в тумане, Лампада гаснет, дым бежит, Кругом всё смерклось, всё дрожит, И замерла душа в Руслане. Всё смолкло. В грозной тишине Раздался дважды голос странный,

к« ниегп

Ермакова Е. В., Курносова А. А. Использование описаний физических явлений в литературных источниках для организации игровых форм обучения школьников физике // Научно-методический электронный журнал «Концепт». — 2017. — № 2 (февраль). — 0,3 п. л. — URL: http://e-kon-cept. ru/2017/170036. htm.

И кто-то в дымной глубине Взвился чернее мглы туманной. И снова терем пуст и тих…

В отрывке описано явление, очень похожее на молнию. А что происходит сначала: мы слышим гром или видим свет от молнии?

На месте славного побега Весной растопленного снега Потоки мутные текли И рыли влажну грудь земли.

О каком тепловом процессе идет речь в данном отрывке? При какой температуре тает снег? Как называется эта температура?

Под гордой сенью балдахина; Завесы, пышная перина В кистях, в узорах дорогих; Повсюду ткани парчевые; Играют яхонты, как жар; Кругом курильницы златые Подъемлют ароматный пар.

Почему пар поднимается вверх?

Увы, ни камни ожерелья, Ни сарафан, ни перлов ряд, Ни песни лести и веселья Ее души не веселят; Напрасно зеркало рисует Ее красы, ее наряд; Потупя неподвижный взгляд, Она молчит, она тоскует.

Как строится изображение в плоском зеркале? Расскажите о его особенностях.

Пред нею зыблются, шумят Великолепные дубровы; Аллеи пальм и лес лавровый, И благовонных миртов ряд, И кедров гордые вершины, И золотые апельсины Зерцалом вод отражены.

Сделайте чертеж и покажите, как отражаются предметы в воде. Сформулируйте законы отражения света.

И тот взвился под облака; На миг исчез — и свысока, Шумя, летит на князя снова. Проворный витязь отлетел, И в снег с размаха рокового Колдун упал — да там и сел…

Какой знак работы силы тяжести, когда Черномор взвился под облака и когда он падал?

…Один средь храмин горделивых, Супругу милую зовет —

ISSN 2Э04-120Х

ко ниеггг

научно-методический электронный журнал

ISSN 2304-120X

ниепт

научно-методический электронный журнал

Ермакова Е. В., Курносова А. А. Использование описаний физических явлений в литературных источниках для организации игровых форм обучения школьников физике // Научно-методический электронный журнал «Концепт». — 2017. — № 2 (февраль). — 0,3 п. л. — URL: http://e-kon-cept. ru/2017/170036. htm.

Лишь эхо сводов молчаливых Руслану голос подает.

Как можно объяснить появление эха?

Конкурс капитанов

Задание. Прослушайте отрывок и решите задачу.

У лукоморья дуб зеленый, Златая цепь на дубе том: И днем и ночью кот ученый Всё ходит по цепи кругом; Идет направо — песнь заводит, Налево — сказку говорит.

Как называется такое движение кота?

Вычислите его скорость и частоту, если за одну минуту кот делает два оборота, длина одного оборота золотой цепи равна 1 м, а цепь навита по окружности? Какое расстояние проходит кот за сутки?

Конкурс болельщиков

Что если женщина в печали Сквозь слез, украдкой, как-нибудь, На зло привычке и рассудку, Забудет в зеркало взглянуть -То грустно ей уж не на шутку.

Какая должна быть минимальная высота зеркала, чтобы человек ростом 160 см увидел себя в полный рост?

Там на неведомых дорожках Следы невиданных зверей. Избушка там на курьих ножках Стоит без окон, без дверей.

Можно ли по следам определить направление движения зверей? Что называется траекторией движения?

И вдруг неведомая сила Нежней, чем вешний ветерок, Ее на воздух поднимает, Несет по воздуху в чертог.

Как называется состояние, в котором пребывает Людмила?

И слышно было, что Рогдая Тех вод русалка молодая На хладны перси приняла И, жадно витязя лобзая, На дно со смехом увлекла, И долго после, ночью темной, Бродя близ тихих берегов, Богатыря призрак огромный Пугал пустынных рыбаков.

Какое условие необходимо, чтобы тело Рогдая опустилось на дно?

Ермакова Е. В., Курносова А. А. Использование описаний физических явлений в литературных источниках для организации игровых форм обучения школьников физике // Научно-методический электронный журнал «Концепт». — 2017. — № 2 (февраль). — 0,3 п. л. — URL: http://e-kon-cept. ru/2017/170036. htm.

Бунтует вихорь в поле чистом И на краю седых небес Качает обнаженный лес.

Какой вид движения описывает поэт в данном отрывке?

Там лес и дол видений полны; Там о заре прихлынут волны На брег песчаный и пустой, И тридцать витязей прекрасных; Чредой из вод выходят ясных, И с ними дядька их морской.

Как называются эти волны? Чем отличаются продольные волны от поперечных волн? Приведите примеры поперечных волн.

Всё мертво. Снежные равнины Коврами яркими легли; Стоят угрюмых гор вершины В однообразной белизне И дремлют в вечной тишине; Кругом не видно дымной кровли, Не видно путника в снегах, И звонкий рог веселой ловли В пустынных не трубит горах; Лишь изредка с унылым свистом Бунтует вихорь в поле чистом И на краю седых небес Качает обнаженный лес.

Какой вид движений описан в отрывке? Можно ли движение деревьев считать вынужденными колебаниями?

Ведущий. Великий русский поэт А. С. Пушкин, по оценке его современника — царя Николая I, «умнейший человек России» Он и поэт, и прозаик, и драматург, и публицист, и историк, и, несомненно, физик.

Благодаря использованию литературных текстов устанавливается обычно хорошая «обратная связь», у школьников возникает желание не только слушать, но и выразить свои мысли, переживания.Па-роета.Мт1.

ISSN 2Э04-120Х

ко ниеггг

научно-методический электронный журнал

ISSN 2304-120X

ниепт

научно-методический электронный журнал

Ермакова Е. В., Курносова А. А. Использование описаний физических явлений в литературных источниках для организации игровых форм обучения школьников физике // Научно-методический электронный журнал «Концепт». — 2017. — № 2 (февраль). — 0,3 п. л. — URL: http://e-kon-cept. ru/2017/170036. htm.

Elena Ermakova,

Candidate of Pedagogics Sciences, Associate Professor of the chair of Physical and Mathematical Disciplines

and Professional Technological Training, Tyumen State University, Tyumen

[email protected]

Anastasia Kurnosova,

Student, Tyumen State University, Tyumen

The use of physical phenomena literature descriptions in game activities at the lessons of physics

Abstract. The paper provides an overview of excerpts from A.S. Pushkin’s poem «Ruslan and Lyudmila», which

describe physical phenomena. The game «The top» for interdisciplinary connections.

Key words: creativity, A.S. Pushkin’s «Ruslan and Lyudmila», use of literature at the lessons of physics.

References

1. Ermakova, E. V. (2015). «Sostavlenie zadach po rezul’tatam laboratornyh rabot po molekuljarnoj fizike», in Mamontova, T. S. (ed.). Problemy iperspektivy fiziko-matematicheskogo i tehnicheskogo obrazovanija: sb. materialov Vseros. nauch.-praktich. konf. (19-20 nojabrja 2015), Izd-vo IPI im. P. P. Ershova (filial) TjumGU, Ishim, pp. 75-78 (in Russian).

2. Pushkin, A. S. Ruslan i Ljudmila. Available at: http://vseskazki.su/avtorskie-skazki/skazki-pushkina-online/ruslan-i-lyudmila-poema.html (in Russian).

Рекомендовано к публикации:

Горевым П. М., кандидатом педагогических наук, главным редактором журнала «Концепт»

Поступила в редакцию Received 16 Получена положительная рецензия Received a positive review 16

Принята к публикации Accepted for publication 16 Опубликована Published 23.02.17

www.e-koncept.ru

© Концепт, научно-методический электронный журнал, 2017 © Ермакова Е. В., Курносова А. А., 2017

577234312018302

Презентация к уроку «физические явления»

Физич еские явления

7 класс

Автор — учитель физики ГОУ РК «РЦО»

Кузнецова Елена Леонидовна

СОДЕРЖАНИЕ:

• Механические явления
• Тепловые явления
• Световые явление
• Электрические явления
• Магнитные явления
• Звуковые явления
• Атомные явления

Механические явления — это явления, происходящие с физическими телами при их движении относительно друг друга .

Луна обращается вокруг Земли

Автомобиль едет

Капля падает

Тепловые явления — это явления, связанные с нагреванием или охлаждением физических тел.

Дрова горят

Снег тает

Вода кипит

Световые явления — это явления, связанные с отражением, преломлением и распространением света.

Радуга

Северное сияние

Фонарь освещает

Электрические явления – это явления, которые возникают при появлении, существовании, движении и взаимодействии электрических зарядов.

Молния

Электризация волос

Работа компьютера

Магнитные явления – это явления, связанные с появлением у физических тел магнитных свойств.

Притяжение магнитов к холодильнику

Ориентирование по компасу

Действие домофона

Звуковые явления – это явления, связанные с колебанием воздуха от колеблющихся тел.

Музыка

Эхо

Шум города

Атомные явления – это явления изменения атомных ядер при их взаимодействии.

Эксплуатация атомной подводной лодки

Взрыв атомной бомбы

Работа реактора на АЭС

ЗАПОЛНИТЕ ТАБЛИЦУ,

расположив явления в

нужной строке

ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

ПРИМЕРЫ

механические

ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

световые

звуковые

тепловые

магнитные

электрические

протекание

электрического тока

в спирали плитки

прыгает кролик

переключение сигналов

звучит барабанная

сияние пламени

дробь

светофора

костра

остывание кофе

звенит будильник

летит птица

притяжение магнитов

Тест

1. Что из перечисленного относится к механическим явлениям?

а) полет шмеля; б) горение свечи; в) шум моря; г) мираж.

2. Что из перечисленного относится к тепловым явлениям?

а) бросок камня; б) нагрев воды; в) работа радио; г) свечение светлячка.

3. Что из перечисленного относится к электрическим явлениям?

а) падение метеорита; б) водопад; в) свечение лампочки; г) работа СВЧ-печи.

4.Что из перечисленного относится к звуковым явлениям?

а) работа электроплиты; б) гроза; в) шорох листьев; г) снегопад.

5. Перечислите пять световых явлений, о которых не упоминалось на уроке.

Использованные интернет — ресурсы:

http://900igr.net/datas/fizika/Voprosy-po-fizike/0038-038-Voprosy-po-fizike.jpg

http://sportstill.ru/post/imgs/5623b4bb0acd9.jpg

https :// im0-tub-ru.yandex.net/i?id=3889a3c51f2fa1112a6dc92de6fc6909&n=33&h=215&w=292

http:// www.nextohm.com/blog-ru/blog/wp-content/uploads/2014/02/ca2d1391884559_ezotera-751.jpg

http:// static4.depositphotos.com/1001686/338/i/950/depositphotos_3383856-Green-leaf-with-water-drops-and-splash.jpg

http:// img-0.photosight.ru/fe8/3348637_large.jpg

https:// vodabriz.ru/upload/medialibrary/4d1/4d15aa5b58dcf9c81c0bf44d674360b6.jpg

http:// www.chaikovskie.ru/files/o/12834/1_7f2a717ba5b345ee095af50408980016.jpg

http:// volshebnoeslovo.ru/uploads/old/1369674949_488858.jpg

http:// mywishlist.ru/pic/i/wish/orig/008/528/434.jpeg

https:// im0-tub-ru.yandex.net/i?id=3c29eaa84865fc07832e571cdb58604f&n=33&h=215&w=287

http:// imagestun.com/wp-content/uploads/2014/01/Volcano_Eruption_03.jpg

http:// www.prguitarman.com/photos/2009/PR/Random/roflcl/ohlord/1246003136064.jpg

http:// st03.kakprosto.ru/tumb/680/images/article/2011/2/15/1_5255032b0d9c65255032b0da21.jpg

http:// fb.ru/misc/i/gallery/12502/296492.jpg

http:// i.vsekommentarii.com/pic/2013/09/18/polemika.com.ua/big-98-590-727786_3.jpg

http:// www.graycell.ru/picture/big/domofon2.jpg

http:// mediacratia.ru/img120x90/MED1221697864.GIF

http:// stuffpoint.com/club-music/image/424707-club-music-wallpapers-music-party-dj-minimal.jpg

https:// www.miloserdie.ru/pic/13-08-2013-3-1.jpg?x41640

http:// www.topnews.ru/upload/news/2015/08/6ac9037f/6ac9037f_s.jpg

http://neftegaz.ru/images/% D0%B0%D1%8D%D1%81.jpg

http:// magspace.ru/uploads/usr_obj/2011/13415966.jpg

Самый быстрый словарь в мире: Vocabulary.com

физическое явление в предложении

Эти примеры взяты из корпусов и из источников в Интернете.Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Cambridge Dictionary, Cambridge University Press или его лицензиаров.

Является ли это физическим явлением или другим артефактом одношаговой модели — вопрос для дальнейшего изучения.

Например, физический феномен «производство химического вещества» описывается с помощью глагола «производить» и существительного «химический» без конкретных прилагательных.

На рис. 9 показано физическое явление в смоделированных изображениях, для которых интенсивность задней подсветки снижена для повышения контрастности абляционных пиков.

Здесь каждый элемент тела представлен материальными уравнениями, описывающими физическое явление , связанное с поведением объекта.

Например, мы можем свести наши теоретические знания о физическом феномене до интуитивного познания, помогая в соответствующем эксперименте.

При этом мы пытаемся прояснить физическое явление и провести расчет движущей силы.

Археологи знакомы с анализом ландшафта как физического феномена и традиционно подчеркивают экономико-функциональные аспекты землепользования с культурно-экологической точки зрения.

Однако численное сглаживание является каким-то образом добавленным физическим замаскированным явлением , явлением, которое не было частью исходной непрерывной модели.

Метод синтетических рассуждений, основанный на базе знаний физических явлений .

Сказать, что речь — это физическое явление, , , — все равно что сказать, что игра в шахматы — это перемещение кусков дерева.

Должны ли мы сделать вывод, что игра в шахматы — это (или есть не что иное, как) движущиеся куски дерева и что шахматы, следовательно, являются « физическим феноменом »?

Музыкальная техника включает в себя совокупность всех музыкальных средств: организацию самой субстанции и ее превращение в физическое явление .

Основным недостатком дизайна является то, что звук интересующего феномена Physical не всегда может быть гарантированно отделен от других звуков окружающей среды.

Пока цилиндр не короткий, осесимметричный поток в пограничном слое с принудительной конвекцией плохо аппроксимирует реальное физическое явление .

Дизайн этих политик в некоторых случаях вдохновлен физическим феноменом , таким как диффузия.

Столкнувшись с утверждением вроде «речь — это физическое явление, , , », трудно понять, с чего начать.

Это не точное описание физического явления , главным образом потому, что не существует согласованного определения стабильности.

Эти примеры взяты из корпусов и из источников в Интернете. Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Cambridge Dictionary, Cambridge University Press или его лицензиаров.

Таинственная физика семи повседневных дел

Intro

Уравнения на доске в Фермилаб, исследовательском центре физики в Иллинойсе. (Изображение предоставлено Министерством энергетики США)

Физики выяснили некоторые чрезвычайно тонкие детали Вселенной, от радиуса черных дыр до поведения субатомных частиц, которые мы даже не видим. Вы можете удивиться, узнав, что им не хватает объяснений (или они только недавно наткнулись на них) для многих общих явлений, которые мы наблюдаем в повседневной жизни.

Как вы узнаете из следующих слайдов, одними из самых загадочных вещей могут быть те, которые на первый взгляд кажутся обыденными.

Орехи

Маленькая миска смешанных орехов с большими орехами вверху и арахисом внизу. (Изображение предоставлено: Melchoir | Creative Commons)

Возможно, вы заметили, что в мисках смешанных орехов бразильские орехи всегда кажутся сидящими сверху. Это известно как «эффект бразильского ореха», и это кажущееся приземленным явление на самом деле является одной из самых больших нерешенных загадок в физике многих тел, науке, которая описывает большое количество взаимодействующих объектов.

Среди множества вещей (будь то орехи, осадочные отложения или другие предметы разного размера), более крупные куски со временем поднимаются наверх, несмотря на их большую гравитацию, в то время как более мелкие предметы имеют тенденцию опускаться ниже в кучу. время. Возможно, мелочь просачивается сквозь трещины. Конвекционные токи также могут играть роль, как и конденсация более мелких частиц. Все эти и некоторые другие возможности, вероятно, способствуют эффекту бразильского ореха, но никто не знает, какие из них и в какой степени, поэтому никаких успешных компьютерных симуляций этого явления не проводилось.

Не только производители орехов, но и физики, астрономы и геологи получат пользу от понимания эффекта, поэтому в следующий раз, когда вы будете есть орехи или мюсли, или выудите крошки со дна миски Doritos, попробуйте созерцая вовлеченную физику.

Пена

Крем для бритья — лишь один из примеров загадочного вещества, называемого пеной. (Изображение предоставлено sxc.hu)

Приняли сегодня ванну с пеной? Возможно, нет, но вы, вероятно, побрились, вымыли посуду, выпили латте или пиво или, если вам повезет, съели кусок пирога, покрытый слоем взбитых сливок.

Мы сталкиваемся с пеной так часто, что немногие из нас отступают назад и полностью осознают, насколько странной она на самом деле. Для начала подумайте: взбитые сливки — твердое вещество, жидкость или газ?

По словам Дугласа Дуриана, профессора физики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, пена обычно на 95% состоит из газа и на 5% из жидкости. Каким-то образом они складываются, чтобы придать им и определенные черты твердых тел. Газ в пене разделяет жидкость, образуя матрицу из крошечных пузырьков, и если жидкие стенки пузырьков достаточно жесткие, пена иногда может сохранять свою форму.

Однако не существует формулы для точного прогнозирования того, насколько жесткой или вязкой будет пена, исходя из размера ее пузырьков или количества жидкости, которую она содержит. «Физика пены изучена плохо», — сказал Дуриан NASA Science.

Лед

Мужчина катается на коньках по замерзшему озеру в Австрии. (Изображение предоставлено Creative Commons | Kafubra)

Полтора века научных исследований еще не выяснили, почему лед может заставить вас упасть. Ученые согласны с тем, что тонкий слой жидкой воды поверх твердого льда вызывает его скользкость, а подвижность жидкости затрудняет ходьбу, даже если слой тонкий.Но нет единого мнения относительно того, почему лед, в отличие от большинства других твердых тел, имеет такой слой.

Теоретики предположили, что это может быть сам акт скольжения при контакте со льдом, который тает его поверхность. Другие думают, что слой жидкости существует до того, как прибыл тапок, и каким-то образом создается внутренним движением молекул на поверхности.

Мы знаем, что вы ищете кого-то или что-то виноватое, так как вы лежите на земле и кипите, но, к сожалению, это дело еще не принято.[Удивительно странная физика воды]

Зерновые

Cheerios комковат. (Изображение предоставлено: Dreamstime)

Возможно, вы задумывались, а могли и не задумывались, почему ваши хлопья для завтрака имеют тенденцию слипаться или прилипать к стенкам миски с молоком. Этот феномен комкования, названный учеными эффектом Cheerios, применим ко всему, что плавает, включая пузырьки газированной воды и частицы волос в воде после утреннего бритья.

Доминик Велла, аспирант Кембриджского университета, и Лакшминарайанан Махадеван, математик из Гарвардского университета, первыми объяснили эффект с помощью простой физики, что они и сделали в статье 2005 года.Они доказали, что эффект Cheerios является результатом геометрии поверхности жидкости.

Поверхностное натяжение заставляет поверхность молока слегка прогибаться в середине чаши. Поскольку молекулы воды в молоке притягиваются к стеклу, поверхность молока изгибается вверх по краю чаши. По этой причине кусочки хлопьев возле края плавают вверх по этой кривой, как будто они цепляются за край.

Также из-за поверхностного натяжения хлопья, плавающие в середине вашей миски, вмятины на поверхности молока, создавая в нем углубление.Когда два кусочка хлопья соприкасаются, две их вмятины становятся одной, и, упираясь в нее, они слипаются.

Магниты

(Изображение предоставлено: Kabl00ey | Creative Commons)

Магниты: довольно странно, да? Что с ними?

Джерл Уокер, профессор физики в Государственном университете Кливленда и соавтор широко используемого учебника «Основы физики» (Wiley, 8-е издание, 2007 г.), объясняет, что магнитные поля естественным образом излучаются наружу от электрически заряженных частиц, которые составляют атомы, особенно электроны. .

Обычно в материи магнитные поля электронов направлены в разные стороны, нейтрализуя друг друга. (Вот почему электроны в вашем теле не заставляют вас прилипать к холодильнику, когда вы проходите мимо него.) Но когда магнитные поля, все электроны в объекте выравниваются в одном направлении, как это происходит во многих металлах (и (очевидно, в магнитах) создается магнитное поле net . Это оказывает силу на другие магнитные объекты, притягивая или отталкивая их в зависимости от направления их собственных магнитных полей.

К сожалению, попытаться понять магнетизм на более глубоком уровне практически невозможно. Хотя физики придумали теорию под названием «квантовая механика», которая очень точно объясняет поведение частиц, включая их магнетизм, нет никакого способа интуитивно понять, что на самом деле означает эта теория.

Физики задаются вопросом: почему частицы излучают магнитные поля, что такое магнитные поля и почему они всегда выравниваются между двумя направлениями, давая магнитам их северный и южный полюса? «Мы просто наблюдаем, что когда вы заставляете заряженную частицу двигаться, она создает магнитное поле и два полюса.Мы действительно не знаем почему. Это просто особенность Вселенной, а математические объяснения — просто попытки выполнить «домашнее задание» природы и получить ответы », — рассказал Уокер« Маленьким загадкам жизни ».

Статический

Накопление статического электричества заставляет волосы встать дыбом. , поскольку положительно заряженные волосы отталкивают друг друга. (Изображение предоставлено sxc.hu)

Статические удары столь же загадочны, сколь и неприятны. Мы знаем следующее: они возникают, когда на поверхности накапливается избыток положительного или отрицательного заряда. вашего тела, разряжаясь, когда вы касаетесь чего-либо, и оставляя вас нейтрализованным.Кроме того, они могут возникнуть, когда статическое электричество накапливается на чем-то еще, например, дверной ручке, скажем, к которой вы затем дотронетесь. В этом случае и являются маршрутом выхода сверхнормативной платы.

А зачем вообще раскачка? Неясно. Распространенное (и, вероятно, отчасти правильное) объяснение гласит, что когда два объекта трутся друг о друга, трение сбивает электроны с атомов в одном из объектов, а затем они перемещаются на второй, оставляя первый объект с избытком положительно заряженных атомов и давая второму избыток отрицательных электронов.Оба объекта (скажем, ваши волосы и шерстяная шапка) будут статически заряжены. Но почему электроны текут от одного объекта к другому, а не в обоих направлениях?

Это никогда не получало удовлетворительного объяснения, а недавнее исследование, проведенное исследователем Северо-Западного университета Бартошем Гржибовски, показало, что это может быть даже не так. Как подробно описано в июньском выпуске журнала Science, Гржибовски обнаружил, что на статически заряженных объектах существуют участки как избыточного положительного, так и избыточного отрицательного заряда.Он также обнаружил, что целые молекулы мигрируют между объектами, когда они соприкасаются друг с другом.

Понятно, что объяснение статики меняется.

Rainbows

Полнофункциональная двойная радуга в Wrangell-St. Национальный парк Элиас, Аляска. (Изображение предоставлено Эриком Рольфом | Creative Commons)

Радуги образуются, когда солнечный свет освещает капли влаги в атмосфере Земли. Капли действуют как призмы, «преломляя» или разделяя свет на составляющие его цвета и отправляя их стрелять под разными углами от 40 до 42 градусов от направления, противоположного солнцу.

Конечно, радуга больше не загадочна с научной точки зрения. Они возникают из-за того, как свет проходит через сферические капли: сначала он преломляется, попадая на поверхность каждой капли, отражается от обратной стороны капель и снова преломляется, когда выходит из капель, причем все эти отскоки придают ему окончательное угловое направление. Это объяснение известно со времен физика 17 века Исаака Ньютона. [Почему мы не можем дойти до конца радуги? ]

Но представьте, какими мистическими могли казаться до этого радуги! Потому что они такие красивые и необъяснимые, они были представлены во многих ранних религиях.В Древней Греции, например, считалось, что радуга — это путь, проложенный посланниками богов, путешествуя между Землей и небом.

Следуйте за Натали Вулчовер в Twitter @nattyover. Следите за «Маленькими загадками жизни» в Twitter @llmysteries, а затем присоединяйтесь к нам на Facebook.

Можем ли мы иметь математическое понимание физических явлений? на JSTOR

Abstract

Может ли математика способствовать нашему пониманию физических явлений? Один из способов ответить на этот вопрос — принять участие в недавнем философском споре о существовании математических объяснений физических явлений.Если такая вещь существует, учитывая связь между объяснением и пониманием, мы можем сказать, что есть утвердительный ответ на наш вопрос. Но что, если мы не согласны с тем, что математика может играть объяснительную роль в науке? Можем ли мы по-прежнему считать, что на поставленный выше вопрос можно дать положительный ответ? Моя главная цель здесь — дать отчет, который рассматривает математику в некоторых случаях, обсуждаемых в литературе, как вклад в наше понимание физических явлений, несмотря на то, что он не является объяснительным.¿Pueden las matemáticas contribuir a nuestra comprensión de los fenómenos físicos? Una forma de intentar Responder a esta pregunta es implándonos en la reciente disputa filosófica sobre la existencia de explicaciones matemáticas de los fenómenos físicos. Si existe tal cosa, dada la relación entre explicación y comprensión, podemos decir que hay una respuesta afirmativa a nuestra pregunta. Pero, y si no estamos de acuerdo en que las matemáticas pueden desempeñar un papel explicativo en la ciencia? ¿Podemos considerar entonces que la pregunta anterior puede tener una respuesta afirmativa? Mi objetivo main aquí es dar una explicación que considere que las matemáticas, en algunos de los casos discutidos en la literatura, contribuyen a nuestra comprensión de los fenómenos físicos a pesar de no ser explicativa.

Journal Information

Основанный в 1952 году Мигелем Санчесом-Мазасом, Theoria является одним из ведущих философских журналов в испаноязычном мире. THEORIA сотрудничает с двумя испанскими философскими обществами: SOLOFICI и SEFA.

Он регулярно индексируется в следующих базах данных: Arts & Humanities Citation Index®, ISI Alerting Services, SCOPUS, Scimago, Current Contents® / Arts & Humanities, DOAJ, Bulletin Signaletique 519, ICYT, ISOC, MathSci, Mathematical Reviews, Current Mathematical Publications. , Philosopher’s Index, Repertoire bibliographique de la Philosophie.Он также занимает видное место в национальных базах данных, таких как DICE и MIAR.

Информация для издателя

Университет Страны Басков является уникальным хранителем нашего многовекового лингвистического наследия: мы подняли баскский язык (единственный доиндоевропейский язык, на котором все еще говорят) до высочайшего образовательного уровня.

Новые физические явления в оксидных сверхрешетках

Исторически доказано, что искусственные гетероструктуры имеют первостепенное значение как для фундаментальных исследований, так и для технологических приложений.Отличным примером являются сверхрешетки и гетероструктуры с квантовыми ямами обычных полупроводников (III-V). Некоторые фундаментальные наблюдения, такие как двумерный электронный газ, эффект квантового ограничения, квантовый эффект Холла и дробный квантовый эффект Холла, были впервые реализованы в искусственных гетероструктурах обычных полупроводников. На технологическом фронте было обнаружено, что искусственные гетероструктуры обычных полупроводников совершили революцию в оптоэлектронной и высокоскоростной электронной промышленности.Учитывая способность искусственных гетероструктур создавать новые физические явления при соответствующем выборе материальной системы, эти гетероструктуры обладают потенциалом для обнаружения скрытых физических явлений и экзотических фаз, которые иначе не наблюдаются в объемных системах. Одним из вариантов такой системы может быть сильно коррелированный материал, наличие сильных электронных корреляций, как известно, обеспечивает уникальные электронные и магнитные свойства. В частности, известно, что сложные оксиды демонстрируют сильное взаимодействие между различными доступными степенями свободы, такими как спин, заряд, орбиталь и степень решетки, и, таким образом, предлагают подходящий выбор системы материалов.В литературе можно найти множество примеров из различных областей исследований, таких как сверхпроводимость, магнетизм, сегнетоэлектричество и термоэлектричество, где искусственные сверхрешетки привели к наблюдению принципиально другого поведения по сравнению с объемными составляющими сверхрешетки. Эти искусственные сверхрешетки и гетероструктуры продолжают оставаться наиболее многообещающими кандидатами для исследования новых явлений и улучшения физических свойств в сложных системах оксидных материалов. В этой диссертации искусственные сверхрешетки сложных оксидов были синтезированы в тонкопленочной геометрии, что позволило наблюдать принципиально новые физические явления по сравнению с их объемными аналогами в нескольких избранных областях исследования.

Сначала я представлю результаты экспериментов по переносу тепла через сверхрешеточные структуры, состоящие из изолирующих оксидов перовскита. Измеренная теплопроводность этих искусственных сверхрешеток продемонстрировала уникальный перенос фононов, то есть когерентный перенос фононов, явление, которое крайне редко наблюдается в объемной форме. Ключевым элементом для обеспечения когерентного переноса фононов в этих сверхрешеточных системах является диапазон длин волн фононов, которые переносят большую часть тепла в материале.Критический диапазон составляет от 1 до 3 нанометров, размер системы необходимо уменьшить до этого масштаба, чтобы наблюдать влияние волновой природы фононов на перенос тепла. Таким образом, сверхрешеточные структуры представляют собой идеального кандидата для поиска этого нового явления. Некоторые теоретические исследования предсказывали существование этих явлений, но экспериментальные доказательства их существования оставались в основном отсутствующими или неубедительными. Синтезируя сверхрешетку оксидов перовскита, я обнаружил однозначные доказательства когерентного переноса фононов в короткопериодических сверхрешетках SrTiO3-CaTiO3 и BaTiO3-SrTiO3.В отличие от традиционных механизмов теплопроводности, где перенос фононов может быть описан частицами, несущими энергию, уникальность этого явления подчеркивается тем фактом, что необходимо задействовать волновой аспект фононов, чтобы понять их переносное поведение. После наблюдения за волновой природой фононов, определяющей теплопроводность через периодические сверхрешетки, были изучены другие искусственные гетероструктуры, чтобы понять природу когерентного переноса фононов на границах раздела сверхрешеток.Разработанные подобные сверхрешетке последовательности, в которых структурный порядок может контролироваться от периодической последовательности до полностью случайной последовательности, были синтезированы для дальнейшего понимания роли когерентного рассеяния фононов в тепловом переносе через структуры сверхрешетки.

Далее я расскажу об экспериментальном наблюдении другого уникального явления, которое стало возможным благодаря искусственным сверхрешеткам сложных оксидов в другом предмете исследования, то есть сегнетоэлектричестве. Ряд теоретических исследований наноструктурированных сегнетоэлектрических систем, таких как нанодиски, нанокомпозиты, сверхрешетки и т. Д., предсказал стабилизацию новых основных состояний сегнетоэлектриков. Ряд различных топологий электрической поляризации, таких как вихри и скирмионы, был предсказан в сегнетоэлектрических наноструктурах, которые сильно напоминали спиновые топологии, такие как скирмионы, мероны и т. Д., Обнаруженные в магнитных системах. Однако экспериментального подтверждения существования этих экзотических состояний поляризации так и не было. За счет конкуренции между зарядовыми, орбитальными и решеточными степенями свободы в сверхрешетках из параэлектрического (SrTiO3) и сегнетоэлектрического (PbTiO3) материала вихре-антивихревые структуры электрической поляризации были стабилизированы в сегнетоэлектрических (PbTiO3) слоях сверхрешетки PbTiO3-SrTiO3.Только для узкого диапазона периодов сверхрешетки поляризационные вихри стабилизируются с помощью баланса между энергией одного градиента, связанной с неоднородным профилем поляризации вихревой структуры, и электростатической и упругой энергиями другого, связанными с полями деполяризации и эпитаксиальными ограничениями со стороны подложки. , соответственно.

В последнем разделе я опишу уникальные и необычные явления, связанные с существованием поляризационных вихрей в параэлектрических / сегнетоэлектрических сверхрешетках.В сверхрешетках PbTiO3-SrTiO3 с различной периодичностью обнаружен богатый спектр характерно различных сегнетоэлектрических доменов. В частности, в короткопериодическом режиме размер домена эволюционировал с отрицательным масштабным коэффициентом, что необычно для типичных сегнетоэлектриков. Когда периодичность сверхрешетки увеличивалась, средний размер домена уменьшался, что указывает на поведение, противоположное универсальному закону Киттеля, когда в последнем случае увеличение толщины сегнетоэлектрика приводит к увеличению среднего размера домена.Во-вторых, я представлю интригующие результаты о фундаментальных характеристиках поляризационных вихрей, обнаруженных в исследованиях рентгеновского кругового дихроизма. Конечная разница в спектрах поглощения лево-кругового поляризованного света от правого-кругового поляризованного света от вихревых структур предполагает, что массивы вихрей-антивихрей имеют киральную природу. Наличие хиральности в поляризационных вихревых структурах является характерным отличным поведением по сравнению с объемными сегнетоэлектрическими системами, где ожидается, что однородно поляризованные области будут демонстрировать линейный рентгеновский дихроизм (т.е. различие в спектрах поглощения линейно поляризованного света в направлении, параллельном и перпендикулярном сегнетоэлектрическому порядку). Наконец, обсуждается возможность манипулирования дисперсией фононов с помощью вихревого упорядочения или вихревой «решетки», а также гипотеза индуцирования локализации в распространяющихся фононах.

II. Поиск ресурсов для учащихся — изучение физических явлений

Что вы уже знаете о свете? Когда ты это узнал? Где ты был? С кем? Чем вас заинтересовало? Как произошло это обучение? Этот предыдущий опыт изучения света дает ресурсов, , из которых вы можете больше узнать о свете в этом курсе.

Эти «вопросительные слова» — Что? Когда? Где? Кто? Почему? и как? — представляют собой важный аспект науки, в котором вы уже разбираетесь в повседневной жизни: задавать вопросы. В этом модуле вы исследуете вопросы, которые вы и другие задаете, об изучении естественных наук в целом, а также об изучении света.

A. Изучение способов содействия научному обучению

Вот первый вопрос:

Вопрос 1.1 Что вы узнали о свете в какой-то момент своей жизни, в школе или за ее пределами, во время опыта, когда вам нравился процесс обучения?

Оборудование для каждой малой группы: используйте лист диаграммной бумаги, магические маркеры (всех цветов) и клейкую ленту, если на ближайшей стене есть место для демонстрации вашей работы.

• Что вы узнали о свете? Как ты это узнал? С кем вы учились? Где вы это учились? Когда это произошло? Почему вам понравился этот учебный процесс?

Подумайте о том, что вы, возможно, узнали о свете на уроках естествознания в школе, но также подумайте о том, что вы узнали за пределами школы, играя с фонариками, глядя в зеркала, плавая, нося очки, рисуя, видя радугу, сидя у костров, выращивая растения, разглядывающие луну, смотрящие на закат, смотрящие на звезды…

Если вы работаете в группе, поделитесь некоторыми из этих учебных опытов друг с другом.

• Выберите один из этих положительных научных опытов, на котором можно сосредоточиться. Нарисуйте картину того, как вы изучаете свет, наслаждаясь процессом. Этот курс объединяет искусство и науку, чтобы создать большую яркую красочную картинку, которая заинтересует других.
• Обратите внимание на ваш возраст, когда вы изучали это.
• Рисуя картину того, как вы изучаете свет, подумайте, почему этот опыт «сработал» на вас. Что помогло вам узнать о свете в этом случае?
• Добавьте к своему рисунку слова или фразы, которые передают некоторые из способов, которыми этот опыт помог вам узнать о свете.
• Если вы работаете с другими, представьтесь, описав свой положительный опыт изучения света, сколько лет вам было, когда вы получили этот опыт, и некоторые способы, которыми этот опыт способствовал вашему научному обучению.
• Основываясь на доказательствах, полученных в результате этого процесса, составьте список способов помочь кому-либо изучать науку в контексте изучения света.
• Заявите об одном способе содействия такому научному обучению. Подтвердите свое утверждение доказательствами, полученными из положительного научного опыта, о котором сообщили вы и другие люди.

Завершив изучение способов содействия такому научному обучению, посмотрите на пример студенческой работы, чтобы узнать, как другие думают об этом процессе.

1. Пример студенческой работы по определению ресурсов для содействия изучению естественных наук

Например, в первый день занятий студенты-физики, изучающие этот курс, размышляли о своем опыте изучения света в какой-то момент своей жизни, в школе или за ее пределами, когда они изучали науку и получали удовольствие от процесса.На рис. 1.1 показаны некоторые примеры положительного научного опыта, которые запомнили члены одной группы и которые представили рисунками, как они узнали о свете.

Рис. 1.1. Рисунки небольшой группы, показывающие приятный опыт изучения света.

Студент написал о том, что смотрит на звезды: «Не понимал, почему иногда вы видите кучу звезд, а иногда нет… Помните, как вы удивлялись, узнавая о них, потому что они чувствуют себя так близко, но на самом деле далеко. .Другой студент написал: «Приятно видеть цвета радуги в руке, а не в небе!… Я подумал, что это безумие, что эти яркие цвета исходят из стекла».

Этот массив опыта, полученного от множества людей, предоставляет доказательства, на которых можно основывать утверждения. Как показано на рис. 1.2, учащиеся определили следующие способы, которые способствовали их изучению естествознания: практическое обучение, доступ к книгам / ресурсам, поддержка со стороны семей, образование, использование окружающей среды: на открытом воздухе, лагеря, OMSI (Музей Орегона Наука и промышленность), посещение музеев / планетариев, визуальные опыты, эксперименты и вопросы.

ИНЖИР. 1.2 Список способов стимулирования научного обучения, определенных студентами-физиками.

Этот список является примером результатов качественного исследования. Студенты основали эти выводы на анализе данных, которые состояли из самоотчетов нескольких людей. Список формирует начальную основу для размышлений о способах содействия научному обучению. Эти способы «сработали» для людей, составивших список, и могут помочь другим изучать науку.

Ниже приводится пример того, как студент делает заявление и начинает строить аргумент в поддержку этого утверждения с доказательствами, полученными из множества личных опытов:

Утверждение: Использование окружающей среды является важным аспектом, способствующим научному обучению.

Доказательства: Летом я лежал на спальном мешке на заднем дворе с моим отцом, и мы смотрели на небо. Я замечал звезды, планеты, луну и пролетающие мимо самолеты. Наблюдение за окружающей средой сделало меня более осознанным и заставило меня задавать отцу вопросы о том, что происходит вокруг нас. Наука окружает нас повсюду, и использование естественных примеров делает обучение более увлекательным и запоминающимся.

Студент-физик, весна 2015 г.

Эта студентка начала подкреплять свое утверждение примером, взятым из личного опыта, связанного с ее домом и семьей.Дополнительные примеры могут укрепить это утверждение. Например, включение опыта членов группы по наблюдению за радугами могло бы подкрепить это утверждение, проиллюстрировав другие окружающие контексты, в которых происходило позитивное научное обучение.

Ваши ответы на вопрос 1.1. записали кое-что из того, что вы уже знаете о свете и что вы уже знаете о способах содействия научному обучению. Далее вы будете документировать то, что вам уже известно о конкретных аспектах света, которые вы собираетесь исследовать.

B. Документирование первоначальных представлений о световых явлениях

Вопрос 1.2 называется диагностическим вопросом (DQ). Ваш ответ на диагностический вопрос документирует то, что вы уже знаете по определенной теме. Ваш ответ не будет оценен.

Вопрос 1.2 Что вы уже знаете о том, чтобы смотреть на что-то вроде мяча?

Снаряжение: Поместите шар возле лампы без абажура в темной комнате.

• Найдите шар или другой предмет и поместите его рядом с лампой без абажура в темной комнате, чтобы вы могли хорошо его видеть.
• Как вы можете видеть мяч?
• Как мог кто-то на другом конце комнаты увидеть мяч?
• Объясните словами и зарисовкой

Диагностические вопросы: наука и наука

Как бы вы определили «научное объяснение»?

Как бы вы определили «исследовательские подходы к обучению и преподаванию»?

Насколько вы заинтересованы в изучении естественных наук?

Не интересует 1 2 3 4 5 Интересует

обучение науке обучение науке

Комментарий:

Насколько вы заинтересованы в преподавании естественных наук?

Не интересует 1 2 3 4 5 Интересует

преподавание естественных наук преподавание естественных наук

Комментарий:

Позже в ходе курса вы еще раз ответите на те же вопросы.Надеюсь, вы узнаете больше! Затем вы можете сравнить свои первоначальные и текущие знания по этой теме и поразмышлять над тем, что способствовало вашему научному обучению в контексте этого курса.

Открытое обучение опирается на нефизические явления | Фил Мэджвик

Проблема с такими объектами, как гены или мемы, заключается в том, что они не являются физическими вещами. Если бы мне пришлось собрать все участки ДНК, которые производят одинаковый эффект, я бы обнаружил, что каждая функциональная единица ДНК содержит различные последовательности ДНК.Ген определяется не как какая-либо конкретная последовательность ДНК, а как функциональная единица. Используя философский жаргон, соответствующий ген эволюционной теории — это не материальный «знак», а информационный «тип». Или, другими словами, ген (или мем) — это единица семантического содержания, а не чисто синтаксический объект. К сожалению, следствием этого является то, что ген всегда будет нематериальным или нефизическим продуктом кодирования и не может быть напрямую помещен в сеть, как я предварительно предполагал.

Тем не менее, я думаю, что мои критические замечания по поводу неизменности текущих сетевых архитектур остаются в силе. Я настоятельно рекомендую анархический подход к настройке сети перед обучением, задавая как можно меньше руководящих ограничений, чтобы освободить место для творческих решений. Идеалом этого субструктурного подхода к нейронным сетям было бы инициировать обучение с помощью сети, которая имеет небольшое количество скрытых узлов и позволить скрытым узлам расти, делиться или исчезать в соответствии с определенным выбором.В случае успеха такой субструктурализм устранит необходимость в искусстве проектирования нейронных сетей, заставив сети структурировать сами себя без фиксированных всеобъемлющих ограничений по форме, таких как расположение слоев, ширина и глубина, которые ограничивают то, как узлы могут соединяться. Делая меньше предположений, субструктурализм может вместить более широкое разнообразие объектов.

Я по-прежнему рассматриваю взаимосвязь между сетевым кодированием и объектами как серьезную проблему проектирования: нам нужны сети с эволюционными объектами, которые независимо выбираются естественным образом (или оптимизируются), но их нельзя напрямую закодировать в обучающую архитектуру.Концептуальная проблема состоит в том, что мы не должны рассматривать эволюционные объекты как нечто, находящееся «где-то там» в окружающей среде, а вместо этого эволюционные объекты возникают из отношений между агентом и его окружением. Эволюционные объекты, как единицы семантического содержания, создаются в результате взаимодействия между строкой синтаксиса (то есть «снаружи» в среде) и субъективной интерпретацией синтаксиса агентом (то есть внутренней). Итак, с точки зрения агента, физическая вещь будет только эволюционным объектом, который подвергается отбору , если его целесообразно интерпретировать как объект (путем декодирования синтаксиса в значение).

С эволюционной точки зрения можно хорошо представить, что агент изобретает идиосинкразический синтаксис в природе для хранения информации о личном опыте и обучении до того, как совокупность агентов общается через общий набор синтаксико-семантических взаимосвязей. Идиосинкразический синтаксис позволит поведенческим реакциям агента превратиться в зарождающиеся мемы — я имею в виду мемы, которые не могут быть воспроизведены посредством коммуникации для передачи между агентами. Такие мемы могут подвергаться естественному отбору в сознании агента, если агент может изобрести (или встроить) некоторую систему оценки их успеха при выполнении задачи.Но мне неясно, как сторонний наблюдатель может различить поведение или нейронные паттерны агента с популяцией поучительных инстинктов или такого рода начального меметического обучения. Это извечная проблема психологии, которая привела к тому, что этология (изучение поведения животных) приняла радикальный бихевиоризм, который консервативно игнорировал возможность наличия у животных психических состояний, которые зарождающиеся мемы могли себе позволить. Но, как я уже много раз говорил ранее, очень немногие животные обладают достаточно сложным поведением, чтобы в любом случае оправдать какой-либо анализ с помощью меметики.

При рассмотрении машин, в принципе, единственной отличительной чертой должно быть указание на то, что машина использует ментальный синтаксис для создания зарождающихся мемов, состоит в том, что их поведение должно быть в высшей степени гибким и компетентным. После дальнейшего изучения математики нынешней формы прогрессивных нейронных сетей они действительно почувствовали себя довольно «деспотичными» в ограничении нейронных сетей, чтобы они сохраняли части всей сети, которые соответствуют предыдущему обучению. Я бы по-прежнему утверждал, что это не то же самое, что меметическая форма гибкой компетенции.Вместо этого, как я утверждал ранее в этой статье, субструктурный подход может дать необходимый творческий потенциал без «жесткого кодирования» желаемого результата.

Но, даже если бы был использован субструктурный подход, я не уверен, что этого было бы достаточно, чтобы получить зарождающиеся мемы. Я считаю, что сложность окружающей среды играет невероятно важную роль. Если бы среда была очень простой, не было бы причин разрабатывать собственный синтаксис для идей. Синтаксис — это, прежде всего, инструмент памяти.Вместо того, чтобы иметь какое-либо количество аналоговых состояний, синтаксис создает определенный код, который можно использовать для хранения результатов обучения.

Когда вы думаете о развитии ребенка, не случайно сложность поведения коррелирует с развитием речи (также обнаруживается при коррелированной патологии). Синтаксис, поскольку я широко использую этот термин здесь, в первую очередь относится к вербальному синтаксису фонем, потому что именно он позволяет кодировать идеи (не обязательно буквы, хотя это более поздняя и частично совпадающая разработка кодирования).Возможность буквально говорить с самим собой открывает такие способности, как рассуждение, самосознание и т. Д., Которые лежат в основе обучения. В конце концов, обработка закодированных идей с помощью таких ментальных функций позволяет сравнивать одну идею с другой как зарождающиеся мемы во внутреннем избирательном процессе. Этот вид меметического обучения особенный по сравнению с инстинктивной системой оценки мемов, потому что он отделяет мемы от генов и позволяет мемам оценивать друг друга. Хотя гены могут служить основой для системы оценки, мемы становятся главными арбитрами в рассуждениях.

Но прежде чем слишком зацикливаться на человеческом примере, очевидно, что существует много неявных человеческих знаний, то есть их нельзя рассуждать или передавать между людьми. Такое знание не является явно меметическим, хотя может принадлежать к категории мемов «инстинктивной оценки». Я бы предположил, что немеметическая интерпретация лучше, потому что, как только неявное знание забывается, не существует «тега» или эквивалента, который позволяет извлечь единицу неявного знания.Забытое неявное знание не может быть повторно изучено посредством воспоминаний, но должно быть восстановлено на опыте. Следовательно, таким знаниям на самом деле нет места в уме, поскольку это действительно своего рода подсознательная или двигательная пластичность.

Следуя этому различию между меметической и пластической частями поведенческого контроля, мы не должны ожидать, что мозг будет единственной целью-машиной разума, потому что он участвует во многих других телесных средствах управления, которые лучше оставить их собственным устройствам, включая дыхание. сбалансировать.Точно так же мы не должны ожидать, что искусственная нейронная сеть будет представлять собой единую систему меметических рассуждений, потому что есть другие функции, которые лучше оставить немеметическим процессам, таким как пластичность. Проблема, с которой мы сталкиваемся, по сути, заключается в разработке среды для агентов машинного обучения, которые продвигают «ментальный модуль», обладающий меметическими качествами. Наиболее очевидным изменением является увеличение сложности обучающей среды и сенсориомоторных систем, которые позволяют агенту взаимодействовать с обучающей средой.Это начинают делать исследователи искусственного интеллекта, особенно DeepMind, которые непрерывно усложняют игры, в которые играют их агенты DQN. Но пока рано говорить о том, окупится ли это, как на него надеются.

Это такое интересное время для искусственного интеллекта, и все движется так быстро. (На самом деле так быстро, что я отвечаю самому себе в тот же день, когда пишу пост!) После моего затруднительного положения и обратного отслеживания я думаю, что существующие методы вполне могут быть пригодны для (открытого) обучения в меметическом стиле. и будет решительно поддерживать разработки в двух ключевых областях: 1), как и прежде, предоставление машинам большей мощности для проектирования их собственных сетевых архитектур и 2) с новым акцентом, увеличивая сложность сред машинных агентов и сенсомоторного доступа к этим средам.Наконец, я бы также решительно повторил идею «От инстинкта к интеллекту»: вы можете спроектировать машину, которая выглядит как , чтобы иметь интеллектуальное поведение за счет компетенции задач из сложной сети «жестко закодированных» инстинктов, которые, вероятно, есть, но есть нечто принципиально иное в человеческом разумном поведении, потому что мы становимся разумными до того, как становимся разумными . Последствия для машинного обучения заключаются в том, что существующие методы позволят собрать гораздо больше трофеев, но ИИ действительно нуждается в биомиметическом подходе, чтобы изменить лигу создаваемых интеллектуальных машин.Создание машины с мем-компетенцией вполне может быть приземленной целью для создания AGI, но все еще сложно знать, как спроектировать 1) соответствующую субструктуру потенциально меметического агента и 2) соответствующую среду, чтобы реализовать меметический потенциал агента.