Әлемдегі тіршілік және сана. Ғарышты игеру және адамзаттың оны игеру болашағы. - Физика, 11 сынып, 86 - сабақ

Сабақтың мақсаты:

• 1.Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Әлемдегі  тіршілік   және санамен таныстырып солар туралы түсінік қалыптастыру.
• 2.Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.
• 3.Тәрбиелік мақсаты: Адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу.

Сабақтың түрі: жаңа білімді қалыптастыру, жалпылау
Сабақтың әдіс-тәсілдері:  Әңгіме, лекция, дискуссия, кітаппен жұмыс.
Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер, 
Сабақтың барысы:
І.ДК.Ұйымдастыру кезеңі:
Сәлемдесу; Оқушыларды түгендеу;Оқушылардың назарын сабаққа аудару.
ІІ. ДК. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.
А)теориялық білімдерін тексеру. Ә)практикалық тапсырмаларын тексеру. Б)есептерін тексеру. 
ІІІ.ДК Білімді жан-жақты тексеру./ ІV. ДК. Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою.   
Бүгінгі негізгі мақсатымыз оқулық бойынша Әлемдегі   тіршілік  және санамен танысамыз. 

• 1.Метагалактиканың өлшемдері қандай?
• 2.Ғаламдардың спектріндегі қызыл ығысу нені көрсетеді?
• 3.Хаббл заңы нені растайды?
• 4.Үлкен жарылыс теориясына қазіргі кезде қандай дәлелдемелер бар?

V. ДК.Жаңа материалды меңгерту: 
ДҮНИЕНІҢ БІРТҰТАС ФИЗИКАЛЫҚ БЕЙНЕСІ
Физиканың мақсаты — табиғаттың жалпы заңдарын іздеу және солардың негізінде нақтылы процестерді түсіндіру. Осы мақсатқа жету бағытында ғалымдардың алдында табиғаттың біртұтастығы жөніндегі бірте-бірте сәулетті де күрделі көрініс пайда болды. Дүние жекеленген, біріне-бірі байланыссыз оқиғалардың жиынтығы емес, бір бүтіннің әр түрлі және сан қилы көрінісі.
Дүниенің механикалық бейнесі. Ньютон механикасының негізінде құрылған дүниенің қүдіретті және біртұтас көрінісі ғалымдардың көптеген буындарын тандандырған және әлде де таңдандыруда. Ньютонның ойынша, барлық дүние "қатты, салмақты ештеңе өтпейтін қозғалмалы бөлшектерден" құралады. Бұл негіздік бөлшектер абсолют қатты: олар өздері құралатын денелерден анағұрлым қатты, тіпті қаттылығы сонша, олар еш уақытта тозбайды және быт-шыты шығып қирамайды. Ең бастысы, олар бірінен-бірі сан жағынан өзгеше, айырмашылығы массаларында болады. Барлық байлық, дүниенің барлық сапа жағынан алуан түрлілігі — бөлшектер қозғалысының әр түрлілігінің нәтижесі. Бөлшектердің ішкі мәнісі екінші кезекте қалады.
Дүниенің мұндай біртұтас көрінісі үшін денелер қозғалысының Ньютон ашқан заңдарының бәрін қамтитындық сипаты болды. Бұл зандарға тамаша дәлдікпен орасан зор аспан денелері де, сондай-ақ жел айдаған майда құм да бағынады. Тіпті көзге көрінбейтін ауа бөлшектерінің ағыны жел де — сол зандарға бағынады. Көптеген уақыт бойы ғалымдар Ньютон механикасының заңдарын табиғаттың бірден-бір түпкілікті зандары деп сеніп келген. Мысал, француз ғалымы Лагранж: "Ньютоннан бақытты адам жоқ, себебі тек бірақ адамға, тек бір-ақ рет қана дүниенің бейнесін жасау бақыты қонады", деп есептеді.
Алайда дүниенің жай механикалық бейнесі тыңғылықты болмады. Электромагниттік процестерді зерттегенде, олардың Ньютон механикасына бағынбайтындығы анықталды. Максвелл Ньютон механикасына жатпайтын түпкілікті заңдардың жаңа түрін ашты, бұл — электромагниттік өрістің өзгеріс зандары.
Дүниенің электромагниттік бейнесі. Ньютон механикасында денелер бір-бірімен бостық арқылы тікелей әсерлеседі және бұл өзара әсерлер лезде беріледі (алыстан әсер ету теориясы). Электродинамика қалыптасқаннан кейін күштер туралы ұғым түбірлі өзгеріске ұшырады. Өзара әсерлесетін әрбір дене электромагниттік өріс туғызады да, ол кеңістікте шекті жылдамдықпен таралады. Өзара әсер осы өріс арқылы жүзеге асады (жақыннан әсер ету теориясы).
Электромагниттік күштер табиғатта өте кең тараған. Олар атом ядросында, атомда, молекулада, микроскопиялық денелердің молекулалары арасында әсер етеді. Бұған себеп барлық атомдардың құрамына электрлік зарядталған бөлшектер кіреді. Электромагниттік күштердің әсері шағын аралықтарда да (ядрода), ғарыштық ара қашықтықтарда да (жұлдыздардың электромагниттік сәуле шығаруы) байқалады.
Электродинамиканың дамуы дуниенің біртұтас электромагниттік бейнесін жасауға талаптандырды. Бұл көрініс бойынша дүниедегі барлық оқиғалар өзара әсерлердің электромагниттік заңдарына бағынады.
Дүниенің электромагниттік бейнесі арнаулы салыстырмалық теориясы жасалған соң өзінің шарықтау шыңына жетті. Электромагниттік өзара әсерлердің таралу жылдамдығының шектелуінің, түпкі маңызы түсініліп, кеңістік пен уақыт туралы жаңа ілім шықты, жаңа жылдамдықтар үшін Ньютон теңдеулерін алмастыра алатын қозғалыстың релятивтік тендеулері табылды.
Егер дүниенің механикалық бейнесі өрлеп тұрған кезде электромагниттік құбылыстарды ерекше ортадағы (әлемдік эфирдегі) механикалық процестерге келтіруге тырысқан болса, енді, керісінше, бөлшектердің қозғалыс заңдарын электромагниттік теориядан шығаруға тырысты. Заттың бөлшектерін электромагниттік өрістің "қойыртпағы" деп қарастыруға тырысқан еді. Бірақ табиғаттағы барлық процестерді электромагниттік процеске келтірудің сәті түспейді. Бөлшектердің қозғалыс теңдеулерін және гравитациялық өзара әсер заңын электромагниттік өріс теориясынан шығарып алу мүмкін емес. Сонымен бірге электрлік бейтарап типтері ашылды. Табиғат біз ойланғаннан анағұрлым күрделі болып шықты: қозғалыстың біртұтас заңы да, бірден-бір күш те дүниедегі процестердің алуан түрін түгел қамти алмады.
Материя құрылысының біртұтастығы. Дүниенің алуан түрлілігі соншалық, тіпті оның бір сортты ғана бөлшектерден құралған болуы мүмкін емес. Алайда таңданарлығы сол, жұлдыздардың заттары дәл Жердің заттарынан құралады. Әлемнің барлық денелерін түзетіп атомдар әбден бірдей. Тірі организмдер де өлі организмдерді түзетін атомдардан тұрады.
Атомдардың бәрінің құрылымы бірдей және үш сортты элементар бөлшектерден құралған. Олардың протондар мен нейтрондардан тұратын, электрондармен қоршалған ядросы бар. Ядролар мен электрондардың арасындағы өзара әсерлері, кванттары фотондар болып табылатын, электромагниттік өріс арқылы жүзеге асырылды.
Ядродағы протондар мен нейтрондардың арасындағы өзара әсер негізінде ядролық өрістің кванттары болып табылатын -мезондар арқылы жүзеге асырылады. Нейтрондар ыдырағанда нейтрино пайда болады. Бұдан басқа көптеген элементар бөлшектер ашылған. Тек өзара әсерлескенде олардың энергиясының өте көбі айтарлықтай рөл атқарады.
XX ғасырдың бірінші жартысында мынадай түпкілікті факті ашылған: барлық элементар бөлшектер бір-біріне түрленуге бейім.
70-жылдары күшті өзара әсерлесетін бөлшектердің барлығы субэлементар бөлшектерден — алты түрлі кварктардан құралады деген пікір орын алды. Лептондар мен кварктар нағыз элементар бөлшектер болып табылады.
Элементар бөлшектер және олардың түрленулері ашылған соң дүниенің біртұтастығында бірінші орынға материя құрылысының біртұтастығы шықты. Бұл біртұтастықтың негізіне барлық элементар бөлшектердің материялығы жатады. Түрліше элементар бөлшектер - бұлар материяның бар екендігінің түрліше нақтылы формалары.
Дүниенің қазіргі кездегі физикалық бейнесі. Дүниенің біртұтастығы материя құрылысының біртұтастығымен шектелмейді. Ол бөлшектердің қозғалыс заңдарыңда да, олардың әсерлесу заңдарында да байқалады.
Денелердің бір-бірімен өзара әсерлесуінің танданарлық әртүрлілігіне қарамастан, қазіргі деректер бойынша, табиғатта тек төрт түрткі күш қана бар. Бұлар — гравитациялық, электромагниттік, ядролық және әлсіз өзара әсер күштері. Соңғылары элементар бөлшектер бір-біріне түрленгенде байқалады. Күштердің төрт түрінің бәрі байқалатын жағдайларды біз Әлемнің шексіз кеңістігінен, Жердегі кез келген денелерден (оның ішіндегі тірі организмдерден де), атомдар мен атомдық ядролардан, элементар бөлшектердің барлық түрленулерінен кездестіреміз.
Дүниенің физикалық көрінісі туралы классикалық түсініктердің төңкеріс сипатындағы өзгерісі материяның кванттық қасиеттері ашылғаннан кейін жасалды. Микробөлшектердің қозғалысын сипаттайтын кванттық физика пайда болысымен, дүниенің біртұтас физикалық бейнесінің жаңа элементтері көріне бастады.
Материяны үздікті құрылысы бар затқа және үздіксіз өріске бөлу абсолюттік мағынасынан айрылды. Әрбір өрістің өзіне тән кванттары болады: электромагниттік өріске — фотондар, ядролық өріске -мезондар, ал анағүрлым терең деңгейге - глюондар тән т.б.
Барлық бөлшектердің толқындық касиеттері бар. Корпускулалық — толқындық дуализм материяның барлық түріне тән.
Бірін-бірі жоққа шығарады дерліктей корпускулалық және толқындық қасиеттерді бір теорияның көлемінде баяндау мүмкін болатындығы барлық микробөлшектердің қозғалыс заңдарының статистикалық (ықтималдық) сипаттылығының арқасы. Бұл факті микрообъектілердің өзгерістерін алдын ала бірмәнді болжап айтудың мүмкін еместігін көрсетеді.
Кванттық теорияның принциптері барлық бөлшектердің қозғалысын, олардың арасындағы өзара әсерлерді және өзара түрленулерін сипаттау үшін қолданылатын әбден ортақ принцип болып табылады.
Сонымен, қазіргі физика табиғаттың біртұтастық сипатын бізге, сөз жоқ, айқындап көрсетеді. Бірақ көптеген нәрсені, тіпті дүниенің біртұтастығының физикалық мәнін, әлі де аңғара алған жоқпыз. Элементар бөлшектердің алуан түрлі болуы, олардың массаларының, зарядтарының тағы басқа сипаттамаларының қандай да бір мәні болатындығы не себепті екені белгісіз. Осы уақытқа дейін осы шамалардың бәрі эксперимент жүзінде анықталады.
Алайда өзара әсерлердің түрлері арасындағы байланыс барған сайын айқын көріне бастайды. Электромагниттік және әлсіз өзара әсерлер еңді бір теория көлемінде біріктірілген. Көптеген элементар бөлшектердің құрылымы анықталған.
"Мыңдаған жылдар бойы еңбектенген жүздеген жүйрік ойшылдардың тырысқандығына қарамастан, онда онша терең сырлар мен соншалықты асқақ ойлар жатыр, әлі де болса оларға терең бойлағанымыз жоқ, сондықтан да шығармашылық ізденістер мен жаңалық ашу қуанышы әрі қарай жалғасуда". Галилейдің бұдан үш жарым ғасыр бұрын айтқан бұл сөздері ешбір ескірген жоқ.
Ғылыми көзқарас. Физикада анықталған іргелі заңдар өзінің күрделілігі мен ортақтығы жөнінен кез келген құбылыстарды зерттеу басталатын фактілерден әлдеқайда асып түседі. Алайда олар тікелей бақыланатын қарапайым құбылыстар жөніндегі бітімдер сияқты, соншалықты сенімді әрі соншалықты объективті. Бұл заңдар ешқашанда, ешбір жағдайда бұзылмайды.
Табиғат бағынатын объективті заңдар табиғаттан тыс ғажайып кереметтерді жоққа шығарады, ал сол заңдарды танып білуі адамның табиғатқа үстемдігін арттыратынын ұғынатын адамдар саны көбеюде.
ФИЗИКА ЖӘНЕ ҒЫЛЫМИ-ТЕХНИКАЛЫҚ ТӨҢКЕРІСІ
Біз қазіргі уақытта шамамен бұдан ширек ғасыр бұрын басталған ұлы ғылыми-техникалық төңкерісті бастан кешіріп отырмыз. Ол ғылым мен техниканың барлық салаларында терең сапалық өзгерістер туғызады. Ежелгі ғылымдардың бірінде — астрономияда адамның ғарыш кеңістігіне шығуына байланысты төңкеріс жасалып отыр. Кибернетиканың және электрондық есептеуіш машинаның тууы математиканың түрі-түсіне төңкеріс жасады, информатика деп аталатын адамзат іс-әрекетінің жаңа саласына жол салды. Молекулалық биологиялық және генетиканың пайда болуы биологияда төңкеріс туғызды, ал үлкен химия деп аталатын химияның пайда болуы - химия ғылымындағы төңкерістің жемісі. Соңдай-ақ, осы сияқты процестер геологияда да, метеорологияда да, океанологияда да тағы басқа қазіргі ғылымдарда орын теуіп отыр.
Бүкіл дүние жүзінде техниканың барлық негізгі салаларында терең сапалық өзгерістер байқалады.
Энергетикадағы төңкеріс органикалық отындарды пайдаланып жұмыс істейтін жылу электр станцияларынан атом электр станцияларына өтуге байланысты. Материалтану саласына да ол өдеттен тыс, бірақ практика үшін өте маңызды жасанды материалдар индустриясын жасауға байланысты. Кешенді механикаландыру мен автоматтандыру бізге өнеркәсіп пен ауыл шаруашылығында төңкерістің қалай да болатынын көрсетеді. Транспорт, құрылыс, байланыс негізінен жаңа, өндіргіштігі анағүрлым жоғары және қазіргі техниканың дамыған салалары больш отыр. Осының бәрін қорындылай келіп, ғылыми-техникалық теңкеріс қоғамының өндіргіш күштеріне, анағүрлым білікті жұмыскерлер қажет болатындай, төңкеріс жасауға дайындалып жатыр деп тұжырымдауга болады.
Ғылыми-техникалык төңкеріс қоғам өміріндегі ғылымның рөлін түбірінен өзгертті. Ғылым тікелей өндіргіш күш болып алды. Қазір және келешекте халыққа қажетті материалдық игілік тікелей ғылымның табыстарына байланысты болады.
Ғылыми-техникалық төңкеріс адам баласының өндірістің барлық салаларын түбегейлі қайта құруына және жетілдіруіне келтіретіні сөзсіз.
Сонымен бірге, ғылыми-техникалық төңкеріс ортаны қорғау проблемасын ерекше актуальды мәселеге айналдырып отыр.
Физика және астрономия. Физика қазіргі табиғат танудағы озат ғылымдарының бірі болып табылады. Ол ғылымның, техниканың, өндірістің әр түрлі салаларына зор ықпалын тигізіп отыр. Ғылым мен техниканың басқа салаларына физика қалайша ықпал етіп отырғанын бірнеше мысалдар арқылы қарастырайық.
Мыңдаған жылдар бойы астрономдар аспан құбылыстары жөніндегі оларға түскен ақпаратты көрінетін жарықтың жәрдемімен алды. Олар бұл құбылыстарды электромагнитгік сәуле шығарудың кең спектрінің өте жіңішке саңылауы бар деп айтуға болады. Бұдан отыз жыл бұрын радиус арқасында радиоастрономия пайда болып, Әлем туралы біздің түсінігімізді ерекше кеңейтті. Ол бұрын белгісіз болып келген, ғарыштық объектілердің бар екендігін білуге көмектесті. Радиотолқындар диапазонында жататын электромагниттік шкаланың бөлігі астрономиялық білімдердің қосымша көзі болды.
Электромагниттік сәулелердің басқа түрлері ғарыштан әкелетін таусылмайтын ғылыми ақпарат Жер атмосферасында жұтылып, оның бетіне жете алмай қалады. Адамның ғарыш кеңістігіне шығуымен астрономияның бейнесі өзгеріп — ультракүлгін және инфрақызыл астрономия, рентген астрономиясы, гаммаастрономия сияқты жаңа тараулар пайда болды. Жер атмосферасының шекарасына түсетін бірінші реттік ғарыш сәулелерін зерттеудің мүмкіндігі мейлінше артты. Осындай төңкеріс барысында астрономдар ғарыш кеңістігінен келетін бөлшектер мен сәулелердің барлық түрін зерттеу мүмкіншілігіне тұңғыш рет қолы жетті. Астрономдардың соңғы ондаған жылдар ішінде алған ғылыми ақпараттың көлемі астрономияның бүкіл өткен тарихында жинақтаған ақпаратынан анағұрлым артьш кетті. Мұнда пайдаланылатын зерттеу әдістерін және тіркегіш аппаратураны астрономдар қазіргі физиканың қорынан алады, ежелгі астрономия жас, қаурыт дамып келе жатқан астрофизикаға айналды.
Қазіргі кезде ғалымдарға ғарыштық денелердің қойнауында, мысалы, біздің Күннің қойнауында, болып жататын процестер жөніндегі мәліметтер жеткізіп тұратын нейтриндік астрономияның негізі қалануда. Нейтриндік астрономияның пайда болуы атомдық ядролар мен элементар бөлшектер физиканың табыстарының арқасында ғана мүмкін болды.
VІ. ДК. Оқытылып отырған  оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру.
§12.4,12.5.    дайындық сұрақтарын талдау.
VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.Есептер  шығару. 
VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §12.4, 12.5.  Есептер   шығару.