Ֆիզիկա

СОВЕТЫ ПЕРВОКУРСНИКАМ

от П.Л. Капицы

 Խորհուրդներ առաջին կուրսեցիներին

Պ. Լ. Կապիցայից

Պյոտր Լեոնիդի Կապիցան (1894-1984), ում ակտիվ մասնակցությամբ Մոսկվայի պետական համալսարանում ստեղծվել էր ֆիզիկա-տեխնիկական ֆակուլտետը (որը 1951թ. վերափոխվեց ինքնուրույն ինստիտոտի՝ ՄՖՏԻ), 1947թ. գլխավորեց նույն ֆակուլտետի ընդհանուր ֆիզիկայի ամբիոնը և 1947-1949 թթ ֆակուլտետի ուսանողներին դասախոսում էր ընդանուր ֆիզիկայի երկամյա դասընթացը:

Որպես դասախոսական փորձարարություն, ընդանուր ֆիզիկայի դասախոսությունները միասնական ծրագրի շրջանակներում զուգահեռ կարդում էին երկու դասախոս, յուրաքանչյուրը շաբաթական մեկական դասախոսություն՝ փորձարարար -ֆիզիկոս (ակադեմիկոս Պ. Լ. Կապիցան) և տեսաբան -ֆիզիկոս (ակադեմիկոս Լ. Դ. Լանդաուն, հետո նրան փոխարինեց Ե. Մ. Լիֆշիցը) ովքեր ուսանողներին տալիս էին ֆիզիկայի դասընթացի  իրենց մասնագիտական տեսլականը:           

Առաջին կուրսի ուսանողներին բարձրագույն մաթեմատիկայից անհրաժեշտ սկզբնական նախապատրաստում ապահովելու նպատակով, առաջին կիսամյակի ընդանուր ֆիզիկայի դասախոսությունները սկսվում էին մեկամսյա ուշացումով՝ հոկտեմբերին:

Զուգահեռ դասախոսությունները առաջինը միշտ սկսում էր Պ. Լ. Կապիցան: Ինչպես 1947թ., այնպես էլ 1949թ. մեխանիկայի ֆիզիկական հիմունքների շարադրմանը նախորդում էր ներածական մաս, որտեղ Պ. Լ. Կապիցան պատմում էր նոր ֆակուլտետում ֆիզիկայի դասավանդման սկզբունքների մասին և կիսվում էր ֆիզիկան ուսումնասիրելու իր փորձով ու խորհուրդներով:

Պ. Լ. Կապիցայի դասախոսությունները սղագրվում էին, դրանց վերծանված, բայց հեղինակի կողմից չստուգված մեքենագիր պատճենները, որոնք պարունակում են բազմաթիվ անճշտություններ, վրիպումներ և վրիպակներ, գտնվում են Պ. Լ. Կապիցայի անվան ֆիզիկա-տեխնիկական պրոբլեմների ինստիտուտի Պ. Լ. Կապիցայի անվան թանգարանում և ՄՖՏԻ-ի պատմության թանգարանում:

1947թ.-ի առաջին դասախոսության ներածական մասին սղագրությունը, «Ֆիզիկան ուսումնասիրելը գիտաշխատողի տեսանկյունից» վերնագրով, առաջին անգամ հրատարակվել է (խմբագիր Պ. Ե. Ռուբինին) Պ. Լ. Կապիցայի   հոդվածների և ելույթների «Փորձ, տեսություն, պրակտիկա» ժողովածույի 4-րդ՝ վերջին հրատարակությունում, որը հրատարակվել է 1987թ.-ին՝ Պ. Լ. Կապիցայի մահվանից 3 տարի անց:

Այստեղ փորձ է արված միավորել Պ. Լ. Կապիցայի 1947 և 1949 թթ առաջին դասախոսությունների ներածական մասերի սղագրության տեքստերը, որոնք որոշ չափով տարբերվում են ինչպես շարադրման հերթականությամբ, այնպես էլ պարունակվող նյութերով:

Սա թույլ է տալիս ժամանակակից ընթերցողին հասցնել Պ. Լ. Կապիցայի բոլոր արտահայտված մտքերը և նկատառումները ֆիզիկայի դասավանդման և ուսումնասիրության մասին, որոնք պահպանել են իրենց արդիակությունը մինչ այսօր:

Միասնական տեքստի կապակցվածության նկատառումով, սղագրությունների որոշ մասեր վերադասավորված են, խմբագրական նվազագույն ուղղումները և լրացումները արված են անմիջապես տեքստում  կամ ավելացված են ծանոթագրություններում:

В.С. Булыгин

Վ. Ս. Բուլիգին

Ինչպես է պետք ուսումնասիրել ֆիզիկան

Մենք այսօր միասին պիտի սկսենք ընդհանուր ֆիզիկայի դասընթացը: Այս դասընթացը ձեզ համար հիմնական է՝ ելնելով ֆակուլտետի անվանումից, որտեղ ֆիզիկան առաջին տեղում է: Ֆիզիկան ձեզ համար գլխավոր առարկան է, իսկ մյուսները ֆիզիկան ուսումնասիրելուն օգնելու համար են: Ֆիզիկան այն աշխատանքի հիմքն է, որին դուք նվիրելու եք ձեր կյանքը, ապագան, այդ պատճառով էլ այս առարկային պետք է վերաբերվել հատկապես լրջորեն: Մեծ պատասխանատվություն եմ զգում, որ որոշել եմ ղեկավարել ֆիզիկայի դասավանդումը ձեր ֆակուլտետում:

Դուք առաջիկայում պետք է դառնաք երիտասարդ գիտնականներ, հետազոտողներ, ձեզ հատուկ ընտրել են, ինքներդ զգացել եք, թե ինչ խիստ քննություն է եղել: Ձեզնից շատերը այն հաջողությամբ անցան և հիմա այստեղ են: Ընդհանուր ֆիզիկայի դասընթացը նախատեսված է երկու տարվա համար, և երկու տարի հետո կհանձնեք քննություն, որի արդյունքներից է կախված ֆակուլտետում ձեր հետագա մնալը, կորոշվի, թե արդյոք ձեզանից գիտնական դուրս կգա, թե՝ ոչ: Ֆակուլտետը պատրաստում է գիտական աշխատողներ, և ֆիզիկայի ուսումնասիրությունը, ֆիզիկան հասկանալու և տիրապետելու կարողությունը ցույց կտա, թե արդյոք դուք կարող եք գիտնական դառնալ:

Թե ինչ է ֆիզիկան, բոլորդ պատկերացնում եք, դուք այն ուսումնասիրել եք դեռ միջնակարգ դպրոցում, և առարկան մոտավորապես ձեզ հայտնի է: Տալ ֆիզիկայի խիստ ահմանումը բավականին բարդ է, քանի որ հիմա ֆիզիկային է վերաբերվում ամեն ինչ՝ ռադիոտեխնիկան, օպտիկան ֆիզիկայի մի գլխի զարգացումն է, ինչպես նաև աստղագիտությունը, ակուստիկա, և այլն: Ամենը, ինչ վերաբերում է անշունչ բնությունը ուսումնասիրելուն, հիմնականում ֆիզիկայից է բխում: Օրինակ հենց քիմիան, այն նույնպես ծագել է ֆիզիկայից:

Իսկ ի՞նչ է ընդհանուր ֆիզիկան: Ֆիզիկայի ամեն բաժին զարգանում է որոշակի հիմնական օրենքներով, այդ հիմնադրույթները հանդիսանում են հիմք ֆիզիկայի յորաքանչյուր բաժնի համար, և կազմում են ընդհանուր ֆիզիկան: Այդ պատճառով էլ շատ կարևոր է լավ և ամբողջությամբ յուրացնել ֆիզիկայի այդ հիմնական օրենքները: Ձեր հետագա աշխատանքը կախված է ֆիզիկայի այս հիմնադրույթները յուրացնելուց: Այդ հիմնական օրենքները օգտագործելու հմտությունը անհրաժեշտ է և՛ ֆիզիկան ուսումնասիրելու համար, և՛ ֆիզիկայի առանձին բնագավառներում, որում կմասնագիտանաք, աշխատելու համար:

Այդ պատճառով էլ ես, որպես ֆիզկիայի բնագավառում 30 տարուց ավելի աշխատող, կուզենայի առաջին դասախոսության ժամանակ մի քանի խորհուրդ տալ, թե ինչպես լավագույնս ուսումնասիրել ֆիզիկան և ինչպես լավագույնս գլուխ հանել նրա հիմնական օրենքներից: Գուցե, խորհուրդներս ձեզ օգնեն, և խնայեն ձեր ժամանակը:

Ֆիզիկան բաղկացած է մի շարք առանձին բաժիններից, ինչպես մեխանիկան, ակուստիկան, օպտիկան, էլեկտրականությունը և այլն: Ֆիզիկայի բաժինների միջև խիստ սահմանազատում դժվար է հաստատել, ֆիզիկայի սկզբնական բաժինները ընդգրկվում են հաջորդներով, օրինակ էլեկտրականությունը պետք է իմանալ ֆիզիկայի համարյա ցանկացած բաժին ուսումնասիրելիս: Այսպիսով, ֆիզիկայի բաժինների միջև սահմաններ անցկացնել դժվար է, և ուստի երբ դուք ուսումնասիրում եք ֆիզիկա, ստիպված եք լինում գնալ համակենտրոն շրջաններով: Սկզբից ֆիզիկան առաջին մոտավորությունով, հետո ավելի ճշգրիտ մոտավորությունով, որը ավելի խորն է ընդգրկում առարկան, և վերջապես երրորդ մոտավորությունը՝ երբ դուք արդեն կարող եք մասնագիտանալ և ընտրած մասնագիտությամբ առաջ շարժվել:

Առաջին շրջանը դուք անցել եք միջնակարգ դպրոցում, հիմա դուք կանցնեք երկրորդ շրջանը: Դուք հիմա պետք է ուսումնասիրեք ընդհանուր ֆիզիկայի դասընթացի բոլոր հիմնական օրենքները՝ ֆիզիկայի բոլոր հիմնական բնագավառներում. դա անհրաժեշտ է իմանալ յուրաքանչյուրիդ, որպեսզի հաջողությամբ մասնագիտանաք այն բնագավառում, որտեղ դուք պետք է աշխատեք որպես երիտասարդ գիտնական:

Ինչպե՞ս եք ֆիզիկան ընկալել առաջ, և ինչպե՞ս եք ընկալելու այն հիմա: Միջնակարգ դպրոցում ձեզ այսպես են սովորեցրել. տվել են ընդհանուր օրենքը և տեսել, թե ինչպես է այն իրագործվում բնության մեջ: Գիտությունը այլ կերպ է ստեղծվել: Գիտությունը չի ստեղծվում ընդհանուր օրենքներից. դրանք պետք է գտնել և գիտնականները դրանք են փնտրում: Այսպիոսվ, գիտությունը սովորաբար մատուցվում է ոչ այնպես, ինչպես ստեղծվում է, այլ գլխիվայր շրջված:

Ընդհանուր ֆիզիկայի օրենքները դասագրքերում շարադրելիս, սովորաբար նրանց կանխադրում են, ընդունում և հետո դրանցից դուրս բերում տարբեր երևույթներ: Սովորաբար այսպես է շարադրվում ֆիզիկան դասագրքերի մեծամասնությունում: Ձեր՝ ապագա գիտնականների համար, դա հարմար ձև չէ. ինքներդ պետք է փորձեր անեք, իմանաք այն ճանապարհը, որով ստեղծվել են այդ օրենքները և նրանց գտնելու պրոցեսից գլուխ հանեք:

Ֆիզիկայի բնագավառում չաշխատողների համար, այսպիսի դեդուկտիվ ընկալումը լիովին արդարացի է՝ գիտենալ օրենքները և նրանցից օգտվել կարողանալը լավ է ճարտարագետների և մյուսների  համար, սակայն երիտասարդ գիտնականներին անհրաժեշտ է իմանալ այն ճանապարհը, որը անցել է գիտությունը, որը անում է ֆիզիկան:

Երբ մենք փնտրում ենք մեխանիկայի, էլեկտրատեխնիկայի, էլեկտրականության ընդհանուր օրենքները, առաջին հերթին պետք է ուսումնասիրել երևույթը, օրինակ, մարդը առաջին անգամ տեսել է էլեկտրական կայծը և ցանկացել է ուսումնասիրել էլեկտրականություն: Նա տեսնում է, որ. էլեկտրական պարպում է տեղի ունենում, սակայն ինքը էլեկտրականությունից գաղափար չունի: Ինչպե՞ս կմոտենա հարցին: Իհարկե նա աայդ երևույթը պետք է կապի այլ երևույթների հետ: Նա ուշադրություն է դարձնում, որ շփման ժամանակ էլեկտրականությունը է առաջանում, ուշադրություն է դարձնում, որ կարելի է մարմինը լիցքավորել էլեկտրականությամբ, առաջանում է էլեկտրաունակության գաղափարը, հետո հայտնվում է չափիչ սարք՝ էլեկտրոսկոպը:

Բնությունը ուսումնասիրելիս առաջնահերթ պետք է սովորել փորձեր անել, որոշել ինչը չափել և սովորել՝ ինչպես չափել: Սա գտնելը դժվար է: Շատ ժամանակ պահանջվեց որպեսզի մարդկությունը մոտենա ֆիզիկական չափումներին: Ես բերեցի կայծի օրինակը. քանի դեռ մարդիկ չգիտեին, թե ինչպես պատրաստվել չափումներին, քանի դեռ հայտնագործված չէր Լեյդենյան անոթը, էլէկտրականությունը հնարավոր չէր ուսումնասիրել, որովհետև սկզբից պետք էր կարողանալ կուտակել այն, ստեղծել ամենապարզ ձևի էլեկտրակուտակիչ:

Երբ դա ստեղծվեց, հնարավոր դարձավ չափելը, և միայն այդ ժամանակ սկսեցին չափումներ կատարել: Մի շարք փորձեր կատարեցին, փորձեցին ստանալ էլեկտրաստատիկ դաշտի օրենքները, Կուլոնի օրենքը՝ այսպիսին էր ճանապարհը: Աստիճանաբար, փորձերից և նրանց ընդհանրացումներից անցան ֆիզիկական օրենքին, այսպիսին է գիտության զարգացման ճանապարհը, մակածական ճանապարհը, մակածության ճանապարհով գիտակցում և գտնում են բնության օրենքները:

Գիտության և զանազան գիտելիքների ընկալումը յուրաքանչյուրի համար անհատական է: Մեկը ավելի լավ է մտածում մաթեմատիկական սիմվոլների օգնությամբ և ինչ-որ օրենք պատկերացնում է մաթեմատիկական բանաձևի տեսքով: Մյուսը հակված է մոդելային մտածողության, նրա համար օրենքը կապված է որոշակի փորձի, իր դիտած հայտնի պրոցեսի հետ: Ամեն ոք պատկերացնում և ընկալում է ֆիզիկան յուրովի: Այնպես որ պատահում է գիտության և նրա օրենքների տարբեր ընկալում, և դուք հարկադրված չեք ինչ որ բան անպայման պատկերացնել մաթեմատիկորեն, եթե ձեզ ավելի հեշտ է դա երևակայել: Թե ինչպիսին կլինի գիտության ընկալման ձեր ուղին այդքան կարևոր չէ, կարևորը դրա միջոցով ձեր ստացած գիտելիքները կիրառելն է:

Կարելի է այսպիսի համեմատություն կատարել: Ենթադրենք, ձեզ անհրաժեշտ է կողմնորոշվել քաղաքում. Մոսկվայի որևէ մասից պետք է հասնել Կարմիր հրապարակ՝ որոշակի ժամին: Մեկը կփորձի կողմնորոշվել քաղաքի հատակագծով կամ հիշի փողոցների անունները և այդ անունները փնտրելով կքայլի, սա ձևական ընկալում է: Երկրորդը կհիշի փողոցների դասավորությունը, բայց ոչ նրանց անունները, և կկողմորոշվի տեսողական հիշողությամբ: Երրորդը պարզապես կհիշի ուղղությունը և Արևին նայելով կհասնի Կարմիր հրապարակ, իսկ մեկն էլ ինտուիտիվ զգալով՝ կքայլի ճիշտ ուղղությամբ և կհասնի, հոտառությամբ կհասնի: Ամենը, ինչ պահանջվում է յուրաքանչյուրից՝  ժամանակին Կարմիր հրապարակ հասնելն է:

Այդպես էլ ձեզանից է պահանջվում հասկանալ ֆիզիկայի օրենքները, իսկ թե ինպես դուք կպատկերացնեք այդ օրենքները, ինչպես կկողմնորոշվեք դրանցում, ձեր գործն է: Իսկ իմ գործը, մեր՝ դասավանդողներիցս յուրաքանչյուրի գործը, ձեզ լիակատար ազատություն տալն է, որ ֆիզիկա գիտությունը յուրացնեք այնպես, ինչպես ձեզ դյուրին է:

Վերջ ի վերջո, եթե գիտության ուսումնասիրության մեջ հասել ես որոշակի նպատակի, դա ամբողջն է, ինչ քեզանից պահանջվում է, իսկ ինչպես ես արել, այնքան էլ կարևոր չէ: Քիչ կարևոր է, թե ինչպես եք հասել մեծ գիտելիքների, շատ կարևոր է, որ դուք հասնեք դրանց, որ կարողանաք օգտագործել դրանք: Ձեզ համար դա շատ կարևոր է:

Այդ պատճառով յուրաքանչյուրը պետք է հիշի, որ գիտության ուսումնասիրումը նա պետք է իրականացնի իրեն համար հեշտ ձևով, երբեք պետք չէ բռնանալ սեփական անձի վրա: Եթե ավելի շատ պատկերներով ես մտածում, օգտվիր այդ մեթոդից: Ֆիզիկայի և մեխանիկայի գրքերը ընտրիր քո ճաշակով, քանի որ ճաշակովդ ընտրվածները լավագույնն են քեզ համար: Մեկին մի գիրքն է դուր գալիս, մյուսին՝ մեկ ուրիշը: Որ գիրքը հեշտ է ընկալվում, ձեզ համար լավագույնն է:

Շարունակելով համեմատությունը, հարկ է նշել քաղաքում կողմնորոշվելու ևս մեկ ձև. պատվիրել տաքսի, ասել հասցեն և տաքսիով գնալ՝ օգտվել ուրիշի խելքից: Այդպես էլ կարելի է ժամանակին հասնել քաղաքի կենտրոն, բայց տեղափոխման այդ եղանակը մենք չեն խրախուսի, քանի որ դա հանգեցնում է գիտությունը անգիր անելուն՝ առանց հասկանալու: Այդպիսի յուրացում հնարավոր է գիտության մեջ, երբ դուք վերցնեք որևէ դասագիրք և անգիր անեք այն, օգտվելով ուրիշի խելքից, չհասկանալով էությունը, և մտածեք, որ տիրապետում եք այդ գիտությանը:

Ահա այսպիսի մեթոդի դեմ մենք լրջորեն կպայքարենք: Որոշ բնագավառներում, որտեղ կան դասագրքեր, դեռ կարող եք գլուխ հանել, բայց որպես երիտասարդ գիտնականներ, ով առաջիկայում պետք է աշխատի այն բնագավառներում, որտեղ չկան հստակ ցուցմներ, որտեղ ստիպված եք ապրել ձեր խելքով, ինչքան էլ քննության ժամանակ հաջող պատասխանած լինեք անգիր արածը, գիտնականներ երբեք չեք դառնա: Եթե այդպիսի մարդը հայտնվի առանց գրքերի կամ դասագրքերի, նա չի կարող կողմնորոշվել առանց օգնականների, նա կմնա ինքն իր հետ և նրանից ոչինչ չի ստացվի:

Դասավանդման ամբողջ համակարգը կաշխատենք այնպես կազմակերպել, որ անգիր անելու մեթոդը անբավար համարվի: Անգիր անելը և առանց հասկանալու բանաձևերը կրկնելը գիտելիք չէ, եթե դուք պատասխանելու եք ուրիշի խելքով, եթե երթևեկելու եք տաքսիով, դա անբավարար գիտելիք է: Կուզենայի, որ սա հենց սկզբից հիշեիք:

Այս երկու տարվա ընթացքում հիմնական խնդիրը ինքնուրույն մտածել սովորելն է, ինքուրույն մտածողությանը վարժվելը, գիտությունը ինքնուրույն յուրացնելը: Գտության այսպիսի յուրացումը միանգամից չի տրվում: Այս դասընթացի ավարտին մենք դա պետք է ձեզ սովորեցնենք, դարձնենք ձեզ իսկսկան գիտնական, ով ի վիճակի է ինքնուրույն աշխատելու: Գիտնականը, ով չի կարողնում ինքնուրույն աշխատել, դառնում է հասարակ կատարող, լաբորանտ, բայց ոչ գիտնական: Ոչ գիտական աշխատող:

Մի դեպք եմ հիշում, երբ ես, լինելով երիտասարդ գիտնական, աշխատում էի Քեմբրիջում, պրոֆեսոր Ռեզերֆորդի մոտ՝ մեծ գիտնականի, ով սկիզբ է դրել ռադիոակտիվության այժմյան ուսմունքին: Վկան եմ եղել այսպիսի տեսարանի. համալսարանը ավարտած, տրված թեմայով երկու տարի աշխատած և թեկնածուականը կատարած մի երիտասարդ գիտնական մոտեցավ պրոֆեսորին և հարցրեց. «Թեկնածուականս պաշտպանեցի, այսուհետ ի՞նչ եմ անելու»: Ռեզերֆորդը պատասխանեց. «Հրաժարվեք գիտությամբ զբաղվելուց, եթե թեկնածուականը պաշտպանելուց և երկու տարի գործնական աշխատանքից հետո էլ չգիտեք, թե ինչ անել առաջիկայում, ձեզանից գիտնական չի ստացվի»:

Ինքնուրույն մտածելուն վարժվելը այն է, ինչից հարկավոր է սկսել: Զարգացնել ինքնուրույն մտածողություն և ինքնուրույն մոտեցում միշտ, երբ անհրաժեշտ է որևէ հարց կշռադատել, բայց ոչ անգիր անել, հասկանալ խնդիրը՝ սա է լինելու ձեր հիմնական գործը:

Իսկ առանց հասկանալու անգիր անելը, ձեզ երբեք գիտնական չի դարձնի: Գիտնականի ընդհանուր գնահատականը բխում է նրա ինքնուրույն աշխատելու, մտածելու և կողմնորոշվելու կարողությունից և այդ ինքնուրույնությունը պետք է կոփել հենց սկզբից՝ դպրոցական նստարանից և համալսարանի առաջին կուրսից: Ոչ ոք չի կարող սովորեցնել ձեզ ինքնուրույն մտածել, եթե դուք ինքներդ այդ ցանկությունը չունենաք, ինքներդ ձեզ չստուգեք:

Սրանից ելնելով է հարկավոր ընտրել դասագրքերը՝ ըստ ձեր ճաշակի: Ընդհանուր ֆիզիկայի դասագրքեր են գրում տարբեր հեղինակներ, որոնք շարադրում են առարկան իրենց հասկանալի եղանակով: Այսպես, նրանցից ոմանք առավել ուշադրություն են դարձնում փորձերին, ոմանք՝ մաթեմատիկային, մյուսները՝ տեսության կապին փորձի հետ: Հարկ է ընտրել այն դասագիրքը, որը ձեր սրտով է, որ ձեզ առավել է դուր գալիս: Այսպիսով դա կլինի այն դասագիրքը, որի հեղինակը մտածում է մոտավորապես ձեզ նման: Ուստի կրկնում եմ՝ գրքերը պետք է ընտրել սեփական ճաշակով: Ընդհանուր ֆիզիկայի դասագրքերը շատ են, նրանք հավասարապես լավն են՝ գրեթե առանց սխալների: Առարկան շարադրվում է տարբեր հերթականությամբ, ինչպես հարկ է համարում յուրաքանչյուր հեղինակ: Կարող եք ընտրել գրքերից ցանկացածը և այն ուսումնասիրել:

Ինչպ՞ս կարդալ այդպիսի գիրքը, ինչպես ըմբռնել: Անձամբ ինձ համար միշտ հեշտ է եղել այսպես վարվել: Սկզբում տրված գլուխը պետք է կարդալ արագ, կանգ չառնելով անհասկանալի կետերին, փորձելով ըմբռնել ընդհանուր իմաստը: Երբ այն ըկալեցիք,  խորամուխ եղեք հարցի բոլոր մանրամասներում: Պետք չէ այսպես կարդալ՝ չհասկացա և կանգ առա: Սարսափելի չէ՝ չհասկացար հիմա, հետո կհասկանաս, շարունակիր կարդալ: Երկրորդ անգամ կարդալիս, այդ անհասկանալի մասերը սովորաբար ուրիշ իմաստ են ձեռք բերում և դառնում ավելի հասկանալի: Եթե նույնիսկ ամբողջ գլուխը դժվար է և անհասկանալի, կարելի է ժամանակավորապես այն թողնել, անցնել հաջորդ գլխին, և հետո, բոլորովին անսպասելիորեն, մեկ այլ հարցից կստանաք նախորդի լուսաբանումը: Եթե առանձին հարցեր հասկանալի չեն ինչ որ մի գրքում, մեկ ուրիշում փնտրեք, կարդացեք, գուցե ավելի հեշտ է մի հարցը ուսումնասիրել մի գրքով, իսկ մյուսը՝ մեկ այլ:

Ֆիզիկայի ինքնուրույն ուսումնասիրությունը գրքով ձեր հիմնական աշխատանքը համարեք: Դասախոսությունները, վարժությունները, գործնական պարապմունքները ձեզ միայն կօժանդակեն: Դասախոսը շարադրում է նյութը իր հայեցողությամբ, ներկայացնում է իր տեսակետը, նա կարդում է դասախոսությունը իր կարճ գրառումներով և հնարավոր է, որ շատ բան բաց թողնի: Նա կարող է տալ ընդհանուր պատկերացում, բայց ոչ առարկայի սպառիչ շարադրում, դա տրվում է միայն դասգրքով:

Ուստի դասախոսություններից կստանաք միայն ընդհանուր տպավորություն առարկայի մասին, դասախոսություններով շատ դժվար է այնպես ուսումնասիրել առարկան, որպեսզի ամբողջությամբ յուրացվի:

Ուսման ընթացքում մեծ ուշադրություն կդարձնենք խնդիրների լուծմանը, լաբորատոր աշխատանքներին, ստացված գիտելիքներից օգտվելու հմտությանը: Վարժությունները և գործնական պարապմունքները կծառայեն որպես ստացված գիտելիքների ստուգման լավագույն ձև, դուք նրանց այդպես էլ պետք է վերաբերեք՝ որպես գիտելիքների ստուգման ձև: Եթե կարողանում եք խնդիրներ լուծել, կարողանում եք հաշվարկել, կարողանում եք փորձ կատարել, ուրեմն հասկանում եք ֆիզիկայի տվյալ բաժինը:

Եվս մեկ խորհուրդ: Դուք գիտական աշխատող եք դառնալու և ֆիզիկան պետք է ուսումնասիրեք հենց գիտաշխատողի տեսանկյունից: Ցանկացած առարկա կարելի է ուսումնասիրել տարբեր տեսանկյուններից: Ֆիզիկան ուսումնասիրելու վերաբերյալ ինչպիսի՞ տեսակետ պետք է ունենա ապագա գիտաշխատողը:

Որպեսզի միտքս ավելի պարզ արտահայտեմ, կօգտվեմ հետևյալ համեմատությունից: Ենթադրենք ուզում եք նկարներ ուսումնասիրել: Դրա համար կգնաք պատկերասրահ, նկարներ կնայեք, կկարդաք գրքեր արվեստի և արվեստի պատմության մասին: Եթե այդ առարկայի հակում ունեք, շուտով կտեսնեք, որ կարող եք տարբերել ֆլամանդյան դպրոցը իտալականից, թանգարանում նկարին միայն նայելով կարող եք մոտավոր որոշել, թե որ ժամանակաշրջանի նկար է, նկարիչը որ դպրոցին է պատկանում, ինչով է այս նկարը տարբերվում գեղարվեստական այլ դպրոցների նկարներից, տաղանդավոր է նկարիչը, թե ոչ և այդ ժամանակ կարելի է ասել, որ դուք ճանաչում ու հասկանում եք արվեստը:

Դուք դարձաք արվեստի մեծ գիտակ, սակայն չի նշանակում, որ դուք ինքներդ կարող եք նկարել: Եթե ցանկանում եք նկարիչ դառնալ, այսինքն ինքներդ նկարեք, նաև պետք է տիրապետեք նկարելու տեխնիկային, հասկանաք, թե ինչպես են նկարում, ինչ հնարքներ և տեխնիկա են օգտագործում նկարիչները, այս կամ այն նկարիչը ինչպես է հասել որոշակի արտահայտչության, օրինակ պայծառության, լուսավորության, ռելիեֆին, և այլն:

Այդպես էլ գիտության մեջ, եթե դուք գիտաշխատող եք, պետք է իմանաք, թե ինչպես է ստեղծվում գիտությունը, ինչպես է այն արվում: Ապագա գիտնականներին անհրաժեշտ է ոչ միայն յուրացնել ֆիզիկան և նրա օրենքները, այլ նաև հասկանալ, թե ինչպես է ստեղծվում ֆիզիկան, ինչ դեր ունի փորձը, տեսությունը, մաթեմատիկան: Այս ամենը անհրաժեշտ է հասկանալ, որպեսզի հետո ինքներդ կարողանաք աշխատել տվյալ բնագավառում: Սրան  միևնույն է կհանդիպեք ավելի ուշ, այս հարցերը կկանգնեն ձեր առջև, երբ գիտությամբ զբաղվեք:

Այդ պատճառով իմ դասընթացում ես կցանկանայի առավելապես կանգ առնել հատկապես այս հարցերին, քանի որ նրանք քիչ են լուսաբանված դասագրքերում: Դասագրքերում սովորաբար ձգտում են ներկայացնել ժամանակակից ֆիզիկայի գեղեցիկ ավարտուն պատկերը, բայց քիչ են կանգ առնում այն հարցերին, թե ինչպես է ստեղծվել գիտությունը, ինչպիսի դժվարություններ և խնդիրներ են առաջացել այս կամ այն տեսության զարգացման ընթացքում, առանձին օրենքներ հայտնաբերելիս: Եթե հենց սկզբից ընտելանաք ուշադրություն դարձնել ֆիզիկական հետազոտությունների ընթացքին և մեթոդիկային, ապագայում դա զգալիորեն կհեշտացնի  ձեր գիտական աշխատանքը:

Իմ փորձը օգտագործում եմ, որպեսզի ձեզ այս ցուցմունքները տամ և ուղղորդեմ ճիշտ ճանապարհով այն բնագավառում, որը ինձ առավել հայտնի է: Ո՞րը պետք է լինի այդ ճիշտ ուղին, գիտության ճիշտ ընկալումը: Առաջին հերթին պետք է մի փոքր ծանոթանալ գիտության պատմությանը, երկրորդ՝ երբ զբաղվում եք որևիցե գիտական հարցով, անհրաժեշտ է հստակ իմանալ տվյալ օրենքի կիրառության սահմանները (ես դա հատուկ ընդգծում եմ), երրորդ՝ պետք է շատ ուշադրություն դարձնեք խնդիրներ լուծելուն, ստուգելով ֆիզիկայի օրենքներից օգտվելու ձեր կարողությունը:

Այս դասընթացին պատրաստվելիս մեծ քանակությամբ ֆիզիկայի դասագրքերի եմ ծանոթացել և նկատել, որ շատ քչերում է բավարար չափով լուսաբանված փորձրարական հետազոտությունների մեթոդիկայի դերն ու նշանակությունը: Մասամբ սա բացատրվում է նրանով, որ դասագրքերը գրում են դասավանդողները, այլ ոչ թե գիտնականները. եթե դասագիրքը  գիտնականն  է գրում, նա, սովորաբար, այս հարցերին ուշադրություն է դարձնում միայն դասագրքի այն մասերում, որոնք վերաբերում են իր աշխատաքի բնագավառներին, :

Ինչի՞ վրա միշտ պետք է ուշադրություն դարձնեք ֆիզիկայի որևէ բաժին ուսումնասիրելիս: Բնության ցանկացած երևույթ, լինի դա մարմնի անկում, խողովակում պարպում, բարոմետրիկ ճնշում, կարող եք ուսումնասիրել ֆիզիկայի տեսանկյունից: Մեր ուսումնասրության հիմքում միշտ ընկած է փորձը: Փորձ կատարելու համար մենք պետք է չափումներ անենք կամ դիտարկենք որոշակի մեծություններ: Այդ պատճառով պետք է միշտ հստակ պատկերացնել, թե ինչպիսի մեծություններ են դիտարկվում: Սովորաբար այդքան էլ հեշտ չէ այդ մեծությունները գտնելը: Երբ մենք ուսումնասիրում ենք բոլորովին նոր երևույթ, այդքան էլ հեշտ չէ որոշելը, թե ինչը պետք է չափել: Մեխանիկայում գիտենք, որ պետք է չափել արագությունը, արագացումը, զանգվածը, ուժը: Բայց այդ մեծությունները որոշելու համար մարդկությունը աշխատել է հարյուրավոր տարիներ: Այդ իսկ պատճառով դիտարկվող մեծությունները որոշելը գիտական հետազոտման համար չափազանց կարևոր գործոն է: Երբ որոշել ենք այդ մեծությունները, չափումներ ենք կատարել, չափվող մեծությունների միջև ստացել ենք թվային առնչություններ, գտնում ենք ինչ-որ առնչություն, որը սովորաբար արտահայտվում է մաթեմատիկական բանաձևով, և փորձում ենք ընդհանրացնել այդ առնչությունը օրենքի տեսքով:

Դրան հետևում է այդ օրենքի ստուգելը ուրիշ դեպքերի համար: Դրա համար կիրառում են մաթեմատիկան և փորձում են գտնել այլ նոր դեպքեր բնության մեջ, որտեղ ևս այս օրենքը դրսևորվում է: Եթե այս օրենքը հաստատվում է այլ փորձերում, ասում ենք, որ օրենքը ճիշտ է: Եթե հակասում է նոր փորձերին, ասում ենք, որ կա հակասություն, օրենքը պետք է փոխել: Եվ օրենքները փոփոխվում են, դառնում են այնպիսին, որ ընդգրկում են երևույթների էլ ավելի մեծ տիրույթ, որոնք այդ օրենքները կարողանում են նկարագրել:

Երբ օրենքը արդեն գտել են, ձգտում են այն ընդհանրացնել, դրա հիման վրա փորձում են կանխատեսել անհայտ երևույթներ, այդ օրենքը կիրառել բնության այլ երևույթների նկատմամբ: Այդ ժամանակ աշխատանքը կատարվում է արտածման ճանապարհով: Ձգտում են օրենքից արտածել տարբեր հետևություններ: Հետևում են, որքանով է կյանքում օրենքը իրեն արդարացնում կամ չի արդարացնում, կիրառում են օրենքը գործնական նպատակների, մեքենաներ և սարքեր հաշվարկելու համար:

Ընդ որում, հաճախ անհրաժեշտ է լինում տարածել օրենք այն սահմաններից դուրս, որոնցում նա փորձով հաստատվել է: Օրինակ մենք հաստատել ենք փորձնական երևույթներ դաշտի որոշակի ուժերի համար,որոշակի ուժի  էլեկտրական լարման  համար, կամ Նյուտոնի օրենքները արագությունների որոշակի տիրույթի համար, մենք փորձում ենք կիրառել այս օրենքները ավելի մեծ լարումների և արագությունների դեպքում, որտեղ այս օրենքները դեռ ստուգված չեն, և օրենքների հիման վրա կանխատեսել երևույթներ, որոնք գտնվում են մեծությունների միջակայքից դուրս, որոնց միջոցով այս օրենքները հայտնաբերվել են:

Օրինակ, մեխանիկայի օրենքները: Սկզբում այդ օրենքները բացահայտվել են Երկրի վրա շարժվող մարմինների համար, հետո կիրառվել են Արեգակնային համակարգի համար. դրանք ճիշտ դուրս եկան, և հիմա փորձում են կիրառել արդեն ամբողջ Տիեզերքի համար: Արդյո՞ք հնարավոր է լաբորատորիայում հաստատված օրենքները կիրառել Տիեզերքում, պարզվում է, որ այս տարածումը սխալ է, որովհետև օրենքի և փորձի միջև առաջանում են մեծ հակասություններ:

Կան և ուրիշ դասական հակասություններ, օրինակ ձգողականության օրենքը, եթե այդ օրենքը տարածենք ամբողջ Տիեզերքի համար, հակասություններ կառաջանան, այդ պատճառով էլ պետք է եզրակացություն անել. կա՛մ Տիեզերքը անվերջ չէ, կա՛մ Նյուտոնի համաշխարհային ձգողականության օրենքը սխալ է: Կա՛մ սահմանափակ մասշտաբներում ստացված օրենքները չի կարելի ապօրինի տարածել ամբողջ Տիեզերքում, կա՛մ Տիեզերքը անվերջ չէ, այս հարցը դեռևս լուծված չէ: Փորձեր են արվում Տիեզերքը սահմանափակելու, կամ ձգողականության օրենքը փոփոխելու. հարցը առայժմ լուծված չէ:

Այսպիսով, մեր ստացած օրենքների ընդարձակումը պետք է կատարել շատ զգուշորեն: Պետք է միշտ հիշել, որ յուրաքանչյուր օրենք ստացվում է փորձի հիման վրա, և փորձը ունի սահմանափակ ճշգրտություն, անց է կացվում սահմանափակ մասշտաբներում, իսկ օրենքը կիրառվում է փորձի մասշտաբներից ավելի մեծ մասշտաբներում: Միշտ պետք է հիշել, որ այդպիսի ընդարձակումը ենթադրական է:

Մեր դասընթացում գիտական իմացության այսպիսի սխեմատիկ նկարագրությանը (որը մի փոքր անկենդան է թվում ) հետամուտ կլինենք մի շարք կոնկրետ դեպքերում, և դուք կհամոզվեք, որ այն կրկնվում է ֆիզիկայի արդեն զարգացած կամ զարգացող բոլոր բնագավառներում:

Այսպեսով, սկզբից հայտնաբերվում է փորձնական փաստը՝ ցանկացած ֆիզիկական հետազոտության հիմքում ընկած է փորձը: Հետո կատարվում է նրա մշակումը: Այսպիսով, ֆիզիկան կարծես թե բաժանվում է երկու մասի՝ փորձարարական և տեսական, որը կապված է ստացված արդյունքների մշակման հետ: Իհարկե, այս բաժանումը բավականին արհեստական է: Ցանկացած փորձ միշտ հայտնի տեսական մոտեցումներով է նախաձեռնվում և ցանկացած տեսական մշակում հիմնվում է որոշակի փորձերի վրա: Բայց այդպես ընդունված է, որ մարդիկ, գիտնականները, ովքեր հակված են փորձարարական աշխատանքի, զբաղվում են այս մասով, մյուսները՝ որոնք հակված են մաթեմատիկական մտածողության, զբաղվում են տեսական ֆիզիկայով: Եվ միայն  ի շնորհիվ դրան, որ տարբեր մասնագետներ են զբաղվում այդ տարբեր հարցերով, ֆիզիկան բաժանված է տեսականի և փորձարարականի: Այդ բաժանումը արհեստական է՝ երկու բնագավառները մեկ ամբողջություն են կազմում:

Փորձարարը նաև պետք է տեսաբան լինի և յուրաքանչյուր տեսաբան պետք է որոշ չափով փորձարար լինի:

Բացարձակ սխալ է մտածելը, որ միայն տեսությամբ, տեսական պատկերացումներով կարելի է հասկանալ բնական երևույթները: Այս առումով շատ լավ է ասել հայտնի անգլիացի գիտնական Կելվինը: Նա այն գիտնականներից էր, ովքեր լայնորեն էին ընդգրկում ֆիզիկան և աշխատում էին ֆիզիկայի տարբեր բնագավառներում: Կելվինը կատարել է, օրինակ, այսպիսի աշխատանքներ՝ կարևորագույն հետազոտություններ թերմոդինամիկայում, էլեկտրականությունում, ջերմոդինամիկա է ներմուծել ջերմաստիճանների բացարձակ սանդղակի հասկացությունը: Լինելով փայլուն մաթեմատիկոս, նա մի շարք դասական աշխատանքներ  է իրականացրել տեսական ֆիզիկայում: Բայց մյուս կողմից, նա զբաղվում էր նաև կիրառական հարցերով: Նա անցկացրել էր առաջին տրանսատլանտյան հեռագրային մալուխը և միաժամանակ զբաղվում էր խոհանոցային ջրածորակի կատարելագործմամբ, որպեսզի ջուրը պղնձի մեջ լցնելիս չցայտի տնտեսուհու դեմքին (և այդպիսի ծորակ մշակեց):

Ահա թե ինչպիսի լայն ընդգրկում ուներ այդ գիտնականը, ով կարող էր ամենահասարակ կիրառական հարցերից խորանալ մինչև տեսական ֆիզիկայի վերացական հարցերը: Կելվինը այսպես է բնութագրել տեսական աշխատանքի և մաթեմատիկայի դերը ֆիզիկայում. նա համեմատում էր փորձնական տվյալները ցորենի հատիկի հետ, որը ստացվել է փորձարարական ֆիզիկայի դաշտերում, իսկ մաթեմատիկան ջրաղացքարերի, որոնք աղում են այդ հատիկները և ստանում ավելի դյուրամարս սնունդ՝ ալյուր: Այստեղից երևում է պարզ պատկեր՝ եթե ջրաղացքարերին ոչինչ չլցնես, ոչինչ չես ստանա. Ջրաղացքարերը դատարկ կպտտվեն:

Այսպես էլ մաթեմատիկան է, դուք պետք է ներդնեք հիմնականը, փորձը, ճշմարտությունը, հետո միայն մաթեմատիկական սարքը կարող է դրանից «համեղ ուտելիք» պատրաստել, սակայն եթե ոչինչ չներդնեք մաթեմատիկական սարք, «ջրաղացը», ոչինչ էլ չեք ստանա: Մաթեմատիկան վերամշակում է ճշմարտությունները, չափազանց օգնում է և անհրաժեշտ է, բայց ինքը ոչինչ չի ստեղծում։  Նա միայն փորձը վերամշակող սարք է։ 

Միայն եթե ներդնեք լիովին որոշակի փորձարարական տվյալներ, փորձարարական արդյունք, մաթեմատիկական սարքը, տեսական մտածողությունը կարող է ձեզ տալ կոնկրետ, օգտակար ֆիզիկական արդյունքներ: 

Կարդալով ֆիզիկայի դասընթացը, ես` իմ աշխատանքի բնույթով փորձարար`կուզենայի ձեզ պատմել ֆիզիկայի փորձարարական հատվածի, այսինքն ջրաղացի մեջ լցվող ցորենի հատիկների, մասին, այն մասին, թե ինչպես են նրանք աճել, ինչպես են ստեղծվել, ինչպես են գտնվել։  Ինչ վերաբերում է դրանց տեսական մշակմանը, դասընթացի այդ մասը հանձն է առել ակադեմիկոս Լանդաուն, ով հիմնականում հենց այդ բնագավառում է  աշխատել։  Այսպիսով, կարծում եմ, որ դուք կարող եք ամենից լավ տեսնել և յուրացնել այն մեթոդները, որոնցով զարգանում է ժամանակակից ֆիզիկան, և այսպիսով, դասախոսութկունները ձեզ կմատուցեն ամենամեծ օգնությունը ձեր ածխատանքում։

Բայց ես կուզենայի նախազգուշացնել ձեզ , որ չափից շատ չտարվեք ոչ փորձարարությամբ, ոչ էլ տեսությամբ։ Ուսումնասիրման առաջին փուլում անհարժեշտ է ուշադրություն դարձնել և՛ մեկին, և՛ մյուսին։  Հետագայում դեռ ժամանակ կունենաք մասնագիտանալու։

Գիտության ընկալման մեթոդ ընտրելիս, համապատասխան դասագիրք ընտրելիս երիտասարդների մոտ հակում է լինում մաթեմատիկայով և մաթեմատիկական հաշվարկներով տարվելու: Երիտասարդ տարիներին մարդիկ հակված են տեսական աշխատանքներով և մաթեմատիկայով զբաղվելու և կարծում են, եթե վատ են տիրապետում մաթեմատիկային, լավ գիտնական չեն դառնա: Հաճախ մտածում են, թե մաթեմատիկա չիմացողը ֆիզիկայով զբաղվել չի կարող, բայց մաթեմատիկան օժանդակ առարկա է ֆիզիկայի համար, նա շատ օգնում է, բայց խիստ անհրաժեշտություն չէ: Ֆիզիկոս գիտնականի համար հիմնականը բնության երևույթները հասկանալն է:

Ֆիզիկայի պատմության մեջ կա երկու հիանալի օրինակ, առաջինը՝ Ֆարադեյն է, ականավոր ֆիզիկոս, ով ընդհանրապես մաթեմատիկա չգիտեր. դա կարելի էր ներել այնպիսի մեծ ֆիզիկոսին, ինչպիսին Ֆարադեյն էր, և սա ես անում եմ ոչ թե նրա համար, որ դուք չզբաղվեք մաթեմատիկայով, այլ որպեսզի չչափազանցնեք մաթեմատիկայի նշանակությունը: Երկորդ օրինակը՝ Ռեզերֆորդմ է, ով նույնպես ամենևին էլ մաթեմատիկոս չէր: Բազմաթիվ անգամ ընդհանուր ֆիզիկայի այսպիսի դասախոսությունների ժամանակ նա փորձում էր դուրս բերել երկու գնդերի բախման օրենքները, խճճվում էր, դա նրան չէր հաջողվում, և ի վերջո ասում էր. «Դե, սա դուք գրքում կգտնեք»: Բայց նա հասկանում էր ու պարզ դատում էր ֆիզիկական հարցերում: Այդ ընկալումը՝ ինչ ճանապարհով էլ որ ձեռք է բերվի, ձեզ համար հիմնականն է:

Մյուս կողմից, կային այնպիսի խոշորագույն ֆիզիկոս-տեսաբաններ, ինչպիսին Գաուսն է, ով բոլորովն չէր հետաքրքրվում փորձերով: Նյուտոնը բացառություն է, նա և՛ լավ փարձարար էր, և՛ լավ մաթեմատիկոս: Վերցնենք Մաքսվելին՝ փայլուն տեսաբան և վատ փորձարար, դասախոսությունների ժամանկ նրա փորձերը չէին ստացվում, լաբորատորիայում նրա սարքերը անհարմար և անհեթեթ էին դասավորված:

Հիմնականում, գիտության զարգացումը որոշվում էր այն մեթոդիկաներով ու փորձերով, որոնք ծանոթացնում են մեզ բնության հետ: Նույն էլեկտրական կայծի դեպքը. տեսնում եք կայծը, բայց մինչև չհասկանաք, թե ինչը պետք է  չափել և ինչպես չափել, տեղից չեք շարժվի: Խոշոր գիտնականները, ովքեր ֆիզիկայում անուն են ստեղծել, աչքի էին ընկնում իրենց ընկալմամբ, թե ինչն է երևույթի մեջ կարևորը, ինչը և ինչպես պետք է չափել: Գիտնականների մյուս տեսակը կարողանում է ընդհանրացնել, կիրառել մաթեմատիկական ապարատը և ստանալ օրենքները, որոնք արդեն ստուգվում են բնության մեջ: Սա ևս մեծ խնդիր է, այնպես որ խոշորագույն մաթեմատիկոսներ, ինչպիսին Նյուտոնը և Գաուսն են, իրենց մեծ դերն են խաղացել: Բայց դա չի նշանակում, որ մաթեմատիկական հակումներ չունեցող մարդը չի կարող ֆիզիկոս դառնալ:

Մյուս կողմից, չափազանց ֆորմալ ընկալումը, մաթեմատիկային մեծ նշանակություն տալը, կյանքից կտրվելը՝ նույնպես չի ստեղծում մեծ գիտնական: Դիտարկենք այսպիսի օրինակ: Ռուսական գիտության պատմության մեջ Լոմոնոսովի՝ Ռուսական Գիտությունների Ակադեմիայի անդամի հետ միաժամանակ, կար խոշոր մաթեմատիկոս՝ Բեռնուլլին: Նա հետաքրքրվել է գազերի կինետիկ տեսության հարցով, ուսումնասիրել է մաթեմատիկական ագրեգատները՝ մասնիկները, որոնք շարժվում են որոշակի արագությամբ և ստացել է որոշկի առնչություններ, վարկածային ենթադրություններ, դրա մասին շատ հետաքրքիր գիտական աշխատանք է գրել:

Լոմոնոսովը ուժեղ մաթեմատիկոս չէր, բայց օժտված էր հանճարեղ ինտուիցիայով: Նա գազերի կինետիկ տեսությունը այլ կերպ էր ընկալում, նա պատկերեց բնության բոլոր երևույթները, թե ինչպիսի տեսք նրանք կունենային, եթե համարեինք, որ գազի կինետիկ էներգիան («կենդանի ուժը»), մոլեկուլի կինետիկ էներգիան, պայմանավորված է մարմնի ջերմաստիճանով, և Լոմոնոսովը պատկերեց մատերիայի կինետիկ տեսության լրիվ պատկերը:

Նրա աշխատանքը տարածում չստացավ պատմական պատճառներով, չհրապարակեց և հայտնի դարձավ գիտնականների ավելի լայն շրջանակներին միայն 1904թ., երբ գիտնական-քիմիկոս Մենշուտկինը հետաքրքրվեց այդ աշխատանքով և բացահայտեց ցնցող պատկեր, որ Լոմոնոսովը տվել էր կինետիկ տեսության ամբողջական պատկերը, գուցե ինքնատիպ լեզվով, այսպես, օրինակ, «պտտական շարժումը» նա անվանել է «շաղափային շարժում» և այլն, բայց նկարագիրը եղել է չափազանց ճշգրիտ, նա 100 տարով առաջ էր ընկել բոլորից:

Նույն ակադեմիկոս Բերնուլին եկավ այդ եզրակացությանը մաթեմատիկական ճանապարհով և չկարողաավ զարգացնել տեսությունը, իսկ Լոմոնոսովը առանց մաթեմատիկայի տվեց ամբողջ կինետիկ տեսության ցնցող պատկերը:

Այսպիսի օրինակները բազմաթիվ են: Ցավալի է, որ մեր ռուսական գիտությունը հեռու էր կանգնած եվրոպական գիտությունից: 18-րդ դարում գիտնականների միջազգային կապը ամուր չէր և Լոմոնոսովի այդպիսի աշխատանքը, ինչպես այս հարցով, այնպես էլ բազմաթիվ այլ ուրիշ հարցերով, չի ունեցել այնպիսի ազդեցություն միջազգային գիտության զարգացման վրա, ինչին ինքը արժանի էր պատմական պատճառներով, Լոմոնոսովի մեծությամբ: Բայց աշխատանքի արժեքը ինքնին բացառիկ կարևոր է, Լոմոնոսովի աշխատանքը գազերի կինետիկ տեսության մասին բացառիկ երևույթ է:

Ահա հիմնականը, ինչը ես ուզում էի ասել ֆիզիկայի դասընթացի ուսումնասիրման սկզբում և ինչը կարող է ձեզ օգնել: Չիգիտեմ թե ինչպես շարադրեցի այդ հարցերը, դրանք շարադրելը բավականին դժվար է: Դրանք այնքան էլ չեն վերաբերում գիտության հարցերին, այլ ավելի շուտ՝ երիտասարդության հոգեբանությանը: Ես հուսով եմ, որ սա ձեզ կօգնի, որովհետև ֆիզիկայի ուսումնասիրման այս բոլոր փուլերը, բոլոր այս հարցերը ես անցել եմ և թե ինչպես եմ հաղթահարել այդ դժվարությունները՝ ձեզ հիմա դրա մասին էլ պատմեցի: Ես շատ ժամանակ եմ վատնել դրա վրա և կուզենայի, որպեսզի աճող երիտասարդությունը օգտագործի փորձը, որը մենք ձեռք ենք բերում ֆիզիկայի ուսումնասիրման պրոցեսում: Գուցե սա ձեզ օգնի:

Սրանով կարելի է ավարտել հիմնական դրույթների շարադրումը, որոնք կարող են ձեզ օգնել ֆիզիկան ուսումնասիրելիս և սրանով ավարտում եմ ներածական մասը:

Գոյություն ունեն չորս տեսակի փոխազդեցություններ։ Դրանք են գրավիտացիոն, էլեկտրամագնիսկան, թույլ և ուժեղ։ Ֆիզիկայում շարժման փոփոխության պաճառ հանդիսանում է ուժը։ Հետազոտելով մեր շրջակա աշխարհը կարելի է տեսնել բազմաթիվ տարբեր ուժեր, օրինակ՝ ծանրության ուժ, առաձգականության ուժ, ուժ,որը առաջանում է մարմինների շփման ժամանակ և այլն։ Սակայն, երբ հայտնի է դարձել նյութերի ատոմային կառուցվածքը, պարզվել է, որ այդ ուժերի բազմազանությունը ատոմների իրար հետ փոխազդելու արդյունքն են։ Քանի որ ատոմները փոխազդում են էլեկտրաստատիկ դաշտի էլեկտրոնային թաղանթների միջոցով, ապա բոլոր այդ ուժերը էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության տարբեր դրսևորումներ են։ Իսկականից պատկերացրեք երկու բիլիարդի գնդակ բախվելուց։ Միշտ լսվում է բախվելու ձայնը, բայց ինչ է կատարվում այդ ժամանակ։ Ընդամենը փոխազդում են ատոմների էլեկտրոնային դաշտերը։ Այս բազմազան ուժերի մեջ առանձնանում է ծանրության ուժը, որի պատճառը հանդիսանում է գրավիտացիոն փոխազդեցությունը երկու զանգվածային մարմինների միջև։ Որպեսզի հասկացվի, թե ինչ են իրանցից ներկայացնում մնացած փոխազդեցությունները, հարկավոր է ավելի լավ ծանոթանալ աշխարհի տարրական մասնիկներին։

Էլեկտրամագնիսական փոխազդեցությունը շատ նման է գրավիտացիոնին։ Սակայն տարբերությունը այն է, որ այստեղ կան ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական լիցքեր։ Էլեկտամագնիսկան փոխազդեցությունը ավեի մեծ է գրավիտացիոնից ուժեղ հաստատուն կապի շնորհիվ։

Թույլ և ուժեղ փոխազդեցությունները էապես տարբերվում են էլեկտրամագնիսականից։ Այդ փոխազդեցություների ուժի շատ արագ թուլանում է հեռավորության վրա։ Բավական փոքր հեռավորությունների վրա ուժեղ փոխազդեցության ուժը գերազանցում է էլեկտրամագնիսականին։ Այն կայուն է դարձնում այնպիսի ատոմային միջուկներ, ինչպիսին են լիթիումը, նատրիումը և այլն։ Հիմա քննարկենք գրավիտացիոն փոխազդեցությությունները։

Հայտնագործումը․

 Նյուտոնի ձգողության օրենքը բնության ունիվերսալ օրենքներից մեկն է, որի համաձայն բոլոր նյութական մարմինները ձգում են միմյանց։ Ձգողությունը պայմանավորված է մարմինների զանգվածով և անկախ է նրանց շարժման բնույթից և ֆիզիկական ու քիմիական հատկություններից։ Տիեզերական ձգողության օրենքը 1687 թ-ին հայտնագործել է անգլիացի գիտնական Իսահակ Նյուտոնը՝ հիմնվելով Գալիլեո Գալիլեյի, Նիկոլայ Կոպեռնիկոսի, Տիխոն Բրահեի աշխատանքների և հատկապես Իոհան Կեպլերի հայտնագործած՝ մոլորակների շարժման օրենքների վրա:

Տիեզերական ձգողության օրենքը

Երկրի ձգողության ուժն իր շուրջը պտտվող Լուսնին պահում է որոշակի ուղեծրում: Ճիշտ նույն ձևով Արեգակի ձգողության ուժը Երկիրն ու մյուս մոլորակները պահում է իրենց ուղեծրերում: Ձգողության ուժի շնորհիվ է, որ Արեգակը և 100 միլիարդ այլ աստղեր համատեղ կազմում են մեր Գալակտիկան: Քանի որ ձգողության ուժը Տիեզերքում գործում է ամենուրեք, այն անվանում են տիեզերական ձգողություն կամ գրավիտացիա:

Տիեզերական ձգողության օրենքի համաձայն` երկու մարմիններ իրար ձգում են այնպիսի ուժով, որը համեմատական է այդ մարմինների զանգվածներին և հակադարձ համեմատական՝ դրանց միջև եղած հեռավորության քառակուսուն: Նյուտոնի Տ․ ձ֊յան տեսությունն անհրաժեշտ ճշտությամբ բացատրում է Արեգակի շուրջը մոլորակների շարժման օրինաչափությունները, ինչպես նաև աստղերի կառուցվածքի, աստղերի ու դրանցից կազմված համակարգերի դինամիկայի շատ ու շատ հարցեր․ երբ գործ ունենք թույլ գրավիտացիոն դաշտերի հետ։   

Գրավիտացիոն փոխազդեցությունը չորս հիմնական փոխազդեցություններից ամենաթույլն է։ Նյուտոնի օրենքի համաձայն այն հավասար է․   Fg=Gm1m2/r2: Որտեղ m1  ֊ը և m2֊ը փոխազդող մարմինների զանգվածներն են, r֊ը՝ նրանց հեավորությունը, իսկ  G = 6.67·10-11 մ3· կգ–1·սմ–2 −ն գրավիտացիոն հաստատունն է։ Եթե վերցնենք Երկիրը և ցանկացած մարմին որ գտնվում է Երկրի վրա, նրանց միջև ձգողությունը նույնպես կարելի է հաշվել տվյալ բանաձևով։ GmM/r2, որտեղ M֊ը Երկրի զանգվածն է, m֊ը մարմնի, իսկ r֊ը նրանց կենտրոնների հեռավորությունը։ GM r2= g , g֊ն երկրի ձգողությունը, հաշվելով նշված բանաձևը g֊ն մոտավոր ստացվում է 9,7 որը շատ դեպքերում կլորացնում ենք մինչև 10֊ը։ Հետևաբար ուժը հավասար է լինում F=mg: Ինչքան հեռանում ենք Երկրի կենտրոնից, այնքան թուլանում է ձգողությունը, քանի որ ուժը ուղիղ համեմատական է զանգվածներին և հակադարձ համեմատական շառավղին։ Հետևաբար Երկրի բևեռներում ձգողությունը ավելի փոքր կլինի։

Առաձգականության ուժի կաարած աշխատանքը

Բանաձևեր՝ А=Fմիջ•S

Որպես առաձգական մարմնի մոդել դիտարկենք զսպանակը։ Դիցուկ սկզբում այն դեֆորմացված չէ։ Նրա ձած ծայրն անշարժ ամրացված է, իսկ աջ ծայրը նրան ամրացված բեռի հետ միասին կարող է շարժվել հորիզոնական ուղղությամբ՝ շարժվելով աջ կամ ձախ։

Մարմինը տեղափոխենք դեպի աջ՝ ձգելով զսպանակը x1-x2 սմ չափով։ Եթե մարմինը բաց թողենք, ապա զսպանակը կարճանալով՝ կսկսի շարժվել հակառակ ուղղությամբ։ Հաշվենք զսպանակի առաձգականության ուժի աշխատանքը, երբ նրա երկարացումը 15սմ-ից դառնում է 22սմ։ Տվյալ դեպքում առաձգականության ուժի և տեղափոխության ուղղությունները համընկնում են, հեևաբար՝ աշխատանքը հաշվելիս պետք է ուժի և տեղափոխության մոդուլները բազմապատկել։ Սակայն A=Fs բանաձևը անմիջականորեն կիրառել չենք կարող, քանի որ առաձգականության ուժը մարմնի տեղափոխության ընթացքում փոխվում է։ Առաձգականության ուժի կատարած աշխատանքը կարող ենք հաշվել հետևյալ բանաձևով.

Նախագծային ուսուցման շրջանակներում ֆիզիկայի խումբը ընկեր Հասմիկի գլխավորությամբ փորձեր էր պատրաստել 4-րդ և 5-րդ դասարանի սովորողների համար: Քանի որ մոտենում է Զատիկը, փորձերը կապված էին ձվերի հետ: Երեխաները ոգևորությամբ ու հետաքրքրասիրությամբ էին նայում, ու շատ հարցասեր են: Կային փորձեր, որոնք նրանք արդեն արել էին, բայց այստեղ՝ լաբորատորիայում փորձերը արվեցին հատուկ սարքավորումներով և դրանք չկորցրեցին իրենց հետարքրությունը: 

Նախագծի առաջին մասը տես այստեղ:

Այսօր մեր դպրոց հյուր էին եկել <<Թեքնոլոջի ընդ սայնս դայնամիքս>> կազմակերպությունը: Նրանք մեզ համար շատ հետաքրքիր և լի ծրագիր էին պատրաստել: Վարպետության դասին մասնակցում էին նաև մեզ Վանաձորից հյուր եկած սովորողները: Սկզբում Լևոն Արամյանի հետ գնացինք աստղացուցարան: <<Թեքնոլոջի ընդ սայնս դայնամիքս>> կազմակերպությունը մեզ համար նոր հետաքրքիր ֆիլմ էր պատրաստել, որը դիտեցինք աստղացուցարանում: Ֆիլմը հայերեն լեզվով էր, վերաբերվում էր աստղագիտության պատմությանը, թե ինչպես են գիտնականները սկզբում պատկերացրել տիեզերքի կառուցվածքը, և թե ինչպես են ժամանակի ընթացքում հասկացել իրականությունը: Վանաձորցի մեր հյուրերը նույնպես հավանեցին, նրանք առաջին անգամ էին աստղացուցարանում և շատ տպավորված էին: Երբ վերադարձանք ֆիզիկայի լաբորատորիա, կազմակերպության աղջիկներից մեկը մեզ համար պատրաստել էր դասախոսություն կայծակի մասին՝ ինչպես է առաջանում, ինչպես պաշտպանվել և այլն: Ես ֆիզիկայի դասընթացի շրջանակներում արդեն ուսումնասիրել էի կայծակը և այս դասընթացը շատ լավ գիտելիքների համալրում և վերհիշում եղավ ինձ համար: Վանաձորցի հյուրերը ակտիվ մասնակցում էին և հարցեր էին տալիս: Դասընթացից հետո մեզ սպասվում էին հետաքրքիր փորցեր կենսաբանությունից, քիմիայից և ֆիզիկայից: Կենսաբան մասնագետը ցույց տվեց թե ինչպես ելակից անջատել նրա ԴնԹ-ն: Քիմիայից ուսումնասիրում էինք յոդի հատկությունները և նրա ռեակցիաները տարբեր նյութերի հետ, մենք յոդից ստացանք սև լուծույթ: Հետո ևս մի փորձով արեցինք այնպես, որ ջուրը հայտնվեց ձեթի վրա: Ֆիզիկայից կատարեցինք փորձ հեղուկ բյուրեղի հետ: Իմացա, որ նախկինում հեռախոսների էկրանների տակ այդ նյութից են լցրել, և դա է պատճառը, որ մատով դիպչելիս էկրանը իր գույնը փոխել է: Մասնագետը տաքացրեց հեղուկ բյուրեղը և այն սկսեց իր գույները փոխել: Նախկինում ես դեռ այդպիսի բան չէի տեսել, որ նյութը փոխի իր գույները այդպես արագ: Շատ զարմանալի ու հետաքրքիր էր: Եվ վերջին ուշագրավ փորձն այն էր, որ ջրի, հաղորդալարերի, պղնձե և ալյումինե թիթեղների օգնությամբ կարողացանք հոսանք ստանալ: Այսօր ես ևս մեկ նգամ համոզվեցի, որ ֆիզիկան մի հսկայական աշխարհ է և ինչքան էլ իմանաս, մեկ է կան ուշագրավ բաներ, որ չիգիտես:

Շատ շնորհակալ եմ  <<Թեքնոլոջի ընդ սայնս դայնամիքս>>  կազմակերպությանը, Լևոն Արամյանին և իր գործընկերներին այսպիսի դաս կազմակերպելու համար և կցանկանամ որ այսպիսի հանդիպումներ էլի ունենանք: 

Ձմեռային ճամբարի ընթացքում մենք կատարեցինք ֆիզիկայի փորձեր կրտսեր դասարանի երեխաների համար: Փորձերը վերաբերվում էին մթնոլորտային  ճնշմանը: Սկզբում մենք ցույց տվեցինք, որ ցանկացած դատարկ փորձանոթի մեջ կա օդ: Հետո փորձանոթի և թասի մեջ ջուր լցրեցինք և փորձամնոթի բերանը փակելով շրջեցինք թասի մեջ: Արդյունքում ջուրը չթափվեց: Դրսից թասի ջրի վրա ազդում է մթնոլորտային օդի ճնշումը, իսկի շշի կողմից նրա վրա ճնշում է գործադրում շշի միջի ջուրը: Մթնոլորտային ճնշումը այսեղ ավելի մեծ է, քան շշի մեջ գտնվող ջրի ճնշումը: Եվ այհդ պատճառով էլ ջուրը փորձանոթից չի թափվում: 

Մարմնի դիրքը տարածության մեջ որոշելու համար պետք է ունենալ մեկ այլ մարմին, որի նկատմամբ էլ կդիտարկվի առաջինի դիրքը: Այդ մեկ այ մարմինը անվանվում է հաշվարկման մարմին: Եռաչափ տարածության մեջ նյութական կետի դիրքը տրվում է դեկարտյան ուղղանկյուն կոորդինատական համակարգի մեջ: Դրանք 3 փոխուղղահայաց ուղիղների են, որոնց անվանում են կոորդինատական ուղիղներ: Կորդինատային ուղիղների հատման կետը կոչվում է հաշվարկման մարմին կամ հաշվարկման սկզբնակետ, իսկ կետի կոորդինատները որոշվում են այդ ուղիղների վրա կետի պրոեկցիաների միջոցով: 

Այն մարմինը, որի նկատմամբ դիտարկվում է շարջումը կոչվում է հաշվարկման մարմին: 

Մարմնի դիրքի փոփոխությունը այլ մարմինների նկատմամբ անվանում են մեխանիկական շարժում:

Օրինակ՝ ավտոմեքենան շարժվում է ժանապարհի նկատմամբ, իսկ ճանապարհը՝ վարորդի: Արեգակնային համակարգում մոլորակները ժարժվում են պտտվելով Արգակի շուրջ, և շարժվում են իրար նկատմամբ:

Հետևաբար մեխանիկական շարժումը կախված է հաշվարկման համակարգի ընտրությունից: Շարժման հետագիծը նույնպես կախված է հաշվարկման համակարգի ընտրությունից: 

Շարժումը ըստ հետագծի ձևի բաժանվում է երկու տեսակի՝ ուղղագիծ և կորագիծ, իսկ ըստ բնույթի՝ անհավասարաչափ և անհավասարաչափ: 

Հավասարաչափ շարժման ժամանակ մարմինը ցանկացած հավասար ժամանակամիջոցներում անցնում է հավասար ճանապարհ: Հետևաբար մարմնի անցած ճանապարհի հարաբերությունը այն ժամանակին, որի ընթացքում անցել է այդ ճանապարհը, հաստատուն մեծություն է: V=S/t, չափման միավոր ՄՀ-ում-1մ/վ:

Անհավասարաչափ շարժման ժամանակ մարմինը հավասար ժամանակամիջոցներում անցնում է ոչ հավասար ճանապարհներ: Օրինակ՝ մեղվի քայլելը գետնի վրայով:

Անհավասարաչափ շարժման միջին արագությունը մարմնի անցած ամբողջ ճանապարհի հարաբերությունն է այն ժամանակի վրա, որի ընթացքում անցել է այդ ճանապարհը:

Vմիջ=S1+S2+S3/t1+t1+t3

Շարժումը, որի ժամանակ արագության մոդուլն աճում է ,կոչվում  է արագացող շարժում, իսկ նվազող արագության մոդուլովը՝ դանդաղող:

Աշխարհի ժամանակակից աստղագիտական կենտրոններից է Բյուրականի աստղադիտարանը: Հայաստանի Հանրապետության տարածքում կան նաև հին աշխարհի հուշարձաններ (մեգալիթյան կառույցներ), որոնք վկայում են, որ դեռևս քարե դարերում մեր նախնիները նույնպես զբաղվել են աստղագիտությամբ: Դրանք են Քարահունջի (նախկին անվանումը՝ Զորաց քարեր), Մեծամորի և Անգեղակոթի աստղադիտարանները, ինչպես նաև Գեղամա լեռներում գտնվող ժայռապատկերները, որոնցում պատկերված են տարբեր համաստեղություններ և անզեն աչքով երևացող մոլորակները (Վեներա, Մարս, Յուպիտեր, Սատուրն): Ես կներկայացնեմ Քարահունջի նշանավոր մեգալիթյան կառույցը: 

Մեգալիթը նախապատմական դարաշրջանի շինություն է, որը կառուցվել է անմշակ կամ կոպիտ մշակված մակերեսով մեծածավալ քարերից:

Ես փորձել եմ պատրաստել ուսումնական նյութեր ֆիզիկա առարկայից 8 և 9-րդ դասարանների թեմաների վերաբերյալ: Նյութերում փորձել եմ բացատրել տվյալ երևույթը, բերել եմ հավելյալ տեղեկություններ կամ փորձեր դրա մասին: Պատրաստելիս հիմանակնում օգտվել եմ Movie Maker և Power Point ծրագրերից: Բերված նյութերի շարքը շարունակելի է: Հուսով եմ օգտակար կլինի:

1. Մեխանիկական տատանումներ. տատանողական շարժում

2. Մթնոլորտ

3. Ջերմահաղորդականություն

4. Կոնվեկցիա

5. Էլեկտրական դիմադրության հաշվումը հաջորդական շղթայի դեպքում

6. Էլեկտրական դիմադրության հաշվումը զուգահեռ շղթայի դեպքում

7. Էներգիախնայող լուսավորությունը մեր տանը

8. Կայծակ

Նյութերի հեղինակ՝ Սիրանուշ Ասատրյան:

Խորհրդատու ուսուցիչներ Գայանե Մխիթարյան, Հասմիկ Նալբանդյան: