ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Το θέμα της ερευνητικής εργασίας με το οποίο θα ασχοληθούμε αφορά στις ανακαλύψεις δύο μεγάλων επιστημόνων, του Γαλιλαίου και του Άλμπερτ Αϊνστάιν οι οποίες συνέβαλαν σε μεγάλο βαθμό στην εξέλιξη της επιστήμης της Φυσικής.
Αναλυτικότερα, αρχικά θ? ασχοληθούμε με τη σχέση δύναμης-κίνησης όπως μελετήθηκε από το Γαλιλαίο και τη θεωρία του για το ηλιοκεντρικό σύστημα. Στη συνέχεια, θ? αναφερθούμε στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, για την εξήγηση του οποίου ο Αϊνστάιν τιμήθηκε με το βραβείο Nobel το 1921.
Θα ανατρέξουμε στο διαδίκτυο και θα αξιοποιήσουμε βιβλιογραφικές πηγές για να βρούμε πληροφορίες έτσι ώστε να μπορέσουμε ν? αναπτύξουμε τα εξής θέματα:
· Γενική περιγραφή των πειραμάτων-ανακαλύψεων που έχουμε επιλέξει.
· Βιογραφικά στοιχεία των επιστημόνων που ασχολήθηκαν.
· Θετικές και αρνητικές επιδράσεις στη ζωή του ανθρώπου.
· Κοινωνικό, πολιτικό και πολιτισμικό πλαίσιο της εποχής.
· Κατεστημένες αντιλήψεις με τις οποίες ήρθε σε σύγκρουση κάθε νέα ιδέα.
ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ
Α. ΑΛΜΠΕΡΤ ΑΪΝΣΤΑΙΝ
Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν ήταν μεγάλος φυσικός Γερμανοεβραϊκής καταγωγής. Τα παιδικά του χρόνια τα έζησε στο Ούλμ της Βαυαρίας και η τελειοποίηση των σπουδών του έγινε στην Ελβετία. Το 1900 πήρε πτυχίο από το πολυτεχνείο στη Ζυρίχη. Οι θεωρίες του αποτέλεσαν μεγάλο κομμάτι στην εξέλιξη της Φυσικής καθώς ανέπτυξε μια σειρά από θεωρίες που αποδείκνυαν, για πρώτη φορά, την ισοδυναμία μάζας και ενέργειας ενώ ταυτόχρονα έδωσαν εντελώς νέο περιεχόμενο στις έννοιες του χώρου, του χρόνου και της βαρύτητας. Από τις σημαντικότερες στιγμές του επιστημονικού του έργου ήταν:
· Η διατύπωση της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας το 1905.
· Η παρουσίαση της γενικής θεωρίας της σχετικότητας το Νοέμβριο του 1915, ενώπιον της Πρωσικής Ακαδημίας Επιστημών.
· Η ερμηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου για την οποία τιμήθηκε το 1921 με το βραβείο Νόμπελ και αποτελεί μέρος της ερευνητικής μας εργασίας.
Β. ΓΑΛΙΛΑΙΟΣ
Ο Γαλιλαίος γεννήθηκε στις 15 Φεβρουαρίου 1564 στην Πίζα της Ιταλίας και από νωρίς έδειξε σημεία μιας αξιοσημείωτης ιδιοφυΐας καθώς επίσης και την κλίση του στις επιστήμες. Θεωρείται <<ο πατέρας της Επιστήμης>> και ο πρώτος φυσικός με τη σύγχρονη σημασία του όρου, καθώς αντικατέστησε την υποθετική-επαγωγική μέθοδο με την πειραματική και εισηγήθηκε τη μαθηματικοποίηση της Φυσικής. Υποστήριξε τις θεωρίες του Κοπέρνικου για το ηλιακό σύστημα σύμφωνα με τις οποίες η γη και οι άλλοι πλανήτες στρέφονται γύρω από τον ήλιο, κάτι που ήταν άγνωστο για την κοινή αντίληψη της εποχής όπου πίστευαν ότι ο Ήλιος, η σελήνη και τα άστρα περιφέρονταν γύρω από τη γη η οποία έμενε ακίνητη.
ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΕΡΜΗΝΕΙΩΝ ΤΟΥΣ
Α. ΦΩΤΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ
Όταν προσπίπτει κατάλληλη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στην επιφάνεια ενός μετάλλου εκπέμπονται ηλεκτρόνια . Εκείνη την εποχή επικρατούσε η κυματική θεωρία για τη φύση του φωτός η οποία όμως δεν μπορούσε να εξηγήσει την αλληλεπίδρασή του με την ύλη. Το 1900 ο Planck διατύπωσε την κβαντική θεωρία για τη σωματιδιακή φύση του φωτός. Αυτή τη θεωρία χρησιμοποίησε ο Αϊνστάιν το 1905 για να ερμηνεύσει το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.
Β. ΣΧΕΣΗ ΔΥΝΑΜΗΣ?ΚΙΝΗΣΗΣ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ
Σύμφωνα με τη θεωρία του Αριστοτέλη «οτιδήποτε κινείται, κινείται από κάτι άλλο». Η άποψη αυτή σημαίνει ότι η κίνηση ενός σώματος πρέπει να αποδοθεί σε κάποια αιτία και ήταν αποδεκτή έως και την περίοδο του Γαλιλαίου ο οποίος την αμφισβήτησε λέγοντας ότι «αν ένα σώμα κινείται χωρίς την επίδραση κάποιας δύναμης θα συνεχίσει να κινείται ασταμάτητα με σταθερή ταχύτητα». Ο Αριστοτέλης πίστευε επίσης ότι τα βαρύτερα σώματα φτάνουν γρηγορότερα στη γη απ? ότι τα ελαφρύτερα. Η αντίληψη αυτή επικρατούσε στην Επιστημονική σκέψη έως την Αναγέννηση που ο Γαλιλαίος απέδειξε το λάθος αυτού του ισχυρισμού. Λένε ότι από τον πύργο της Πίζας άφησε να πέσουν ταυτόχρονα δυο μεταλλικές σφαίρες διαφορετικής μάζας και παρατήρησε ότι έφτασαν ταυτόχρονα στο έδαφος.
ΘΕΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΑΡΝΗΤΙΚΕΣ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΖΩΗ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ
Στο Γαλιλαίο οφείλεται η καθιέρωση του νέου τρόπου μελέτης της Φύσης, καθώς συνδύασε τη μαθηματική διατύπωση με τον πειραματικό έλεγχο. Με το έργο του έθεσε τους κανόνες που πρέπει να τηρούνται ώστε να μπορούν να μελετηθούν τα φυσικά φαινόμενα και να γίνονται κατανοητά.
Ο Αϊνστάιν ερμήνευσε το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο στο οποίο βασίστηκε η κατασκευή του τρανζίστορ. Άλλες εφαρμογές αποτελούν τα φωτοβολταϊκά κύτταρα και γενικότερα τα φωτοβολταϊκά στοιχεία, σημαντικά επιτεύγματα για τη ζωή του ανθρώπου καθώς μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια.
ΚΑΤΕΣΤΗΜΕΝΕΣ ΑΝΤΙΛΗΨΕΙΣ ΚΑΙ ΝΕΕΣ ΙΔΕΕΣ
Ο Γαλιλαίος τόλμησε να αντιταχθεί στις κατεστημένες αντιλήψεις της εποχής του. Ζώντας στην εποχή της Αναγέννησης απέκτησε πολλούς εχθρούς εξαιτίας των θεωριών του εξαιτίας των οποίων τον θεώρησαν αιρετικό. Πέρασε από την Ιερά Εξέταση και τον ανάγκασαν να αποκηρύξει δημόσια τις πεποιθήσεις του, στις οποίες όμως εξακολούθησε να πιστεύει. Κατά την παράδοση, ο Γαλιλαίος τελειώνοντας την απαγγελία της "απαρνήσεως" των πεποιθήσεών του, που έκανε γονατιστός μπροστά στην Ιερά Εξέταση και καθώς σηκωνόταν, χτύπησε το πόδι του στο έδαφος και πρόσθεσε: "και όμως κινείται" (εννοώντας τη Γη). Στην πραγματικότητα, τη φράση αυτή ή δεν την είπε ποτέ ή κι αν την είπε δεν την άκουσαν οι δικαστές του. Γιατί τότε δεν θα ξέφευγε την καταδίκη του σε θάνατο "επί της πυράς". Πάντως η φράση αυτή απέμεινε σαν σύμβολο της δύναμης της Επιστήμης έναντι σε κάθε προσπάθεια να σκεπαστεί το φως της αληθινής γνώσης. Οι παρατηρήσεις του αποτέλεσαν την αρχή του τέλους για την πεποίθηση, που υποστηριζόταν μέχρι τότε από το εκκλησιαστικό και επιστημονικό κατεστημένο, πως το Σύμπαν είναι τέλεια πλασμένο και πως η Γη είναι στο κέντρο του Σύμπαντος και αποτελεί μοναδικότητα.
Ο Αϊνστάιν δεν ήρθε σε σύγκρουση γενικά με κατεστημένες αντιλήψεις. Στην εποχή οι θεωρίες του έγιναν αποδεκτές και ουσιαστικά άλλαξαν την πορεία της Επιστήμης.
PROJECT: ΤΑ ΜΕΓΑΛΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ (Γαλιλαίος και Αϊνστάιν)
Ομάδα: Angels of science
ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ
1. Ο Αϊνστάιν ήταν καταγωγής:
Α) Γαλλικής
Β) Αυστριακής
Γ) Αμερικανικής
Δ) Γερμανοεβραϊκής
2. Ποιο είναι κατά την γνώμη σας το σημαντικότερο επιστημονικό επίτευγμα του Αϊνστάιν;
Α) Η γενική θεωρία της σχετικότητας
Β) Η ειδική θεωρία της σχετικότητας
Γ) Η μελέτη του φωτοηλεκτρικού φαινομένου
Δ) Η θεωρία των κβάντα
3. Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο έχει εφαρμογή σήμερα:
Α) Στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές
Β) Στο τηλέφωνο
Γ) Στα φωτοβολταϊκά στοιχεία
Δ) Στην τηλεόραση
4. Γνωρίζετε κάποια διάσημη ρήση του Αϊνστάιν; Αν ναι, γράψτε τη παρακάτω.
5. Σε ποιο βαθμό θεωρείτε ότι οι θεωρίες του Αϊνστάιν συνέβαλλαν στη δημιουργία της ατομικής βόμβας;
Α) Πολύ
Β) Λίγο
Γ) Καθόλου
Δ) Δε γνωρίζω
6. Η εποχή που έζησε ο Γαλιλαίος ήταν:
Α) Ο Μεσαίωνας
Β) Η Αναγέννηση
Γ) Η Αρχαιότητα
Δ) Η σύγχρονη εποχή
7. Το γνωστό πείραμα που έκανε ο Γαλιλαίος για την πτώση των σωμάτων έγινε:
Α) Στον πύργο του Άιφελ (Γαλλία)
Β) Στον πύργο της Πίζας (Ιταλία)
Γ) Στο Big Ben (Λονδίνο)
Δ) Στο εργαστήριό του
8. Με ποιο τρόπο τιμωρήθηκε ο Γαλιλαίος για τις θεωρίες του (ηλιοκεντρικό μοντέλο) που ήρθαν σε σύγκρουση με τις κατεστημένες απόψεις τις εποχής (γεωκεντρικό μοντέλο);
Α) Με λιθοβολισμό
Β) Με δηλητήριο που τον οδήγησε σε θάνατο
Γ) Δεν τιμωρήθηκε
Δ) Με απαγχονισμό
9. Που διατύπωσε ο Γαλιλαίος τη γνωστή φράση του «και όμως κινείται»;
Α) Στην Ιερά Εξέταση
Β) Στο δικαστήριο
Γ) Στη φυλακή
Δ) Σε συνέδριο επιστημόνων της εποχής του
10. Ποιου αρχαίου Έλληνα φιλόσοφου τη θεωρία σχετικά με την κίνηση των σωμάτων ανέτρεψε ο Γαλιλαίος;
Α) Του Πλάτωνα
Β) Του Σωκράτη
Γ) Του Πυθαγόρα
Δ) Του Αριστοτέλη Ευχαριστούμε για τη συνεργασία
«ΣΧΟΛΙΑΣΜΟΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟΥ»
Με βάση τις απαντήσεις των ερωτηματολογίων παρατηρήθηκαν τα εξής για τις γνώσεις των μαθητών σε σχέση με τον Αϊνστάιν και τον Γαλιλαίο:
1) Ως προς την καταγωγή του Αϊνστάιν η συντριπτική πλειοψηφία γνώριζε ότι είναι γερμανοεβραϊκής καταγωγής
2) Επίσης παρατηρήθηκε ότι στον κόσμο το γνωστότερο επιστημονικό επίτευγμα του Αϊνστάιν είναι η θεωρία της σχετικότητας αν και ο ίδιος είχε βραβευτεί με νόμπελ φυσικής για την μελέτη του για το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο
3) Παρατηρήθηκε ακόμη ότι οι περισσότεροι θεωρούν ότι ο Αϊνστάιν ήταν στους συμμετέχοντες της δημιουργίας της ατομικής βόμβας παρόλο που δεν ήταν. Τον θεωρούν υπεύθυνο γιατί η δημιουργία της στηρίχτηκε στις θεωρίες του.
4) Για τον Γαλιλαίο οι περισσότεροι πιστεύουν ότι τιμωρήθηκε από την ιερά εξέταση. Στην πραγματικότητα δεν έγινε κάτι τέτοιο γιατί αναγκάστηκε να αποκηρύξει δημόσια τις θεωρίες του.
5) Τέλος επειδή πέρασε από ιερά εξέταση νομίζουν ότι ο Γαλιλαίος έζησε τον Μεσαίωνα ενώ έζησε την περίοδο της Αναγέννησης.
Στην 4 ερώτηση του ερωτηματολόγιου για τις ρήσεις του Αϊνστάιν παρατηρήθηκε ότι οι 5 ποιο γνωστές ήταν:
a) «Δεν νιώθω υποχρεωμένος να πιστέψω πως ο ίδιος ο θεός που μας προίκισε με αισθήσεις, λογική και πνεύμα, μας προορίζει να απαρνηθούμε τη χρήση τους και με κάποιους άλλους τρόπους να μας δώσει τις γνώσεις που μπορούν να αποκτήσουν μέσω αυτών.»
b) «Ο θεός δεν παίζει ζάρια με το σύμπαν.»
c) «Δύο πράγματα δεν είχαν όριο ¨Το σύμπαν¨ και ¨η ανθρώπινη¨ ηλιθιότητα, αν και για το δεύτερο δεν είμαι σίγουρος.»
d) «Η φαντασία είναι πιο σημαντική από τη γνώση.»
e) «Μονρόε: Αν κάναμε παιδί μαζί θα έπαιρνε την δική μου ομορφιά και το δικό σου μυαλό. Αϊνστάιν: Φαντάζεσαι όμως να γίνει το αντίθετο.»
«ΕΠΙΛΟΓΟΣ»
Τελειώνοντας την ερευνητική μας για τον Αϊνστάιν να πούμε πως αποκομίσαμε πολλά σχετικά με τις θεωρίες των δύο αυτών επιστημόνων που συνέβαλλαν καταλυτικά στην εξέλιξη της Φυσικής. Οι θεωρίες αυτές ήταν οι Σχέση Δύναμης-Κίνησης και η θεωρία πτώσης των σωμάτων του Γαλιλαίου και το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο του Αϊνστάιν για το οποίο δεν γνωρίζουμε. Μέσα από μια εποικοδομητική συνεργασία με τα μέλη της ομάδας διευρύναμε τις γνώσεις μας.
«Βιβλιογραφία»
ΦΥΣΙΚΗ
ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ
A? ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ
ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ ΕΚΔΟΣΕΩΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΩΝ ΒΙΒΑΙΩΝ
ΑΘΗΝΑΙ, 2008
ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑ ΒΙΟΥ ΜΑΘΗΣΗΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ
ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΙΩΑΝΝΗΣ Α. ΒΛΑΧΟΣ
ΙΩΑΝΝΗΣ Γ. ΓΡΑΜΜΑΤΙΚΑΚΗΣ
ΒΑΣΙΛΗΣ Α. KΑΡΑΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ
ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ B. ΚΟΚΚΟΤΑΣ
ΠΕΡΙΚΛΗΣ EM. ΠΕΡΙΣΤΕΡΟΠΟΥΛΟΣ
ΓΙΩΡΓΟΣ B. ΤΙΜΟΘΕΟΥ
ΦΥΣΙΚΗ
ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ? ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΕΤΡΟΣ ΓΕΩΡΓΑΚΑΚΟΣ
ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΣΦΑΡΝΑΣ ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ ΣΚΑΛΩΜΕΝΟΣ
ΙΩΑΝΝΗΣ ΧΡΙΣΤΑΚΟΠΟΥΛΟΣ
ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ ΕΚΔΟΣΕΩΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΩΝ BIBΛΙΩΝ - ΑΘΗΝΑ1999
«Δικτυογραφία»
http://el.wikipedia.org/
