Эрик Роджерс - Физика для любознательных. Том 3. Электричество и магнетизм. Атомы и ядра

Фиг. X.

35. Предположим, что в процессе исследования вам понадобилось знать удельную теплоемкость какого-то масла и вы решили оценить ее с помощью маленькой электрической нагревательной спирали. Опишите коротко измерения, которые вы должны проделать, и скажите, как можно вычислить удельную теплоемкость. Предполагается, что у вас есть любой прибор, включая подходящую нагревательную спираль и батарею, но нет вольтметра. (Если вам хочется, можете использовать омметр.) (~ 1/ 2страницы.)

36. В цепи, показанной на фиг. XI, R 1, R 2, R 3— проволоки одного и того же типа и равной длины. Сопротивление каждой 1 ом. В качестве батареи включена 6-вольтовая автомобильная батарея. Сопротивлением всех соединяющих проводов и батареи можно пренебречь. Пусть Р и Q — простые измерительные приборы, включаемые для чувствительных измерений.

а) Какой тип прибора Р следует использовать?

б) Какой тип прибора Q здесь нужен?

в) Если переключатель S выключен («открыт»), что покажут Р и Q ?

г) Когда переключатель S включен, что покажут Р и Q ?

д) Если переключатель S включен, но проволока R 1удалена или разорвана, что покажут приборы?

Фиг. XI.

37. «В построении областей науки теория и эксперимент часто играют дополнительные роли». Внимательно обсудите это утверждение, иллюстрируя ваше обсуждение примерами из книги.

38. Что подразумевается под законом в науке? (~2 страницы.)

(Очевидно, что на этот вопрос нет единого «правильного ответа».) Вас приглашают высказать свое собственное мнение и замечания, скажем, интеллигентному, но не занимающемуся наукой человеку, который задает такие вопросы: что такое законы, почему приборы (или природа) подчиняются им, как они используются, справедливы ли они? Если можно, дайте примеры из этого курса.

39. а) Что вы должны иметь в виду как ученый, если вы характеризуете эксперимент как хороший, или успешный (~1 страница)? (Очевидно, что на этот вопрос нет единого «правильного ответа». Вас приглашают высказать свое мнение и заключения, скажем, интеллигентному человеку, не занимающемуся наукой, который говорит: откуда вы знаете, экспериментируете вы или просто играете с приборами, и какая разница между исследованием и обычными техническими измерениями? (Дайте, если хотите, примеры из какой-либо работы, проделанной вами при изучении этого курса.)

б) Несколько лет назад Автодорожное управление разметило несколько необычной системой белых линий полотно дорог, имеющих плохие обочины на поворотах, и расставило знаки: «Автодорожное управление. Экспериментальная маркировка дорог». Обсудите смысл «успеха» такого эксперимента.

40. Напишите реферат на тему одной из предлагаемых пар видов деятельности. Сравните в ваших рассуждениях: используемые методы, ценность того, что вы достигаете, предмет и цель деятельности.

1) Физика и поэзия.

2) Физика и история.

3) Физика и критика (литературная, музыкальная и т. п.).

41. Каковы, по вашему мнению, основные задачи и функции теоретической физики?

При ответе на этот вопрос обсудите некоторые из следующих примеров:

— Резерфордовская картина атома.

— Кинетическая теория газов.

— Теория относительности.

— Ранние работы по радиоактивности или рентгеновским лучам (из самостоятельного чтения).

42. Обратитесь к книгам:

«A History of Science» by sir William Dampier ,

«Out of My Later Years» by Albert Einstein ,

«Experiment and Theory in Physics» by Max Bo rn,

«The Edge of Objectivity» by Charles Gillispie

и другим книгам по философии науки. Затем напишите короткий реферат, отвечающий своими словами на вопрос: какие задачи у теоретической физики?

43. а) Как научное знание приходит в физику? Обсудите роли, которые играют наблюдения, эксперимент и математика. Дайте примеры.

б) Может ли только одна математика дать новые знания о реальном мире? Если это так, укажите пример и критически проанализируйте его. Если нет, объясните, почему математика важна, если она может только воссоздать то, что мы уже узнали из эксперимента.