Что ввел в физику ломоносов
Кратко открытия Ломоносова в физике и химии для мировой науки
Для всех, кому интересны открытия Ломоносова в разных областях науки кратко опишем их. Полное описание займет целую книгу!
Главные открытия в физике и химии Михаила Васильевича Ломоносова
М. В. Ломоносов родился в 1711 году близ г. Архангельск. История России не знала более одаренного, более талантливого человека. Трудно охватить круг его интересов — так он велик. Пушкин как то написал о нем:
В этой статье мы не будем обсуждать достижения Михаила Васильевича в области:
А кратко коснемся только вклада ученого в развитие химии и физики.
В то время грани между этими науками были более размыты и один человек мог быть и талантливым физиком и гениальным химиком.
Как и другие лучшие сыны русского народа, М.В. Ломоносов, горячо любил Родину и много сил положил на укрепление ее мощи, на улучшение жизни народа.
Заботясь о распространении знаний, он внес неоценимый вклад в развитие Российской науки и
был фактическим основателем Московского университета, самого крупнейшего научного центра нашей страны.
Надо подумать, как это было сложно сделать бывшему сыну рыбака, выросшему на берегу неласкового ледяного моря, находясь в окружении придворных императрицы ЕлизаветыI. 
Физика и химия
В самых разных отраслях науки работал этот гений. Но особенно много в учение Ломоносова занимала физика и химия.
Чем объяснялись свойства материи в 17 веке
Эти вопросы особенно интересовали ученых во времена Ломоносова. Тогда наука объясняла все эти явления теорией теплорда, существованием целого набора таинственных материй: тепловая, холода, твердости и т.д.
С помощью этих материй можно было объяснить любое явление.
Например: вода нагревается, потому что огонь выделяет «тепловую материю».
А интересно знать, почему газ при сжатии сопротивляется?
Потому что содержит «материю упругости».
Такие объяснения ничего не объясняют и содержат множество противоречий. И Ломоносов доказывает понимание тепла и упругости без этих таинственных материй.
Теория Ломоносова
Объясняется это просто, если на помощь призвать учение об «элементах».
В XVIII веке оно далеко шагнуло вперед, стало неоспоримым.
М. В. Ломоносов первый ввел понятие атом (в 1747 году) и связал представления о них с исследованиями, о составе и свойствах различных веществ. Корпускулярно-кинетическая теория Ломоносова является органической частью всего его материалистического учения.
Свойства тел и явления природы Ломоносов объясняет «коловратным» (вращательным) движением и взаимодействием частиц материи. Фактически основой его теории стало положение о неразрывности материи и движения, в противоположность старой версии, считавшей движение чем-то внешним по отношению к исследуемым телам. 
Когда ученые напряженно трудились, пытаясь раскрыть тайны строения материи, закон сохранения массы и энергии сформулированный Ломоносовым, был основой, на которой проводились поиски ученых.
Он уменьшал вероятность ошибочного пути и ложных выводов.
Без этого закона невозможно было бы овладеть всей энергией, скрытой в атомных ядрах.
И в наши дни гениальная мысль о существовании закона сохранении материи и широком смысле слова раскрывается в новых конкретных формах.
Оппоненты из Европы
Сходных взглядов придерживался современник Ломоносова, талантливый швейцарский физик, член Петербургской Академии наук Даниил Бернулли. Однако большинством иностранных ученых идеи Ломоносова были встречены чрезвычайно враждебно. 
В 1754 году некий Арнольд для получения ученой степени в Эрлангенском университете (Германия) написал сочинение, в котором «с успехом доказал» неправильность объяснения теплоты, которое было дано Ломоносовым.
Кстати, конфликты Ломоносова с иностранцами особенно сильно шли в самой России. Но не только с иностранцами, но и с церковью и достигали такого накала, что церковники требовали сожжения его на костре!
Но эта страница истории требует отдельного рассмотрения.
Первое признание открытия пришло в химии
Но беспристрастный суд истории показал, что прав был Ломоносов:
учение об атомах нашло всеобщее признание.
Однако это произошло далеко не сразу. Первоначально это учение прочно укрепилось в химии.
Этому много способствовали труды английского ученого Джона Дальтона, который убедительно показал, какие замечательные перспективы открывает применение атомного учения в химии.
Все законы химических превращений объяснялись просто на основании атомного учения. Оно позволяло:
Атомное учение дало возможность не только объяснить открытые опытным путем законы, определяющие поведение вещества.
Оно предсказывало новые явления и закономерности, «до селе неизвестные».
Однако и это не принесло признания реальности строения веществ из маленьких частиц.
Настолько невероятным это казалось.
Идеалистические взгляды препятствовали распространению учения об атомах.
Многие горе-теоретики утверждали, что атомы — это человеческая фантазия, а успехи атомной теории — это предположение, не имеющее доказательств.
Но спустя время, после напряженных исследований ученых всего мира учение Ломоносова стало общепризнанным. Работа лучших умов мира подтвердила гениальную мысль Ломоносова:
Смысл корпускулярной теории Ломоносова
Итак, все в мире состоит из мельчайших частиц, корпускул (мы знаем их как молекулы).
Если дробить кусочек сахара или другое вещество на все более и более мелкие частицы, то в конце концов мы придем к предельно мельчайшей частице — молекуле.
Она сохраняет еще свойства, присущие данному веществу: молекула воды сохраняет ее свойства, молекула сахара — свойства сахара.
Сейчас то уже известно, как малы молекулы и как много их в любом теле.
Можно рассмотреть такой пример. Если стакан воды с мечеными молекулами вылить в Мировой океан, перемешать с морями, реками, озерами, то взятый в любом месте стакан воды будет содержать сотни меченых молекул.
Молекулы так малы, что трудно представить себе их состоящими из еще более мелких частиц.
А между тем молекулы действительно состоят из еще более мелких частиц, которые теперь и называются атомами.
Однако если разделить молекулы на атомы, то присущие данному веществу свойства будут потеряны.
Молекула воды распадется на атом кислорода и два атома водорода. Водород и кислород — газы; по своим свойствам они совсем непохожи на воду.
Как видится строение материи сейчас
Физические и химические свойства веществ зависят от того, из каких атомов состоит его молекула.
Углекислый газ получается в результате соединения атома углерода с двумя атомами кислорода; молекуле бензола, например, состоит их шести атомов углерода и шести атомов водорода.
А молекула кислорода состоит из двух одинаковых его атомов.
Встречаются молекулы более сложные, но есть и такие, которые содержат всего один атом.
Если заменить хоть один атом в молекуле другим, свойства ее изменятся.
Например, если в молекуле воды заменить атом водорода на атом металла натрия, то получится молекула вещества, называемого едким натрием, или едкой щелочью.
Едкий натрий — твердое вещество, по своим качествам совершенно непохожее на воду.
Свойства молекул, однако, зависят не только от того, какие атомы входят в их состав, но и от того, как они расположены. В этом можно убедиться, рассмотрев две молекулы.
Каждая из них содержит 4 атома углерода и 10 атомов водорода, но свойства этих молекул различны. Причиной тому — разное расположение атомов.
Молекулы кремния под электронным микроскопом.
Атомы в молекулах располагаются не как угодно. Их размещение подчиняется определенным законам. В приведенном примере возможны только два расположения атомов, а следовательно, только две различные молекулы с одним и тем же составом.
Свинец и индий под электронным микроскопом.
При увеличении числа атомов в молекуле количество возможных расположений их быстро возрастает;
так, у молекулы, состоящей из 13 атомов углерода и 28 атомов водорода, возможно 802 варианта расположения атомов. Следовательно, и веществ с таким составом возможно 802 варианта.
Несмотря на то, что молекулы нельзя было увидеть даже в самый сильный из обычных микроскопов, ученые нашли способы с полной достоверностью доказать их существование.
Например, с помощью электронного микроскопа, который увеличивает настолько сильно, что молекулы можно увидеть.
Все это с достоверностью можно утверждать сейчас, после всех прорывов в науке.
Но насколько гениальным было выдвинуть такое утверждение 300 лет назад, когда и электричество существовало в мыслях большинства людей только в виде молнии, «которую Илья-пророк мечет с небес».
Пойти против мнения большинства ученых цивилизованной Европы и в конечном итоге победить!
Ломоносов и физика
Великие открытия М. В. Ломоносова в физике.
Он создал первый университет
Он, лучше сказать,
сам был первым нашим университетом.
А. С. Пушкин
План.
1.Краткая биография Ломоносова М.В.
2.Теория строения тел.
3.Тепловые явления.
4.Природа электричества.
5.Физическая химия.
6. Закон сохранения вещества и энергии.
7.Оптика.
8.Вывод.
Чем теплее тело, тем быстрее движутся его частички. Можно ли представить себе самую большую возможную степень теплоты (температуру)? Очевидно, нет, потому что скорость движения частичек может возрастать и возрастать. Наоборот, чем холоднее тело, тем меньше скорость движе¬ния его частичек, а когда оно прекратится полностью, наступит самая низкая возможная степень теплоты. Так Ломоносов впервые в истории науки ввел понятие об абсолютном нуле температуры.
Оптика. Одним из важных изобретений Ломоносова в области оптики была “ночезрительная труба” (1756-58), позволявшая в сумерки более отчетливо различать предметы. Кроме того, задолго до В. Гершеля Ломоносов сконструировал отражательный (зеркальный) телескоп для дополнительного плоского зеркала. Ломоносова интересовали также астрономия и геофизика. 26 мая 1761 во время прохождения Венеры по диску Солнца Ломоносов открыл существование у нее атмосферы, впервые правильно истолковав размытие солнечного края при двукратном прохождении Венеры через край диска Солнца. С помощью разработанной им конструкции маятника, позволявшей обнаруживать крайне малые изменения направления и амплитуды его качаний, Ломоносов осуществил длительные исследования земного тяготения.
Выводы.
Ломоносов является одним из основоположников кинетической теории теплоты и газов, автором закона сохранения материи и движения..
Ломоносов впервые предсказал существование абсолютного нуля температуры, объяснил из кинетических соображений закон Бойля. Введя в химию весы, он доказал неправильность мнения об увеличении веса металлов при их обжигании в “заплавленных накрепко стеклянных сосудах”..
Он впервые высказал мысль о связи электрических и световых явлений, об электрической природе северного сияния, о вертикальных течениях как источнике атмосферного электричества. Защищая волновую теорию света, Ломоносов в оптике проделал большую работу по конструированию оптических приборов, по цветам и красителям, по преломлению света.
Ломоносов оставил после себя большое число идей, реализация которых осуществлялась наукой в течение 100—150 лет после его смерти.
Научное творчество Ломоносова и его жизненный путь служат предметом исследований многих советских и зарубежных учёных. При институте истории естествознания и техники АН СССР организован музей Ломоносова (Ленинград). В 1956 АН СССР учредила присуждение двух золотых медалей Ломоносова — высшей награды АН СССР за выдающиеся работы в области естественных и общественных наук (одна из них присуждается советским учёным, другая — зарубежным). Именем Ломоносова названы город в Ленинградской области, течение в Атлантическом океане, горный хребет на Новой Земле, подводный хребет в Северном Ледовитом океане, возвышенность на острове Западный Шпицберген.
Научные идеи М.В. Ломоносова на уроках физики
Разделы: Физика
Соединяя необыкновенную силу воли с необыкновенною силою понятия. Ломоносов обнял все отрасли просвещения. Жажда науки была сильнейшей страстью сей души, исполненной страстей.
Научная деятельность М.В. Ломоносова на уроках физики
(По ”Полному собранию сочинений М.В. Ломоносова” под ред. С.И. Вавилова, М.-Л., АН СССР,1950)
Юбилей великого русского ученого, поэта, просветителя и страстного патриота является большим событием в жизни отечественной и мировой науке и культуре. Тщательное изучение работ Ломоносова в области физики и химии, проведенное в наше время, открыло совершенно новое понимание роли Ломоносова в мировой науке.
Ученый оставил после себя большое число идей которые осуществлялись и будут осуществляться, вдохновляя русскую научную мысль.
В данной работе представлены отрывки из работ М.В. Ломоносова по всем темам традиционного курса физики средней школы, колледжа, лицея.
Это позволит показать студентам, что великое имя и дела Ломоносова, продолжают вдохновлять и осуществлять его заветную мечту о могуществе русской науки.
Повторение основ механики.
“Тело движется, когда все время меняет свое место, и находится в покое, когда все время остается на одном и том же месте…” (с. 177, т.1)
В. Что такое механическое движение?
“….Когда тяготеющие тела падают, то движение, которым они несутся, не равномерное, и скорость их непрерывно увеличивается. – А именно, скорость имеет такое же отношение к расстояниям, какое сами расстояния к своим квадратам…”
В. О каком механическом движении идет речь?
“Земля притягивает тела одной и той же тяжести с одной и той же силой, если они находятся на одном и том же расстоянии от центра Земли.” (с.203, т.2)
В. О какой силе идет речь?
“Так как для произведения действия нужны два тела, действующее и то, на которое его действие распространено, так как, далее, тело, которое подвергается действию, противодействует действующему телу, то, следовательно, действие не может быть без противодействия и противодействие без действия.”
“Природа крепко держится на своих законах и всюду одинакова”.
“Тела не могут ни действовать, ни противодействовать взаимно без движения; природа тел состоит в движении, и, следовательно, тела определяются движением”. (С.175, т.1)
В. О каком законе механики идет речь?
“Все изменения, случающиеся в природе, происходят так, что если что-либо прибавляется к чему-либо, то столько же отнимается от чего-то другого. Так, сколько к какому-нибудь присоединяется материи, столько же отнимается от другого; сколько часов я употребляю на сон, столько же отнимаю от бдения и т.д. Так как этот закон природы всеобщ, то он простирается даже в правилом движения, и, тело, побуждающее своим толчком другое к движению, столько же теряет своего движения сколько сообщает другому, движимому им”. (Из письма Л. Эйлеру, 1748г.)
В. О каких законах сохранения в механике идет речь в письме Ломоносова Эйлеру? Как сегодня читаются эти законы?
Молекулярная физика и термодинамика.
Тема: Основы молекулярно-кинетической теории.
“Корпускулы – сущности сложных, не доступных сами по себе наблюдению, т.е. настолько малые, что совершенно ускользают от взора”. (С.25,т.1)
“Начало есть тело, состоящее из однородных корпускул…
Смешанное тело есть то, которое состоит из двух или нескольких начал, соединенных между собою так, что каждая отдельная его корпускула имеет такое же отношение к частям начал, из которых оно состоит, как и все смешанное тело к целым отдельным началам…
Корпускулы, состоящие непосредственно из элементов, называют первичными…
Корпускулы, состоящие из нескольких первичных, и притом различных, называют производными…
Итак, смешанное тело есть такое, которое состоит из смешанных тел, слившихся друг с другом”. (Т.1,с.25,81)
В двух своих работах: “Элементы математической химии” и “О нечувствительных физических частицах” – Ломоносов писал: “Металлы и некоторые другие тела растворяются в растворителях на очень мелкие части, которые нельзя видеть отдельно от растворителя, на которые составляют с ним однородное тело. Летучие тела распыляются по воздуху и исчезают в нем. Горючие рассеиваются от действия огня в нечувствительные частички….”
“Физические тела разделяются на мельчайшие части, и в отдельности избегающие чувства зрения, так что тела состоят из нечувствительных частиц”.
В. Что понимал Ломоносов под корпускулами и элементами?
Тема: основы термодинамики
“Так как тела могут двигаться двояким движением – общим, при котором все тело меняет место при покоящихся друг относительно друга частях, и внутренним, которое есть перемена места нечувствительных частиц материи, и так как при самом быстром общем движении часто не наблюдается теплоты, а при отсутствии такого движения наблюдается такая теплота, то очевидно, что теплота состоит во внутреннем движении частиц…” (С.11,т.2)
“Тела, обладающие большей степенью теплоты, чем наше тело, мы обычно называем горячими, а меньшей – холодными: итак, частицы горячих тел вращаются быстрее, чем частицы холодных тел – медленнее…” (С.127, т.2)
В. В чем состоит особый вид движения материи?
В. Что значит тело более горячее?
“При превращении твердого тела в жидкое оно занимает большее пространство связанной материи в большем объеме и поэтому делается реже. А когда тело делается менее плотным, должны увеличиваться промежутки между частицами постоянной связанной материи его, поэтому частицы этого тела должны отходить друг от друга. Что и требовалось доказать…” (С.16, т.1)
В. Доказательство какого физического явления имел в виду М.В. Ломоносов?
Тема: Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы
“Чем больше вода нагревается, тем легче освобождается из нее воздух…” (С. 113, т.1)
В. К какому физическому явлению можно отнести эту выдержку из работы М.В. Ломоносова?
“Ареометры показывают, что тягость жидких тел летом есть меньше, нежели зимой, отсюда следует, что они от тепла расширяются, а от стужи сжимаются, которая разность хотя и мала, однако чувствительна…” (С.433,т.1)
В. В чем сущность теплового расширения по Ломоносову?
“Понеже через искусство известно, что жидкие материи, и в одно время на солнце положены, неравную степень теплоты на себя принимают, для того не можно сомневаться, что каждое твердое тело определенный степень теплоты получает, что можно исследовать в измолотых или твердых материалах, например, в разных твердых землях, в песке или в плавленых, как в свинце, воске, или в другими способами… “ (С.467,т.1)
В. Прокомментируйте данную выдержку из работы Ломоносова? О каком явлении идет речь?
Ломоносов сумел разработать технологию изготовления цветных прозрачных и непрозрачных (называемых смальтами) стекол и решил использовать их для мозаичных картин.
В 1753 г. получил разрешение на строительство фабрики цветного стекла и к 1754г. она была построена. На ней стали изготавливать стекло, бисер, понизки и другие изделия. На фабрике готовились брусочки различного цвета, из которых набирались мозаичные картины.
“Письмо о пользе стекла” 1752 г.
В 1754 г. За создание мозаичной картины “Полтавская баталия” Ломоносов избирается членом Болонской академии наук.
Пишет письмо в Академию художеств “Идеи живописных картин из российской истории”.
Тема: Электростатика
Ломоносов вместе с Риманом занимался изучением природы электричества, и проводили опыты.
С этой целью они установили в домах “громовую машину” – электроскоп с шелковой нитью, фиксирующую по отклонению нити атмосферный заряд.
26 июля 1753 г. во время грозы над Петербургом был убит молнией академик Риман, проводивший опыты по изучению атмосферного электричества.
М.В. считал, что возникновение атмосферного электричества обусловлено конвекцией воздушных масс.
В 1755 г. излагает свою теорию атмосферного электричества “Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих” (1755 г.)
Ломоносов доказал идентичность образования атмосферного электричества получаемых от статических машин.
Тема: Акустика
“Звук производится, когда какое либо тело, приведенное в колебательное движение, сообщает таково ближайшим к себе частицам воздуха, которые вместе с последующими передает его непрерывным рядом на расстояние, пропорциональное силе удара. Так как большинство атомов воздуха не находятся в соприкосновении, то для возбуждения в другом звуковое движения необходимо, чтобы каждый атом, получивший толчок от колеблющегося звучащего тела, сперва подошел к другому атому, затратил на это движение время, хотя и бесконечно малое. Эти бесконечно малые промежутки времени при бесконечном числе атомов на боле далеких расстояниях последовательной передачи составляют заметный промежуток времени”.
Тема: Геометрическая оптика
“Жар, поистине поразительный и никогда не выданный, и одновременно ужасающие действия, открывающие тайны природы. Но это относится к большим стеклам; я кратко опишу меньшие; отличающиеся, однако, чудесной занимательной силой”.
В. Прокомментируйте данную выдержку из работы М.В. Ломоносова. О каком явлении идет речь?
Ломоносов проводил исследования в области теоретической оптики, основ цветоведения:
“Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее”(1756г.) Защищал волновое представление о свете и выдвинул новое учение о цветах. Нашел опытным путем, что можно получить состав любого цвета путем, что можно получать состав любого цвета путем сочетания в различных пропорциях голубого, желтого и красного цветов.
В. Где сегодня это используются для получения состава любого цвета?
Ломоносов М.В. конструировал и создавал оптические приборы и инструменты: “рефрактометр”, изобрел “горизонтоскоп”, т.е. перископ для горизонтального образа местности, “ночезрительная труба” (в сумерках и ночью различить скалы и корабли), инструменты для мореходной астрономии и др. “отразительный зеркальный телескоп” и др.
Практические устремления лежали в основе просветительской деятельности Ломоносова; которая, прежде всего, была направлена на улучшении работы Академии наук и на развитие образования в России; на подготовку учебников и учебных пособий для учащейся молодежи.
В наши дни весьма своевременно и проникновенно звучит обращение М.В. Ломоносова к потомкам:
“О вы, которых ожидает
Отечество от недр своих
И видеть таковых желает,
Каких зовет из стран чужих,
О, ваши дни благословенны!
Дерзайте ныне ободрены
Раченьем вашим показать,
Что может собственных Платонов
И быстрых разумов Невтонов
Российская земля рожать”
В. Как Вы воспринимаете обращение М.В. Ломоносова к молодежи нашей страны?
Методические рекомендации
Прочтение преподавателем или студентами отрывков из собраний сочинений М.В. Ломоносова по данной тематике; сделать выводы, характеризующие его физические воззрения; ответить на вопросы.
Использование фрагментов из кинофильма “Михайло Ломоносов”. История России 18-го века через жизнь и деятельность выдающегося ученого и литератора (режиссер А. Прошкин).
Предлагаемый материал, на наш взгляд, может быть использован как на текущем уроке, так и при подготовке к открытому уроку и во внеклассной работе.