". План-конспект урока по физике (10 класс) на тему: "Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытное подтверждение." Основные положения МКТ

Приступив к экспериментальным работам по созданию высоких давлений в 1908 году, к 1933 году Перси Бриджмен с помощью своих приборов достиг давления 12 000 атмосфер (для сравнения: давление в стволе обычного ружья составляет сотни атмосфер).

Получив рекордные значения давления, он смог исследовать и описать:

Поведение жидкостей и твёрдых тел при гигантских давлениях (с учётом открытий других учёных, всего насчитывается 11 видов льда, часть из которых открыты именно Перси Бриджменом);

Изменение электрического сопротивление при гигантских давлениях и др.

Позже он создал аппарат, в котором доводил давление до 130 000 атмосфер при 1000 градусах.

В 1940 году Перси Бриджмену удалось получить синтетические кристаллы серного колчедана.

В 1946 году за комплекс проведенных исследований был удостоин Нобелевской премии по физике, цитируем: «за изобретение прибора, позволяющего создавать сверхвысокие давления, и за открытия, сделанные в связи с этим в физике высоких давлений».

Перси Бриджмен однажды заметил, что нетрудно получить новые результаты в физике, если вновь провести все известные эксперименты под сверхвысоким давлением. Необходимо отметить, что за исследование веществ при аномальных условиях получено ещё несколько Нобелевских премий другими учеными…

Американский физик Перси Уильямс Бриджмен родился в Кембридже (штат Массачусетс). Он был единственным ребенком Раймонда Ландона Бриджмена, газетного репортера, публициста, и Мэри Энн Марии Бриджмен, в девичестве Уильямс. Вскоре после его рождения семья переехала в г. Ньютон, где Б. рос, посещая приходскую церковь, играя в шахматы и занимаясь спортом. Учитель средней школы в Ньютоне посоветовал ему выбрать своей стезей науку.

В 1990 г. Б. поступил в Гарвардский университет, положив начало своему длительному сотрудничеству с этим учебным заведением. Он выбрал для изучения химию, математику и физику, получив с отличием диплом бакалавра в 1904 г. В следующем году ему была присвоена степень магистра, а в 1908 г. он стал доктором наук, защитив диссертацию о влиянии давления на электрическое сопротивление ртути. Начав свою карьеру научным сотрудником в 1908 г., Б. в 1910 г. становится преподавателем, в 1913 г. – ассистент-профессором, в 1919 г. – профессором, в 1950 г. – университетским профессором и в 1954 г. – почетным профессором в отставке.

Результат его научной работы огромен – 260 статей и 13 книг, что не в последнюю очередь связано с его отказом от всех общественных обязанностей: его никогда не видели на факультетских собраниях и очень редко – в университетском комитете. Заявление: «Меня не интересует ваш колледж, я хочу заниматься исследованиями», которое он сделал ректору университета Эбботту Лоуренсу Лауэллу, характеризует его как индивидуалиста, что выражалось также в его нежелании проводить совместные исследования или брать более самого необходимого числа аспирантов.

В 1905 г. Б. изобрел герметизированный метод изоляции сосудов с газом, находящимся под высоким давлением. Принцип конструкции Б. состоял в том, что изолирующая прокладка, сделанная из резины или мягкого металла, была сжата под давлением большим, чем давление внутри сосуда. Запечатывающая пробка автоматически уплотняется по мере возрастания давления и никогда не дает течи независимо от величины давления, пока выдерживают стенки сосуда.

Создание высокопрочных закаленных легированных стальных сплавов, содержащих карбид вольфрама с кобальтовой добавкой (карболой), позволило Б. использовать свои постоянно совершенствуемые аппараты для измерения сжимаемости, плотности и точки плавления сотен материалов в зависимости от давления и температуры. В своих работах он установил, что многие материалы под действием высокого давления становятся полиморфными, их кристаллическая структура меняется, допуская более плотную упаковку атомов в кристалле. Его исследования порожденного давлением полиморфизма вскрыли две новые формы фосфора и «горячий лед» – лед, который устойчив при 180° по Фаренгейту и давлении около 20 тыс. атмосфер. В последующие годы исследователи, используя высокое давление, создали синтетические алмазы, кубические кристаллы нитрида бора и высококачественные кристаллы кварца. Б. обнаружил, что высокое давление может повлиять даже на электронную структуру атомов, как это видно на примере уменьшения атомного объема элемента цезия при 45 тыс. атмосфер. Его исследования доказали, что при высоких давлениях, существующих в недрах Земли, должны происходить радикальные изменения в физических свойствах и кристаллической структуре горных пород.
С помощью оборудования двойного сжатия, где мощный компрессор действует внутри сосуда с высоким давлением, Б. легко получал в небольших объемах давление около 100 тыс. атмосфер. Время от времени он изучал воздействие на вещество давлений, достигающих 400 тыс. атмосфер.

В 1946 г. Б. был награжден Нобелевской премией по физике «за изобретение прибора, позволяющего создавать сверхвысокие давления, и за открытия, сделанные в связи с этим в физике высоких давлений». В речи на церемонии награждения А.Е. Линд из Шведской королевской академии наук поздравил Б. с «выдающейся исследовательской работой в области физики высоких давлений». Он сказал: «С помощью вашего оригинального прибора в соединении с блестящей экспериментаторской техникой вы весьма существенно обогатили наши знания о свойствах материи при высоких давлениях».

Во время первой мировой войны Б., работая в Нью-Лондоне (штат Коннектикут), создал систему звукового обнаружения для противолодочной борьбы. Во время второй мировой войны он работал над проблемой сжимаемости урана и плутония, внеся тем самым свой вклад в создание первой атомной бомбы.

В 1912 г. Б. женился на Оливии Уэр, дочери Эдмунда Уэра, основателя Атлантского университета. У них были сын и дочь. Живя с семьей то в Кембридже, то в своем летнем доме в Рандолфе (штат Нью-Гемпшир), Питер, как его называли со студенческих лет, уделял много времени работе в саду, альпинизму, фотографии, шахматам, игре в ручной мяч, а также любил читать детективы и играть на фортепьяно.

В возрасте 79 лет, через 7 лет после своей отставки, Б. узнал, что болен раком и что ему осталось жить несколько месяцев. Быстро теряя способность ходить и не найдя доктора, который облегчил бы ему уход из жизни, Б. покончил с собой 20 августа 1961 г. Он оставил записку, где говорилось: «Не очень порядочно со стороны общества заставлять человека самого делать подобные вещи. Вероятно, это последний день, когда я мог сделать это сам. П.У.Б.».

Б. был членом Национальной академии наук, Американского философского общества. Американской академии наук и искусств. Американской ассоциации содействия развитию науки и Американского физического общества. Он был иностранным членом Лондонского королевского общества. Национальной академии наук Мексики и Индийской академии наук. Среди его многочисленных наград были медаль Румфорда Американской академии наук и искусств (1917 г.), медаль Эллиота Крессона Франклиновского института (1932 г.), премия Комстока Национальной академии наук (1933) и научная награда Американской исследовательской корпорации (1937 г.). Он обладал почетными степенями Бруклинского политехнического института, Гарвардского университета, Принстонского университета, Йельского университета и Стивенсовского технологического института.

Чтобы осознать, зачастую одних знаний бывает не достаточно. А опыт имеет один недостаток. Осознание наступает тогда, когда его результаты уже отразились на твоей биографии, судьбе твоих близких. Порою уже поздно что-либо изменить...

Лекции по психологии мы не любили. Во-первых не наш профиль. Для нас, студентов физмата, рассуждения о психике, моторике, эмоциях, уровнях сознания, воспринимались как пустая трата времени. Есть законы физики, математические модели, описания этих законов. Все остальное демагогия, слабых на интеллект, людей. Ведь ни один их постулат не обосновывался математически. Да, и вообще все это не нужно будет нам, будущим специалистам.

Читал их нам доцент кафедры психологии, соседнего университета. Мы, как правило занимались на его занятиях своими делами. Кто готовился к коллоквиуму по теме - «Обратные гиперболические функции». Кто писал реферат - «Уравнения первого порядка. Приближенные методы интегрирования. «Метод последовательных приближений Пикара».
Одни названия придавали самоуважение и снисходительность ко всему окружающему. Все, что выходило за рамки этих обсуждений - пустое времяпрепровождение. Иррациональное использование возможностей интеллекта!...

В этот раз он вошел в аудиторию неожиданно и как-то по-особому. В чем это выражалось, сказать было трудно. Но все указывало на его решительность и загадочность. Началось с паузы. Он внимательно взглядом прошелся по всем присутствующим. Да, и мы, все притихшие, смогли наконец-то, всмотреться в своего лектора. За бешеным темпом студенческой жизни, отношением к предмету, как-то не пришлось обратить внимание на его образ.

А он оказался необычным. Возраста был неопределенного. Для старика - слишком моложав, а для молодого - слишком умудрен. Взгляд был пронизывающий, особенно без очков. Очки придавали взгляду вид рассеянного человека. А он был всегда в очках. Одет был подчеркнуто по другому, чем всегда. Угадывалось его желание обратить на себя внимание.

Улыбнувшись куда-то внутрь, он начал,
-вундеркинды вы мои. Вы думаете я вас не понимаю? Сам когда-то был студентом. И кроме физики ничего не воспринимал. Математика была для меня скучным, нудным обременением. Вот физика! Это Мысль, реализованная в Опыте! Все начинается с нее. Уже потом математики начинают колдовать и думать, как же описать все это явление в виде формулы. А мы уже пошли дальше.

Но на определенном этапе, я понял, что все законы вне восприятия человеком, не имеют смысла. И «заболел» психологией. К сожалению программу утверждаю не я. Поэтому все лекции, как -бы скучными ни были, обязательны. Сегодня сделаем исключение. Я познакомлю вас с некоторыми последними разработками в этой области.

В основе коммуникаций человека лежит информация. Психика, в некотором роде, является продуктом, результатом воздействия информации.
Она пронизывает все материальное. Без ее участия не проходит ни один процесс. Атомы выстраиваются в кристаллическую решетку, снежинки обретают неповторимый, индивидуальный рисунок, элементарные частицы взаимодействуя между собой, составляют материю - все пронизано информационным обменом. Вот вы учитесь по учебникам. Слушаете лекции. Читаете труды, монографии, конспекты своих товарищей. Вся эта информация передается через посредство электромагнитных полей. Свет, звук, радиоволны, электромагнитные поля.

Недавно Лауреат Нобелевской премии Бриджмен, показал, что передача информации возможна не только через посредство электромагнитных полей, но и через искажение физического вакуума.

То есть не обязательно говорить словами, воздействовать иными видами полей. Обстановка в аудитории, состояние лектора, состояние слушателей, то есть вас, это тоже оказывает воздействие на вас, на вашу психику. А психика вещь интересная. Она воспринимает состояние окружающей обстановки. Впитывает это состояние, информацию о ситуации, помимо желания и воли ее обладателя. Насыщенная обсуждением и впечатлением лекция, несет двойное воздействие на слушателей.

Вы обращали внимание, что в благополучных семьях вырастают не благополучные дети. Как? Почему?

Опыт показывает, что там, где нет искренности, отсутствует уважение, понимание и терпимость, ни книги, ни образование, заменить этого не смогут.
Искривление физического вакуума, которое запоминает и тиражирует все негативные моменты, глубоко, на подсознательном уровне, селятся в душу этих детей. И наоборот, атмосфера любви, ласки и понимания членов семьи, уважение личности, позволяет формироваться человеку высокой культуры, высоких нравственных начал. Дают дорогу вдохновению, таланту, предчувствию.

Я бы посоветовал рассмотреть наш курс именно с этих позиций. Ведь вы молодые люди, одержимые тягой к познанию. Почему бы не использовать законы природы во благо себе. От атмосферы в аудитории, лаборатории, предприятии, семьи зависит не только количественный результат. Не менее важен и качественный.
И потом, воспитание в себе способности восприятия информации через искривление физического вакуума, способствует феномену Озарения. Озарение - это когда накопленная вами информация вдруг таинственным образом, помимо вашей воли, выстраивается в законченный логический континуум. То есть идею, мысль. Не обкрадывайте себя. А я вам помогу в этом. Ведь вы умницы, уж коль сидите в этой аудитории...

После этой лекции все пересмотрели свое отношений к предмету.
А вдруг научимся Озаряться?..

Перси Уильямс Бриджмен

Лауреат Нобелевской премии по физике 1946 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За изобретение прибора, позволяющего создавать сверхвысокие давления, и за открытия, сделанные в связи с этим в физике высоких давлений».

Наш сегодняшний герой - типичный американец. Он родился в Кембридже, но не в том, который дал нам целую плеяду физиков из , а в том, который река Чарльз отделяет от Бостона. Город и поныне невелик - всего 100 тысяч человек, зато каких! Именно в этом городе расположены и Гарвардский университет, и Массачусетский технологический институт.

Одно из зданий Гарвардского университета в Кембридже (Массачусетс, США)

Filippo Diotalevi/Flickr

Родителями Питера (так близкие с детства называли Перси) были отнюдь не профессора. Отец его, Реймонд Лендон Бриджмен, был репортером, специализировался на социальной и политической тематике. Мать, Мэри Энн Марию, урожденную Уильямс, описывали как «простую, живую и немного вызывающую» женщину.

Если верить в знаки, то с самого рождения жизнь «указывала» Питеру-Перси на то, что заниматься нужно физикой. Родился в Кембридже, потом семья переехала в город с говорящим именем Ньютон. Неудивительно, что учитель приходской школы в Ньютоне посоветовал мальчику пойти дальше по научной стезе. Естественно, что Перси решил учиться именно в Гарварде. С ним и была связана большая часть его жизни.

Бакалавром Бриджмен стал в 1904 году. Уже тогда он начал заниматься высоким давлением. Будущего лауреата интересовала наука и свои размышления о ней… И больше ничего. Он никогда не преподавал, грубо посылал ректора Гарварда Эбботта Лоуэлла (его фраза «Меня не интересует ваш… колледж, дайте мне заниматься наукой» стала крылатой), и в итоге Бриджмен написал более четверти тысячи статей и чертову дюжину монографий.

Свое первое изобретение, связанное с давлением, он сделал еще в 1905 году. Ученый изобрел герметизированный метод изоляции сосудов высокого давления с газом. Решение было оригинальным: изолирующая прокладка, сделанная из резины или мягкого металла, сжималась под давлением бо́льшим, чем давление внутри сосуда (она получила название прокладка Бриджмена). В итоге запечатывающая пробка автоматически уплотнялась по мере возрастания давления и никогда не давала течи независимо от величины давления, пока выдерживают стенки сосуда. Любопытно, что это изобретение было сделано тогда, когда Бриджмену было нужно починить сломавшийся аппарат для работы под высоким давлением.

Прокладка Бриджмена

Wikimedia Commons

В итоге в руках Бриджмена оказался инструмент, которым можно было изучать сотни веществ в условиях высокого давления. Он дошел до показателя 100 тысяч атмосфер, а в некоторых случаях и до 400 тысяч. Фактически впервые экспериментально можно было изучать вещества в тех же условиях, в которых они находятся в недрах Земли.

А раз появился новый инструмент, выведший науку в совершенно неведомую область, открытия посыпались как из рога изобилия. Хотим открыть новую аллотропную модификацию фосфора? Извольте! Попробуем получить «горячий лед»? Всего 20 тысяч атмосфер, и лед не тает при 80 °C!

Он открыл сжимаемость атомов (начав со сжатия металлического цезия), то, как молекулы жидкостей, в том числе воды, ведут себя при сжатии, изучал графики зависимости точки плавления при высочайших давлениях. Странно даже, что Нобелевская премия пришла так поздно. К тому времени Бриджмен уже успел посжимать даже уран и плутоний в рамках Манхэттенского проекта… Кстати, любопытно, что в 1946 году наш герой «обошел» в нобелевской гонке еще одного великого экспериментатора, прославившегося в другом Кембридже, - Петра Леонидовича Капицу. (О нем мы расскажем не скоро, ибо своей премии за открытие сверхтекучести гелия, состоявшееся в 1938 году, Капица ждал ровно сорок лет…)

Петр Капица в 1930-х годах

Wikimedia Commons

«С помощью вашего оригинального прибора в соединении с блестящей экспериментаторской техникой вы весьма существенно обогатили наши знания о свойствах материи при высоких давлениях», - так приветствовали Перси Бриджмена во время церемонии вручения Нобелевской премии в Стокгольме 4 декабря 1946 года.

Уже став знаменитым физиком, Бриджмен заявил о себе как о философе. И весьма успешно. Из всех нобелевских лауреатов, о которых мы писали до сих пор, почти настоящим философом был, пожалуй, только (многие помнят его выходивший в СССР сборник «Физика и философия»). Главной книгой Бриджмена стала «Логика современной физики», вышедшая в 1927 году. В этой книге он заложил основы целого нового философского течения, названного операционизмом (само это слово появилось в 1920 году в книге другого физика, Нормана Кэмпбелла).

В самом конце своей жизни Бриджмен снова заявил о себе - трагически и громко. Когда ему исполнилось 79, нобелевский лауреат узнал, что неизлечимо болен. Рак с метастазами, быстрая потеря сил, начинающиеся боли. Ученый твердо решил успеть уйти из жизни безболезненно и не ждать последней стадии, однако ни один врач не захотел помочь ему с эвтаназией. 20 августа 1961 года Бриджмен выстрелил себе в голову из охотничьего ружья, оставив горькую и злую записку: «Со стороны общества не очень порядочно заставлять человека делать это своими руками. Вероятно, сегодня последний день, когда я еще способен сделать это сам». «Записка Бриджмена» до сих пор фигурирует в этических дебатах, посвященных эвтаназии.

Понравился материал? в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.