Mekanik - klassisk og moderne: Integration eller konfrontation?
Du skal være logget ind for at se denne fil..
Ansvarlig:
Robert Wilbrandt
Bornholms Amtsgymnasium
rw@bornholm-gym.dk
Fag kombination
Fysik
Filosofi
Elevens uddannelsestid i klokketimer
Produceret
10. jan 2008
Medforfattere
Hovedforfatter til dette forløb er Claus Munchow. Materialet er principielt copyright, men må anvendes frit i undervisningen.
Synopsis
Hovedforfatter til dette forløb er Claus Munchow. Materialet er principielt copyright, men må anvendes frit i undervisningen.
Forløbet rummer fire hæfter, "Mekanik" (23 sider), "Determinismen i den klassiske fysik" (18 sider), "Kerne- og atomfysik" (41 sider), og "Principia i stort og småt" (28 sider). Ud over at fremstille den klassiske mekanik på traditionel vis og kvantemekanikkens nye problemstillinger i traditionelle sammenhænge, altså som lærebøger, sigter forløbet mod at påvise de meget store filosofiske forskelle de to mekaniske systemer fører til.
På grundlag af den elementære fremstilling af den Newtonske mekanik i "Mekanik" kan "Determinismen i den klassiske fysik" understrege determinismen i en række makroskopiske eksempler ved hjælp af numerisk integration i Excel. Idet "Mekanik" også indfører trykkræfter på et elementært niveau kan "Determinismen i den klassiske fysik" derefter analysere gaslovene og vise at de resulterer af en simpel model for énatomige gasser og Newtons love. Den determinisme som således ligger i disse love, synes dermed at gælde såvel i den makroskopiske verden som i den mikroskopiske, så en fuldstændig forståelse af den fysiske verden synes blot at være et spørgsmål om at regne færdigt på mere komplicerede systemer. Det var den hybris der greb mange fysikere i slutningen af det 19. århundrede. Men det skulle jo gå noget anderledes.
"Kerne- og atomfysik" starter med kernefysik som bestemt er simplere end atomfysik. Den føres igennem nukleosyntesen, s- og r-processer og rummer altså en beskrivelse af verdensrummets dannelse. Om end allerede henfaldsloven introducerer indeterminismen, så går det først for alvor løs med paradigmeskiftet i atomfysikafsnittet med Bohrs atommodel, partikel/bølgedualiteten og dobbeltspalteeksperimentet.
Kausalitetsbegrebets begrænsede gyldighed, indeterminismen og den nye iagttagelsessituation sat i relation til den uomgængelige selvreference når vi tænker over verden, er den provokerende konklusion i dette hæfte.
Principia i stort og småt er medtaget i pakken fordi den behandler flere af de ovenfor nævne emneområder, blot på et absolut A-niveau, og fordi den er blevet fundet og brugt af flere i forbindelse med den store studieretningsopgave.
Ud fra Newtons love indeholder "Principia i stort og småt" en fuldstændig udledning af Keplers love, virialteoremet, behandling af 2-dimensionalt stød og dette brugt på neutronindfangningstværsnit og moderering af neutroner og comptonspredning, samt den kinetiske molekylteori for énatomige gasser uden simplificerende forudsætninger.
Som det fremgår af listen af dokumenter og det samlede omfang, så dækker det foreliggende materiale meget bredt. Set som samlet pakke, så ligger stoffet på A-niveau og derudover (studieretningsopgaver og -projekter, mm.). Men dele af det kan ligeledes uden videre anvendes indenfor mange forskellige beslægtede emneområder i undervisningsforløb på B-niveau.
"Keywords": Mekanik, atomfysik, kernefysik, atomer, kerner, kvantemekanik, determinisme, Principia, radioaktivitet, henfald, halveringstid, indeterminisme, bindingsenergi, fission, fusion, Newton, frit fald, skråt kast, Kepler, Keplers love, gasser, tryk, Boyle-Mariotte, Gay-Lussac, nukleosyntese, Big Bang, stjernedannelse, atommodeller, Bohr, dobbeltspalte, bølge-partikel-dualitet, ubestemthedsrelationer, komplementaritet, kinematik, dynamik, Newtons love, kraft, gravitation, stød, kinetisk molekylteori.
