Сценарий школьной физико-математической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Л. Д. Ландау
| Вид материала | Сценарий |
- О проведении 19-21 мая 2010 года в г. Днепропетровске международной научно-практической, 47.26kb.
- План мероприятий, посвященных 100-летию со дня рождения Героя Советского Союза Иванова, 30.29kb.
- Уважаемые коллеги! Организационный комитет, 72.96kb.
- Уважаемые коллеги! Организационный комитет, 72.05kb.
- Психология будущего Материалы научно-практической конференции, посвященной 150-летию, 1760.36kb.
- Международной конференции студентов и молодых учёных, посвященной 200-летию со дня, 40.74kb.
- Летию со дня рождения м. В. Ломоносова. С какими трудностями столкнулся М. В. Ломоносов, 105.17kb.
- Программа всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и студентов,, 94.07kb.
- Сегаль Л. Е., «Некоторые вопросы преподавания изучения дисциплины «Навигация»», 18.9kb.
- Программа международной научно-технической конференции, посвященной 100-летию со дня, 190.07kb.
Брагина Е.Л.
Сценарий школьной физико-математической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Л.Д.Ландау.
1. В начале 20 века была расхожей шутка, что квантовая революция в естествознании 20 столетия проходила в детских садах Англии, Дании, Германии, Швейцарии и России…
Эйнштейну было 26 лет, когда он наряду с теорией относительности, разработал квантовую теорию света, Нильсу Бору -28, когда он построил квантовую модель атома, Вернеру Гейзенбергу -24 в пору создания им варианта квантовой механики. Поэтому никого не поразил юный возраст доктора из Ленинграда, который в декабре 1929года прибыл в мировую столицу квантовой физики в датский город Копенгаген к великому Нильсу Бору. Это был 22-летний физик Лев Ландау. К этому времени он был автором доброго десятка самостоятельных работ по квантовым проблемам. Первую из них он написал в 18 лет, будучи студентом физико-математического факультета Ленинградского университета.
Этот этап в развитии науки о макромире называли «эпохой бури и натиска». На рубеже 19-20 веков шла борьба против классических представлений в естествознании. Лев Ландау был один из тех, кто просто создан для научных бурь и натиска.
Ландау любил в шутку повторять, что он опоздал родиться на несколько лет. «Как все красивее девушки уже разобраны, так все хорошие задачи уже решены». Однако вся жизнь Ландау продемонстрировала, как много непознанного оставили на его долю микро- и макромир.
Наша сегодняшняя традиционная школьная научно-практическая конференция «От Ломоносова до наших дней» посвящена столетнему юбилею великого российского физика, лауреату Нобелевской премии Льву Давидовичу Ландау.
Совершенно логично первый доклад посвятить биографическому очерку этого человека. Слово предоставляется Анастасии Есиповой, ученице 8 класса.
………………………………………………………………………
2. Николай Иванович Лобачевский, русский математик, создатель неевклидовой геометрии, в актовой речи перед выпускниками Казанского университета, ректором которого он был, с твердой убежденностью повторил слова известного философа Бэкона: «Спрашивайте природу, она хранит все истин, и на вопросы ваши будет отвечать вам непременно и удовлетворительно». Настоящего ученого отличает именно умение «спрашивать природу».
Большинство законов природы, управляющих всем многообразием явлений, подчиняются принципам симметрии. Симметрия буквально пронизывает весь окружающий нас мир. Симметрия бабочки и кленового листа, симметрия в форме автомобиля и самолета, симметрия в ритмичном построении стихотворения и музыкальной фразы, симметрия орнаментов и бордюров, симметрия атомной структуры молекул и кристаллов.
Понятие симметрии проходит через всю историю человеческого творчества. Оно встречается уже у истоков человеческого знания; ее широко используют все без исключения современные науки. Принципы симметрии играют важную роль в физике и математике, химии и биологии, технике и архитектуре, живописи и скульптуре, поэзии и музыке.
Симметрия лежит в самой основе естественнонаучной картины мира – это симметрия физических явлений и законов природы, симметрия пространства. Именно эти проблемы занимали физика Ландау. Открытия ученых Ли и Янга о несохранении четности при слабых взаимодействиях, породили в физике новые трудности, в стороне от которых не остался Лев Ландау. Для разрешения противоречия он предложил принцип комбинированной четности. И хотя это предложение не разрешило проблему, но значительно продвинуло ее решение.
«Изучая физику, мы знакомимся с огромным количеством законов - законы гравитации, электричества и магнетизма, ядерных взаимодействий и т. д. Но все это многообразие законов пронизано несколькими общими принципами. Примерами таких принципов могут служить некоторые виды симметрий», - так писал современник Ландау, лауреат Нобелевской премии, американский физик-теоретик Ричард Фейнман.
Симметрия многолика. Она связана с упорядочностью и уравновешенностью, с целесообразностью и полезностью, пропорциональностью и соразмерностью, красотой и гармонией.
Именно эту многогранность должны нам продемонстрировать следующие выступающие.
……………………………………………………………………………..
3.Симметрия может быть как внешней так и внутренней. Внешняя геометрическая симметрия, подчеркивает красоту формы, но она является следствием его внутренней симметрии – упорядочного расположения атомов в пространстве – кристаллической решетки. Она представляет собой природный трехмерный орнамент.
О кристаллах пойдет речь в докладе Кушнеровой Ирины, ученицы 9 класса.
……………………………………………………………………………
4.Лев Ландау рано проявил себя как теоретик. На семинарах он чувствовал себя свободно, легко вступал в полемику с кем угодно, в том числе и с руководителем. И часто оказывался прав. А вот заниматься экспериментом органически не мог. Эксперимент ему не давался. Будучи студентом третьего курса университета, он никак не мог сдать лабораторию по оптике. Глядя, как мучается Ландау, его товарищи пошли к декану, и тот предложил вместо лаборатории два математических курса. Не прошло и двух недель как оба курса были сданы.
Но ученый не мог отрицать важность эксперимента и всегда тесно сотрудничал с представителями экспериментальной физики. Среди его коллег был Петр Леонидович Капица. В 1983 году он получил Нобелевскую премию «за основополагающие открытия и изобретения в области физики низких температур». Успеху, несомненно, способствовала тесная и постоянная связь теоретика Ландау с экспериментаторами.
« Главная его сила была в ясном и строгом логическом мышлении, основанном на крайне широкой эрудиции, - говорил Капица. – Он любил изучать результаты эксперимента, облекать их в математическую форму, а затем выяснять их значение для теории. Он понимал, что в научном исследовании связь между теорией и экспериментом должна быть совершенно отчетливой. Экспериментаторы, в свою очередь, очень любили обсуждать с Ландау полученные результаты».
Следующий выступающий явно принадлежит к когорте экспериментаторов. Работа Дмитрия Попырина, ученика 8 класса так и называется «Физические опыты».
……………………………………………………………………………
5. Работы Ландау объединяет одна характерная черта виртуозное применение математического аппарата для решения сложных задач. « Все физики-теоретики приходят в науку от математики, и я не стал исключением. В 12 лет умел дифференцировать, а в 13 – интегрировать», вспоминает ученый.
Сдавать экзамены профессору Ландау было очень трудно. «Если человек не знает алгебры, он в жизни не выведет ни одной формулы!»- не раз восклицал ученый. Современный физик-теоретик попросту не может состояться без свободного владения математическим аппаратом, под которым Ландау понимал математическую технику, то есть умение решать конкретные математические задачи. Сам Ландау считался в этом виде чемпионом. Он считал, что технические трудности не отвлекали от решения идейных, физических проблем, не приковывали к себе главного внимания.
Математическое моделирование позволяет описывать различные явления на «языке» цифр. И даже гармонию и красоту можно «проверить алгеброй». О математическом описании замечательных кривых наш следующий доклад. Колесникова Ирина и Федулова Елена в своем выступлении расскажут о симметрии на языке функций.
…………………………………………………………………
4. Но предмет математики настолько серьезен, что не мешало бы сделать его немного занимательным. Причем занимательность и игра для математиков понятие относительное. В ее истории очень много фактов, когда из казалось бы развлекательных занятий рождались математические теории и даже целые направления в науке. Так из игры в кости выросли комбинаторика и теория вероятности, а из развлечения с латинскими или магическими квадратами выросла теория, которая помогает учесть все возможные варианты в экспериментах в сельском хозяйстве, физике, химии, технике.
Подробнее о математических квадратах расскажет нам Иванова Регина, ученица 8 класса.
……………………………………………………………..
6. Квадрат удивительная фигура. Мало того, что он обладает центральной, осевой, поворотной симметриями, но его можно разрезать на конечное число квадратов, подобных ему самому. Это свойство в геометрии носит название самоподобия. Это свойство присуще правильному треугольнику, кубу, и ряду других фигур весьма причудливой формы. Самоподобием обладают многие объекты в природе.
В поэтической форме идею самоподобия выразил поэт Валерий Брюсов:
«Быть может, эти электроны -
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны,
И память сорока веков!
Еще, быть может, каждый атом-
Вселенная, где сто планет;
Там все, что здесь, в объеме сжатом,
Но так же то, чего здесь нет».
Развивая идею самоподобия, в математике выросла целая теория – теория фракталов. О ней нам поведает Авдошкин Александр, ученик 8 класса.
…………………………………………………………………………
7. Рассказывают, что некий юноша обратился к мэтру (наставнику) с просьбой о напутствии – он хотел стать физиком. Но мэтр ответил, что у физики нет перспектив: на почти безоблачном небе открытых истин видны лишь два небольших облачка – опыт Майкельсона (он доказал независимость скорости света от движения Земли) и законы излучения. Скоро они рассеются, и физике будет нечего делать. Это было в конце 19 века.
Через несколько лет из первого облачка родилась теория относительности, а из второго – квантовая механика. Говоря об этих направлениях, мы не можем не вспомнить имя Альберта Эйнштейна. Прежде всего, это имя связывают с общей теорией относительности, которая разрушила представления о «плоском» мире. Геометрия мира предстала «искривленной» и связанной с тяготением. Была реабилитирована геометрия Лобачевского.20-ые 30-ые годы стали временем интенсивного развития геометрии.
Тогда же научный мир ожидал и другой «шок»: развитие квантовой механики. Именно в этой сфере были выполнены основные работы Льва Ландау.
В 1905 году Эйнштейн опубликовал три работы. Одна из них была посвящена специальной теории относительности, другая – квантовой механике, а третья – теории броуновского движения. Математическую теорию броуновского движения построил наш соотечественник Андрей Николаевич Колмогоров. Он соединил физическую теорию Эйнштейна с теорией вероятности.
Ландау и Колмогоров. Две значительные величины в российской науке 20 века. Они были современниками, оба творили на благо науки. Оба имели свою школу, оба заботились о совершенствовании образования подрастающего поколения, по их учебникам учатся и сейчас.
Оба трепетно относились к математике. В биографии Колмогорова есть любопытный эпизод. Когда ему было 17 лет, он решил изучать историю Новгородской земли 15 века. Докладывая результаты своих исследований на университетском семинаре, он услышал от профессора Бахрушина, что его выводы не могут претендовать на окончательность, так как «в исторической науке каждый вывод должен быть обоснован несколькими доказательствами». Рассказывая об этом впоследствии, Андрей Николаевич добавлял: «И я решил уйти в науку, в которой для окончательного вывода достаточно одного доказательства». История потеряла гениального исследователя – математика его приобрела.
Что их объединяло, что разделяло? Сделайте эти выводы сами, прослушав выступление Светланы Петренко, ученицы 9 класса.
……………………………………………………………………………….
8. Лев Давидович Ландау останется в истории науки одной из легендарных фигур 20 века, - века, заслужившего трагическую честь называться атомным. По прямому свидетельству Ландау, он не испытывал ни тени энтузиазма, участвуя в бесспорно героической эпопее создания советской ядерной энергетики. Им двигали только гражданский долг и неподкупная научная честность. В начале 50-ых он сказал: «…надо употребить все силы, чтобы не войти в гущу атомных дел… Целью умного человека является самоотстранение от задач, которое ставит перед собой государство…»
Несмотря на резкие высказывания, Ландау был истинным гражданином своей страны. Он не раз получал приглашения от различных иностранных университетов, где высоко ценили блестящие способности молодого физика из Советской России. Но ответ был неизменно твердым: «Нет! Я вернусь в свою рабочую страну, и мы создадим лучшую в мире науку»
Перед смертью он сказал: «Я неплохо прожил жизнь. Мне всегда все удавалось».
Этот век был не только атомным, но и по праву может называться и космическим веком. Это 50 лет назад русские опять поразили мир – был запущен первый искусственный спутник Земли. Началась новая эра исследования макромира –
космическая. Завершает нашу конференцию выступление Ищенко Юлии «Первые космонавты». Это именно они воспользовавшись достижениями науки, смогли увидеть неисчерпаемую красоту Вселенной.
……………………………………………………….
8.«Я – поэт. Этим и интересен», - сказал Маяковский.
Ландау – физик. Во многом исключительный, непохожий на других. Этим и интересен.