Эмпирическое изучение свойств атомов

Эмпирический уровень познания и эмпирические методы познания, роль эксперимента в науке. Электронная система и химические свойства атома, металлические и неметаллические свойства атомов. Энергия ионизации и сродства к электрону, электроотрицательность.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Содержание

1. Эмпирический уровень познания. Эмпирические методы познания (наблюдение, описание, измерение, эксперимент). Роль эксперимента в науке (примеры). В чем отличие эксперимента от наблюдения? Какие естественные науки основываются главным образом на наблюдении? Приведите примеры

1.1 Эмпирический уровень и методы познания

1.2 Роль эксперимента в науке, его отличие от наблюдения

1.3 Естественные науки, основанные на наблюдении

Вывод

2. Электронная система атома и его химические свойства. Что понимают под металлическими и неметаллическими свойствами атомов? Энергия ионизации, энергия сродства к электрону и электроотрицательность. Каковы причины и характер их изменения с увеличением заряда ядер атомов элементов в период или группе?

2.1 Электронная структура атома, его химические свойства

2.2 Металлические и неметаллические свойства атомов

2.3 Энергия ионизации, энергия сродства к электрону, электроотрицательность

Вывод

Список литературы

1. Эмпирический уровень познания. Эмпирические методы познания (наблюдение, описание, измерение, эксперимент). Роль эксперимента в науке (примеры). В чем отличие эксперимента от наблюдения? Какие естественные науки основываются главным образом на наблюдении? Приведите примеры

1.1 Эмпирический уровень и методы познания

Эмпирический уровень - это этап сбора данных (фактов) о социальных и природных объектах. На эмпирическом уровне изучаемый объект отражается преимущественно со стороны внешних связей и проявлений. Главным для этого уровня является фактифицирующая деятельность. Эти задачи решаются с помощью соответствующих методов. Эмпирический уровень познания характеризуется непосредственным исследованием реально существующих, чувственно воспринимаемых объектов. На этом уровне происходит процесс накопления информации об исследуемых объектах, осуществляется первичная систематизация получаемых фактических данных в виде таблиц, схем, графиков и т. п.

Эмпирический уровень познания включает в себя такие методы познания как наблюдение, описание, измерение, эксперимент.

Наблюдение - это целенаправленное изучение и фиксирование данных об объекте, взятом в его естественном окружении; данных, опирающихся в основном на такие чувственные способности человека, как ощущения, восприятия и представления.

Результатами наблюдения являются опытные данные, а возможно - с учетом первичной (автоматической) обработки первичной информации - схемы, графики, диаграммы и т. п. Структурные компоненты наблюдения: сам наблюдатель, объект исследования, условия наблюдения, средства наблюдения (установки, приборы, измерительные инструменты, а также специальная терминология в дополнение к естественному языку).

Описание -- познавательная операция, состоящая в фиксировании результатов опыта (наблюдения или эксперимента) с помощью определенных систем обозначения, принятых в науке (схемы, графики, рисунки, таблицы, диаграммы и т.п.).

Измерение -- совокупность действий, выполняемых при помощи определенных средств с целью нахождения числового значения измеряемой величины в принятых единицах измерения. При измерении сопоставляются качественно одинаковые характеристики. Здесь мы сталкиваемся с вполне типичной для научных исследований ситуацией. Сам процесс измерения, несомненно, является экспериментальной операцией. Но вот установление качественной одинаковости сопоставляемых в процессе измерения характеристик относится уже к теоретическому уровню познания. Чтобы выбрать эталон единицы величины, необходимо знать, какие явления эквивалентны друг другу; при этом предпочтение будет отдано тому эталону, который применим к максимальному числу процессов. Длину измеряли локтями, ступнями, шагами, деревянным метром, платиновым метром, а теперь ориентируются на длины электромагнитных волн в вакууме. Время измеряли по движению звезд, Земли, Луны, пульсом, маятниками. Теперь время измеряют в соответствии с принятым эталоном секунды. Одна секунда равна 9192 631 770 периодам излучения соответствующего перехода между двумя определенными уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия. Как в случае с измерением длины, так и в случае измерения физического времени эталонами измерения избрали электромагнитные колебания. Такой выбор объясняется содержанием теории, а именно квантовой электродинамики. Как видим, измерение теоретически нагружено. Измерение может быть эффективно осуществлено лишь после выявления смысла того, что измеряется и каким образом.

Эксперимент -- активное и целенаправленное вмешательство в протекание изучаемого процесса, соответствующее изменение объекта или его воспроизведение в специально созданных и контролируемых условиях. Латинское слово "экспериментум" буквально означает пробу, опыт. Эксперимент и есть испытание изучаемых явлений в контролируемых и управляемых условиях. Экспериментатор стремится выделить изучаемое явление в чистом виде, с тем чтобы было как можно меньше препятствий в получении искомой информации. Постановке эксперимента предшествует соответствующая подготовительная работа. Разрабатывается программа эксперимента; если нужно, то изготавливаются специальные приборы, измерительная аппаратура; уточняется теория, которая выступает в качестве необходимого инструментария эксперимента.

Составляющими эксперимента являются: экспериментатор; изучаемое явление; приборы. В случае приборов речь идет не о технических устройствах типа компьютеров, микро- и телескопов, призванных усилить чувственные и рациональные возможности человека, а о приборах-детекторах, приборах-посредниках, фиксирующих данные эксперимента, испытывающих непосредственное влияние изучаемых явлений. Как видим, экспериментатор находится "во всеоружии", на его стороне кроме всего прочего профессиональный опыт и, что особенно важно, владение теорией. В современных условиях эксперимент чаще всего проводится группой исследователей, которые действуют согласованно, соизмеряя свои усилия и способности.

1.2 Роль эксперимента в науке, его отличие от наблюдения

эмпирический энергия атом электрон

Как доказать состоятельность свой идеи? Как проверить формулу? Без чего не примут на вооружение теорию? Ответ очевиден. Без старого доброго эксперимента. Именно эксперимент заставляет нас поверить в утверждение.

Эксперимент разрушает устоявшиеся мифы и открывает глаза на новые грани науки. Эксперимент обладает захватывающим азартом, дает надежду на открытие неизведанного, придает дух первооткрывателя, стимулирует выброс эндорфинов в мозгу и создает мандраж в испытателе.

Пастер, испытавший вакцины на самом себе, Галилей, вступивший в конфликт с католической церковью, Архимед, погибший от рук римлян ни на секунду не колебались в своих исследованиях и экспериментах.

Некоторые эксперименты в мировой науке остались в ряде «безумных». Например, французский врач Николаус Миновици, чтобы исследовать асфикцию (удушение), вешался в буквальном смысле сам! Максимальное время в петле 26 секунд. Вот что описывал экспериментатор после эксперимента: «Как только ноги оторвались от опоры, веки мои судорожно сжались. Дыхательные пути были перекрыты настолько плотно, что я не мог сделать ни вдоха, ни выдоха. В ушах раздался какой-то свист, я уже не слышал голоса ассистента, натягивавшего шнур и отмечавшего по секундомеру время. В конце концов, боль и недостаток воздуха заставили меня остановить опыт. Когда эксперимент был закончен, и я спустился вниз, из глаз моих брызнули слезы».

Легендарный океанолог Жак Ив Кусто также вошел в этот список погружаясь в воду в самодельных экипировках, сделанных из мотоциклетной камеры и противогаза.

Мария Склодовская-Кюри проводила эксперименты с радиоактивными элементами, сама не зная насколько это опасно для жизни и умерла от их воздействия.

Продожать список можно еще долго и долго. Но не обязательно, чтобы эксперимент был опасным, большее число экспериментов безопасны для здоровья и жизни человека. Стать знаменитым можно и не совершая опасных опытов, либо соблюдая все меры безопасности.

Определений эксперимента и разделений на виды много. Попробую дать свою интерпретацию научного эксперимента.

Эксперимент - это метод познания, с участием человека, как наблюдателя или составляющей этого процесса, для получения получения информации в целях исследования. Эксперимент ставит последнюю точку. Он может подтвердить или опровергнуть теорию. Эксперимент также может породить новые идеи и теории. Такова роль эксперимента в науке. Эту роль нельзя переоценить. Вот почему строят супердорогие адронные коллайдеры с бюджетом миллиарды долларов и временем постройки несколько лет, строят огромные научно-исследовательские лаборатории, требующие колоссальных затрат.

Эксперимент и наблюдение. Есть ли существенное различие между этими двумя фазами исследования? Вслед за Клодом Бернаром мы скажем нет, уточняя, однако, при этом, что же их все-таки различает.

Уже в XIII веке Роджер Бэкон отличал пассивное, обычное наблюдение от активного, научного наблюдения. При всяком наблюдении, как и во всяком эксперименте, исследователь констатирует какой-то факт. Последний всегда является в какой-то степени ответом на вопрос. Мы находим лишь то, что ищем. Эта прописная истина, однако, многими забывается. В консультациях и лабораториях ломятся шкафы от протоколов наблюдени...