Методические особенности формирования целостной физической картины мира

Учитель. Верно. Запишем краткое определение в тетради:

«ФКМ — это система самых общих представлений о строении, взаимодействии и движении материи от уровня элементарных частиц до галактик, описываемых как универсальными, так и специфическими для разных областей основными законами физики. Единая картина складывается из взаимосвязанных механических, полевых, статистических и квантовых представлений». Назовем основные понятия, входящие в общее сложное понятие ФКМ и раскрывающие ее содержание. Что здесь главное?

Ученик. Главное в ФКМ — понятие о взаимодействии.

Учитель. Верно. Но как же разнообразие взаимодействий связано с единством природы?

Ученик. Исходных, фундаментальных взаимодействий всего три, а проявлений, притом, очень различных, много.

Учитель. Это так, фундаментальные взаимодействия приводят в разных пространственных областях к качественно своеобразным формам движения материи. В чем еще можно видеть физическую основу материального единства мира?

Ученик. Весь материальный мир состоит из небольшого числа основных элементарных частиц.

Учитель. Верно. Сделаем вывод.

Материальное единство мира проявляется в том, что физические объекты и явления на Земле и во всей Вселенной имеют единую природу: состоят из небольшого числа (стабильных) элементарных частиц и вызываются тремя фундаментальными взаимодействиями.

Как отражается единство природы в физических законах?

Ученик. В физике есть величины и законы, применимые к любым физическим объектам и явлениям. Это энергия, импульс, электрический заряд, законы сохранения.

Учитель. Совершенно верно.

Универсальность физических величин и законов выражается в том, что элементарные частицы, атомы, молекулы, физические тела и поля характеризуются несколькими общими величинами. Главные из них следующие: энергия, импульс, масса, электрический заряд. Ряд физических законов применим к любым физическим явлениям в любой области пространства. Важнейшие из них: законы сохранения энергии, импульса, электрического заряда.

Но все ли физические величины и законы универсальны? Например, применим ли второй закон Ньютона к движению электрона в атоме, к фотонам?

Ученик. Нет, ни второй закон Ньютона, ни понятие движения по траектории не применимы в микромире. Здесь частицы движутся по другим законам, обладают корпускулярно-волновыми свойствами.

Учитель. Да, имеются качественно различные формы движения материи, например механическая, тепловая. Законы механики не применимы к полю, где справедливы законы электродинамики и т. д. Запишем это в краткой формулировке.

Качественное своеобразие физических явлений обнаруживается в том, что в зависимости от размеров, строения, расстояния между физическими системами имеют место различные взаимодействия и качественно различные формы движения материи. Законы основных физических теорий соответственно применимы в своих областях.

В заключение попробуем разобраться в роли и назначении изученного понятия о ФКМ как обобщения физических знаний. Почему важно овладеть этим понятием?

Ученик. ФКМ дает возможность обозреть и представить весь мир, а это важно хотя бы для правильного выбора профессии.

Второй ученик. И не только поэтому. Говорить о всесторонне развитой личности можно только при условии, что человек осознал свое место в мире.

Третий ученик. Важно, что ФКМ не оставляет места для религиозных верований, для суеверия. Мы получаем конкретные сведения обо всем мире, где нет места ни богу, ни черту.