ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Панаиоти Николай Николаевич / Запись

НА ТО И ОКУНЬ В ПЕДАГОГИКЕ, ЧТОБ МАССА НЕ ДРЕМАЛА.

panaioty
11.05.2006
13:15
Перечитал статью Л.Б.Окуня "Масса. Энергия. Относительность."
http://physics.mipt.ru/S_I/Okun.pdf

Автор доказывает неправомерность использования термина "масса покоя" при начальном ознакомлении учащихся с основами СТО. Для этого приводятся и "эстетический" (он назван первым), и "этический" (при этом придумываются мысли Эйнштейна), и "философский", и "терминологический" аргументы.
Кстати, по поводу "философского" аргумента у меня возник философский вопрос: а изменение какой энергии не сопровождается изменением массы.
Дословно - "любой массе отвечает энергия, но отнюдь не наоборот: не любой энергии отвечает масса".
Эта статья оказала большое влияние на преподавание физики в нашей стране и на качество учебников по физике. Но ооб этом в другой раз. А вот за Эйнштейна обидно. Он в своей первой работе по СТО говорит о продольной и поперечной массах. Старался сохранить преемственность физик, определяя силу, как произведение массы на ускорение.
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

11.05.2006 14:37#
voix
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
А почему вместо продольной и поперечной масс, не говорить о продольной и поперечной инертности?

От понятия "гравитационная масса" в физике также отказались? А ведь эта масса не является инвариантной.
11.05.2006 14:57#
panaioty
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Говорить можно. НО, зачем.
Не понял фразу о том что в физике отказались от понятия гравитационная масса.
Пользуются, еще как часто пользуются. Даже в упомянутой мною статье.
11.05.2006 18:54#
voix
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
> Говорить можно. НО, зачем

Просто в некоторых случаях удобно.
О каких массах, например, говорится в принципе эквивалентности ОТО?
11.05.2006 21:47#
voix
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Кстати, раз уж пошла речь о статьях Л.Б.Окуня и о принципе эквивалентности, то может поможете разобраться в таком вопросе.

В уже упоминавшейся статье Понятие массы (масса, энергия, относительность) приведены формулы вычисления инертной и гравитационной масс для поперечного и продольного случая (стр. 517-518):

Поперечный случай
mt = mY
мt = mY(1+B2)

Продольный случай
ml = mY3
мl = mY

, где
B = v/c,
Y=1/(1-B2)1/2,
mt и мt - поперечная инертная и гравитационная масса,
ml и мl - продольная инертная и гравитационная масса,
m - инвариантная масса

Как-то неожиданно, что инертная и гравитационная массы не совпадают как в поперечном, так и в продольном случае. Ведь эквивалентность инертной и гравитационной масс лежит в основе ОТО.

Или я чего-то не так понял.
12.05.2006 09:26#
rykov
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Уважаемый Александр Юрьевич! Прошу прощения инакомыслящего в реальной физике. Замечания:
1.Многоуважаемый Лев Борисович Окунь - сильный теоретик, имеющий доступ в рецензируемые журналы. Его обсуждение почти грех.
2.А вот альтернатива принципу эквивалентности:
Фактически в ОТО отсутствует сила гравитации, как это принято Ньютоном. Вместо силы введено гравитационное поле в форме, описываемое метрическим тензором, в котором гравитационное поле характеризуется десятью функциями. Эти функции определяют псевдориманово пространство с интервалом
ds^2=g(ik)dx(i)dx(k).
Принято считать такое описание поля гравитации, и есть формула гравитации по ОТО, а инерция есть полный эквивалент гравитации.
Т.е. здесь массы инертные не отличаются от массы гравитирующей. Подразумевается.

Однако, гравитирующая масса создает вокруг себя трехмерное (идеал - шар) гравитационное поле, а масса инерционная создает остронаправленное "поле" ускорения. Принципиальная разница! Причём поле гравитационное и "поле" ускорения существуют одновремённо! Суперпозиция "поле"...

А природа массы и её происхождение - отдельный разговор. Точка зрения на это можно найти в моих блогах.

ПС.Вы как персона, отвечающая за порядок на "Элементах..." наверное заметели, что мои вполне конструктивные комментарии блокируются ведущими теоретиками сайта. Я вынужден выносить комментарии не в струю обсуждения, а в мой дневник. Я же не заразный, и можно было бы познакомиться с комментариями всем на такие проблемы, как эффект Казимира, магнитные монополи, бозоны Хиггса. Как быть?
12.05.2006 18:40#
voix
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
> Не понял фразу о том что в физике отказались от понятия гравитационная масса.
Пользуются, еще как часто пользуются. Даже в упомянутой мною статье.


Понятие "гавитационная масса" Л.Б.Окунь в статье действительно использует, но, в то же время берет его в кавычки и поясняет:

"Мы используем кавычки, чтобы подчеркнуть, что для релятивистского тела понятие гравитационной массы неприменимо. Бессмысленно говорить о гравитационной массе фотона, если для вертикально падающего фотона эта величина в два раза меньше, чем для летящего горизонтально."

Однако, если следовать данной логике, то нужно отказаться и от такого понятия, как "вес", который является векторной величиной, может одновременно иметь различные значения в разных направлениях, зависит от того, покоится тело или движется...

Но ведь никто не собирается отказываться от такого удобного понятия.
12.05.2006 13:00#
spark
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
> а изменение какой энергии не сопровождается изменением массы.

Наверно, подойдет пример из термодинамики: изменение свободной энергии (F=E-TS) может произойти за счет изменения энтропии, что не влечёт изменение массы системы. Но это не "настоящая" энергия; настоящая энергия при этом не меняется. Все "настоящие" типы энергии должны быть связаны с массой.
13.05.2006 11:29#
panaioty
настроение:
заинтересованный
заинтересованный
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Спасибо, Игорь.
Если Вы заметили, меня интересует, прежде всего, как, не создавая ложных представлений, объяснить ДЕТЯМ устройство нашего мира, пользуясь простыми моделями и минимумом математического аппарата.
18.05.2006 12:35#
dims
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
> Если Вы заметили, меня интересует, прежде всего, как, не создавая ложных представлений, объяснить ДЕТЯМ устройство нашего мира

Я считаю, что задача, пардон, поставлена неправильно. НЕВОЗМОЖНО излагать знания линейно-последовательно и каждый раз произнося только правильные вещи.

Поэтому надо быть проще, не стараться натянуть на себя роль всезнайки, а ошибаться иногда и допускать спорные утверждения. Ведь наука и вправду не знает полностью, как устроен мир!

Ведь сама же наука двигалась через ложные представления! Например, великий Ньютон считал, что время абсолютно. Неужели мы можем подумать, что можно ОБОЙТИ это мнение, ни разу его не приняв?

На мой взгляд, ложные представления -- настолько же нормальны, как и неполные. Это нормально, когда человек сначала ошибается, а потом отказывается от ошибочных представлений. В противном случае он не думает.
20.05.2006 19:23#
panaioty
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Согласен, спорные утверждения необходимы. Спорные, но не ложные. Если я в чем то не уверен, я сообщаю, что это мое мнение, которое может быть и ошибочно. Для правдивости специально иногда допускаю ошибки. Но ложных утверждений, по крайней мере, тех, ложность которых доказана, высказывать не имеет смысла. Дети запоминают все, часто в виде картинки.
Допыстим Вы сказали:"Видимый нами солнечный свет представляет собой смесь 7 основных цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый (Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан)." - все, ребенок запомнил, что белый свет состоит из 7 цветов. И попробуйте ему потом объяснить, что их бесчисленное множество. Только человеческий глаз различает их более 6 тысяч, я не говорю об интерфероменте. Линейно-последовательность в изложении опасна. Можно робота создать. Предпочитаю спираль
20.05.2006 22:48#
dims
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
> Но ложных утверждений, по крайней мере, тех, ложность которых доказана, высказывать не имеет смысла.

Я считаю, что необходимы и ложные. В смысле, что без них нельзя обойтись. Смысл в том, что ЧЕРЕЗ них лежит путь к истинным утверждениям. Если ложных утверждений избегать, то путь к истине станет черезчур витиеватым (если вообще будет существовать).

> все, ребенок запомнил, что белый свет состоит из 7 цветов. И попробуйте ему потом объяснить, что их бесчисленное множество. Только человеческий глаз различает их более 6 тысяч, я не говорю об интерфероменте.

А какие ещё есть? Например, между красным и оранжевым какие цвета есть? ;)

Ладно, не суть.

В том-то и дело, как мне кажется, что он должен уметь перестраиваться. Что это ещё за импринтинг, как у цыплят? Он должен уметь перестраиваться, должен понимать, в каком смысле первое утверждение верно и как могут существовать такие верно-неверные утверждения, насколько многозначны могут быть слова и так далее.
21.05.2006 00:50#
voix
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
> Я считаю, что необходимы и ложные. В смысле, что без них нельзя обойтись. Смысл в том, что ЧЕРЕЗ них лежит путь к истинным утверждениям
> В том-то и дело, как мне кажется, что он должен уметь перестраиваться

Согласен с Дмитрием Кравченко.
Мне тоже кажется, что школьникам нужно показывать драму научных идей.

Небольшая поправка, не стоит прежние научные утверждения считать ложными.
А то ведь и сегодняшние утверждения, которые считаются истинными, завтра могут стать ложными :)
21.05.2006 03:10#
dims
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
> Небольшая поправка, не стоит прежние научные утверждения считать ложными.
А то ведь и сегодняшние утверждения, которые считаются истинными, завтра могут стать ложными :)

Во всяком случае, по отношению к истине, сегодняшние знания мало отличаются от вчерашних. Более того, если под сегодняшними знаниями понимать, скажем, сегодняшние знания всех цивилизаций в Галактике, то те знания, которые мы преподаём детям, вообще никуда не годятся.

Можно считать, что мы идём к истине через частичные истины, как говорил Ленин. А можно считать, просто, что ошибаться можно и неизбежно. И уметь мыслить даже в условиях, когда часть твоих твёрдых убеждений ошибочны.
12.05.2006 20:09#
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
На мой профессиональный и методический взгляд, основная идея, которую проводит Окунь (и с которой я, сразу скажу, совершенно согласен), состоит в том, что небезызвестное соотношение E=mc^2 (которого у Эйнштейна, кстати, нет) нековариантно (то есть, другими словами, оно верно только в одной системе отсчета). Поэтому при ковариантном построении теории оно не должно возникать (равно как и массы "продольные", "поперечные" и "покоя"). За Эйнштейна Вам обидно, по-моему, совершенно напрасно. А на Ваш философский вопрос ответ простой и вполне физический - масса любой элементарной частицы (равная корню квадратному из разности квадратов ее энергии и импульса) не зависит от ее энергии. Тут есть, как всегда, много тонкостей (набор массы при взаимодействии со средой, изменение массы при возбуждении внутренних степеней свободы и т.д. и т.п.), но суть дела они не меняют.
13.05.2006 11:07#
panaioty
настроение:
несогласный
несогласный
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Уважаемый Владимир, нисколько не ограничиваю Ваше право соглашаться или нет с той или иной идеей, но зачем же лукавить? Вы пишите:"...что небезызвестное соотношение E=mc^2 (которого у Эйнштейна, кстати, нет)", - но это же не так, если не принимать во внимание, что буквы, которыми обозначал массу и энергию Эйнштейн были другими. Многократно Эйнштейн записывает это уравнение, или его эквивалентную форму, говорит о ней словами. Я не поленился и нашел даже точно эту формулу. Смотрите - Альберт Эйнштейн, Собрание научных трудов. Том II, работы по теории относительности 1921 - 1955, страница 652, заключительная формула. Издательство "Наука", Москва 1966.
Насчет "профессионального методического взгляда" хотел бы заметить, что для школьников, а именно о них идет речь и в статье и в данном обсуждении, в девятом классе складывать разноименные величины запрещено.
Хотелось бы также услышать совет, как справиться с теми тонкостями, которые Вы обозначили в конце комментария. Например, при объяснении дефекта масс.
13.05.2006 16:46#
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Уважаемый Николай Николаевич,
Здесь речь не о лукавстве, а о недопонимании. Во-первых, я имел в виду, что этой формулы нет в основополагающей статье Эйнштейна "Ist die Tragheit eines Korpers von seinem Energiegehalt abhangig?" Ann. d. Phys. 18, 639, 1905
Замечу также, что то, какие "буквы" использовать, имеет значение. Например, если Вы напишете E_0=mc^2, то это будет совсем другое дело, чем если написать E=mc^2 (см. объяснения у того же Окуня). Да и вообще, ссылки на Эйнштейна в этом вопросе имеют, на мой взгляд, интерес скорее для истории науки, чем для самой науки. Для науки важно то, что в формуле E=mc^2 в правой и левой частях стоят объекты разной природы - справа скаляр, а слева компонента вектора. И при обучении физике школьник с любого возраста (а уж о девятиклассниках и говорить нечего) должен, на мой взгляд, усваивать, что во всякой формуле A=B правая и левая часть должны, например, иметь одинаковую размерность, а если справа стоит вектор, то и слева стоит вектор (F=ma :-) ) и т.д. и т.п. А векторы бывают на плоскости, бывают в трехмерном пространстве, а бывают и в пространствах большего числа измерений... И так далее. А если Вы этого им не расскажите в 9-10-11 классах, то это будут исключительно их проблемы, потому что я-то на первом курсе все равно буду их этому учить, но только это будет не "доучивание", а "переучивание", что всегда труднее.

А Ваше замечание насчет разноименных величин я, честно говоря, не понял. Если я напишу E - mc^2=0, то чем это будет отличаться от записи E^2 - (pc)^2 ? Только тем, что формула E=mc^2 стала брендом (не без помощи Эйнштейна, кстати, - что же, даже великие небезгрешны :) ), но это совершенно отдельная история. А что до дефекта массы, то прежде чем его обсуждать, надо сначала, на мой взгляд, с массой свободной частицы разобраться...
14.05.2006 11:29#
panaioty
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Уважаемый Владаимир, вы пишете - "Здесь речь не о лукавстве, а о недопонимании".
В этом Вы правы. Требуется договариваться о терминах и точно выражать мысли, чтобы потом не разъяснять, что Вы имели в виду. Спасибо за разъясненние о том, какие и где могут быть векторы. Только для меня несколько неожиданным оказалось открытие, сделанное Вами, что энергия это не скаляр, а компонент вектора. Кстати Вы забыли пояснить, что "масса любой элементарной частицы (равная корню квадратному из разности квадратов ее энергии и импульса)" только в системе, где скорость света безразмерная величина равная единице. Интресно, в школе в каком классе Вам это объясняли?
Думаю, что пока не разобрались, что такое масса, а В.Г.Зубов, который вел у нас семинарские, говорил: "Что такое масса, поймете, когда как следует с ней поработаете",-можем придти к компромиссу по следующим вопросам.
1. Энергия - скалярная величина, определяемая с точностью до константы, может образовывать одну из компонент четырехвектора, построенного определенным образом.
2. Увеличение энергии системы сопровождается увеличением массы этой системы.
3. Импульс - векторная величина, и единица его измерения отлична от джоуля в СИ.
4. Есть надежные способы измерения масс, которые позволили создать ядерную энергетику.
5. Основы динамики теории относительности в школе не изучаются, так же как и векторы с количеством компонент более трех. Да и как называется ось Z
в программе не предусмотрено сообщать.
Насколько я знаю программу, основы векторного анализа на первом курсе не изучают, поэтому, что Вы будете переучивать, я не знаю.
Мне кажется, что наша дискуссия перестает быть интересной большинству читателей, поэтому предлагаю преренести ее в приватный режим, если это предусмотрено в этом сервисе или ко мне на гостевую книгу nnpanaioty.narod.ru
14.05.2006 12:51#
voix
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
> Мне кажется, что наша дискуссия перестает быть интересной большинству читателей, поэтому предлагаю перенести ее в приватный режим

Не знаю как другим, но лично мне данная дискуссия интересна. Думаю, не стоит переносить ее в приват еще по той причине, что к ней могут подключиться другие учителя и теорфизики.
Хотелось бы, правда, поменьше мелких уколов, типа скорости света равной единице. Наверное, не только преподаватель ВУЗа прекрасно об этом осведомлен.

А то, что компонента вектора это не вектор, и поэтому может присутствовать в уравнении со скалярами, наверное правильно.
17.05.2006 11:18#
panaioty
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Александр Юрьевич, без уколов дискуссия скучна. Мелкие же позволяют, не нанося ощутимого вреда, поддерживать и себя и сопреника в тонусе.
По поводу скаляра могу сказать, что мой оппонент определяет его как функцию, которая не изменяется при повороте координатных осей, компоненты же 4-вектора изменяются, чтобы его модуль оставался инвариантом.
06.06.2006 14:23#
voix
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Может, действительно, энергия не скаляр?

В случае прямолинейного движения частицы, она обладает кинетической энергией только в направлении скорости. Перпендикулярно направлению движения частица энергией не обладает.
Если вторая, медленная частица, столкнется с первой, оказавшись у нее на пути, то кинетическая энергия первой частицы может превратиться в материю (другие частицы).
Ежели вторая, медленная частица, столкнется с первой с боку, то ничего не произойдет.

Кстати, в этом отношении кинетическая энергия напоминает релятивистскую инертность, ее зависимость от направления движения тела.

Потенциальная энергия также имеет направление. Тело, поднятое над землей, обладает энергией в направлении земли. И кинетическая энергия этого тела, когда оно упадет, будет иметь то же направление.
Наверное, поэтому в законе сохранения энергии можно складывать энергии как скалярные величины.

А в направлении параллельном поверхности земли, поднятое тело никакой потенциальной энергией не обладает.
06.06.2006 14:52#
sh18
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.

> В случае прямолинейного движения частицы, она обладает кинетической энергией только в направлении скорости.

:-) Та "мера движения", которую частица имеет только в направлении скорости, называется импульсом. И в физике энергия все-таки скаляр - это не просто слово, это точное математическое понятие. Конечно, никто не запретит вам изобрести "свою физику", в которой скаляры будут с направлениями. Но! Во-первых, лучше использовать другой термин (изобретите!), а то этот уже занят. А во-вторых, "своя физика" должна быть достаточно развитой наукой, хоть как-то сравнимой с существующей - иначе кто ее будет рассматривать всерьез? А то принцип "мы провозгласим, а они пусть доказывают, что это не так" совсем уж не научен.

Еще хочу сказать. Вы, наверное, читали "Диалектику природы" Энгельса? Но столь же вероятно, что ничего из нее не помните. Посмотрите, там есть глава посвященная энергии и импульсу, вторая-третья-четвертая примерно. Энгельс совершенно отвратно разбираясь даже (я думаю) в современной ему физике, тоном ментора с видом гения критикует возможность сохранения и энергии, и импульса. Что-то из этого ему совсем не нравится, и, естеcтвенно, ехидно, как и в Антидюринге, он разносит это... то ли энергию, то ли импульс, не помню. Энергию, кажется. Он там тоже - с высоты своих знаний, в которых путается - пытается развить такую "пальцевую физику", видимо, прямо следующую из диалектического материализма. Почитайте. С высоты наших сегодняшних знаний, я думаю, вы легко разберетесь с его заблуждениями, но посмотрите, как выглядит такой подход к науке: я не очень все это понимаю, но мне это кажется логичным. Вдруг, ткнув пальцем в небо, попаду в звезду...

Извините, получается несколько ругательно, но может быть, прежде чем предлагать векторные энергии, вы хорошо разберетесь с нынешним положением? Например, в вектором энергии-импульса в СТО, с тензором энергии-импульса...

06.06.2006 15:41#
voix
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
> Та "мера движения", которую частица имеет только в направлении скорости, называется импульсом. И в физике энергия все-таки скаляр..

Масса все-таки из энергии получается, а не из импульса. И потом В.Шевченко, например, энергию скаляром не считает. Почитайте тему.

> может быть, прежде чем предлагать векторные энергии, вы хорошо разберетесь с нынешним положением? Например, в вектором энергии-импульса в СТО, с тензором энергии-импульса...

А вы считаете хорошо с этим разобрались, если не можете ответить на простые вопросы, связанные с релятивистской инертной и гравитационной массой?

Не думаю, что я с этим лучше разберусь.
14.05.2006 20:29#
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Уважаемый Николай Николаевич,
Прежде всего, давайте сразу разграничим, что мы вообще обсуждаем. Есть несколько пунктов.
1. Научное содержание понятия массы, статус E=mc^2 и т.д.
2. Как учить школьников физике, и т.д.
3. В каком классе и что именно объясняли персонально мне и т.д..

Во-первых, я предлагаю сразу исключить из обсуждения пункт 3. На это есть как минимум две причины. Первая - частный опыт одного человека, как правило, не дает оснований делать какие-то обобщения. Вторая - я учился в сильной физ.-мат. школе с жестким отбором и, поверьте, про с=1 и про много других вещей я узнал довольно рано. Очевидно, Вас интересует более широкий контингент (иначе Вы бы не написали, что "Основы динамики теории относительности в школе не изучаются, так же как и векторы с количеством компонент более трех"). В той школе, в те годы, и у тех учителей, у кого я учился - разумеется, изучались.
По пунктам 1. и 2. Я далек от мысли навязывать свой взгляд профессионала на те или иные вещи в качестве методической рекомендации, как эти вещи надо преподавать (поэтому я не случайно написал "профессиональный и методический", а Вы это "и" опустили...). В соответствии с этим, большинство моих высказываний надо понимать с позиции пункта 1, а не пункта 2, который, напротив, наиболее интересен для Вас. Например, для Вас (как и для школьника) слово "вектор" накрепко сцеплено с группой O(3), а для меня такой сцепки нет. Поэтому Вас удивляет "открытие, сделанное Вами, что энергия это не скаляр, а компонент вектора". Мы будем напрасно терять время, если Вы будете пытаться ловить меня на тривиальных вещах из пункта 1, типа с=1 или того, что энергия - компонента вектора (разумеется, я имел в виду 4-векторы). Другое дело, если Вы, с позиции пункта 2, мне скажете, что школьник ничего не знает про группу Лоренца, поэтому для него E-скаляр и точка. А я Вам на это говорю, что когда Вы пишете E=mv^2/2 - то это, на мой взгляд, вполне нормальная методическая позиция. Справа скаляр, слева скаляр, время абсолютно, все хорошо. Но как только мы идем в релятивизм, как только у нас запахло ненулевым 1/с и 4-геометрией - E перестало быть скаляром. Это по физике так, и никуда от этого не деться. Либо с=бесконечности, либо Е не скаляр. И поэтому я (вслед за Окунем и другими) продолжаю настаивать, что научный и методический статус формулы E=mc^2 совершенно иной, чем формулы, скажем, E=mv^2/2 + const. Вместо E=mc^2 надо писать E^2 = (pc)^2 + (mc^2)^2

"2. Увеличение энергии системы сопровождается увеличением массы этой системы."
Не точно. Правильно так: "увеличение энергии тела (системы тел) в системе отсчета, в которой тело (система тел) как целое покоится сопровождается увеличением массы этого тела (системы тел)."

"4. Есть надежные способы измерения масс, которые позволили создать ядерную энергетику."

Это Вы про центрифужное обогащение урана :-) ?


17.05.2006 16:18#
panaioty
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Уважаемый Владимир, сначала ответ - я имел в виду дефект масс.
И пара вопросов у меня.
1. Измеряя энергию движущейся частицы мы получаем некоторое число, это число скалярная или векторная величина?
2. А как изменяется масса движущегося тела, например груза на пружине при колебаниях? Только не говорите, что в силу исчезающе малого изменения это несущественно.
3. Если не секрет, в какой школе Вы учились? Просто, я действительно не встречал абитуриентов, владеющих математическим аппаратом вашего уровня.
17.05.2006 21:44#
voix
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Попытаюсь с точки зрения непрофессионала :) объяснить, почему в школьном учебнике должны быть если не сами понятия "поперечная" и "продольная" масса, то какие-то их аналоги.

Школьник обязан иметь представление, что происходит с телом, когда его скорость приближается к световой. Объяснить это проще всего, используя понятие инертности, с которым школьник хорошо знаком. Примерно таким образом.

При воздействии на тело постоянной силы, скорость тела не будет расти до бесконечности, как это следует из закона Ньютона. Рост скорости (ускорение) тела начнет замедляться, когда его скорость приблизится к скорости света. А происходит это потому, что увеличивается инертность тела. Однако масса тела при этом остается прежней.
Таким образом, при околосветовых скоростях масса тела перестает быть мерой его инертности. А инертность, оказывается, зависит не только от массы, но и от скорости тела. Более того, инертность тела зависит от того, движется тело по прямой или по окружности.


Именно эти два типа движения изучаются в школе и поэтому здесь о них также нужно рассказать.

В случае, когда тело движется по прямой, инертность выражается формулой
mi = m/[1-(v/c) 2]3/2,
а когда тело или частица движется по окружности, его инертность равна
mi = m/[1-(v/c) 2]1/2
С помощью последней формулы, можно рассчитать, например, какой должна быть сила для того, чтобы удержать тело, которое вращается по окружности с околосветовой скоростью.


То, что инертность зависит не только от массы, школьнику будет проще усвоить, если провести аналогию с понятием веса, который, как я уже говорил здесь, зависит не только от массы, но и от движения тела; также как и инертность является векторной величиной; может одновременно иметь различные значения в разных направлениях.

Таким образом, чтобы подготовить школьника к понятию инвариантная масса, можно не использовать понятия "поперечная" и "продольная" масса, и вместо этого говорить об инерции тела соответственно при прямолинейном движении и при движении по окружности.

Можно также не упоминать гравитационную массу, и говорить о гравитационном притяжении, которое, как и инертность, зависит не только от массы тела, но и от его скорости. Опять же, привести формулы этой зависимости для движения по окружности и для прямолинейного движения. Можно сообщить, что все эти формулы являются следствием СТО.

Ну и дальше.

Если масса при релятивистских скоростях перестает быть мерой инерции, то для нее обнаружена другая, более фундаментальная, зависимость - установлена связь массы и энергии. Когда тело покоится, его энергия, которая называется энергией покоя, определяется следующей формулой: E=mc^2, которая выводится из той же СТО.

В качестве примера связи массы и энергии можно привести аннигиляцию электрона и позитрона, а также ядерные реакции.

На мой взгляд, все доступно и понятно. И волк сыт, и овцы целы :).

P.S. Надеюсь, что в таком объяснении ошибок не содержится :)
17.05.2006 12:10#
panaioty
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
В когда-то очень популярной книге "Физики шутят" была статья о том, как надо писать научные статьи. Там давались советы, типа "обозначайте разные величины одной буквой", "давайте ссылки и разъяснения в разных местах" и т.д. У меня такое впечатление, что автор статьи, которая и явилась предметом моих размышлений, хорошо усвоил эти советы. Особенно ярко утверждение о том, что автор знает, какие формулы Эйнштейн считал истинными, а какие ложными. Очень красив этюд с формулами 18.1 - 18.3.
О том, что в тексте статьи легко приравниваются векторные величины и скалярные, первоначально определенный скаляр превращается в вектор и тому подобные очепятки присутствуют, я настаивать не буду.
Вам представляется прекрасная возможность проверить, были ли вы самостоятельно думающим учеником. Ипытывали "интеллектуальный дискомфорт" - были, нет - значит, догматичным зубрилой являлись.
Если когда-нибудь появится возможность начинать изучение физики в школе с первого тома Ландау и Лившица, тогда, наверное, можно будет от математических преобразований переходить к попыткам найти их физический смысл. На данном этапе преподавание строится несколько в ином русле.
Мне очень понравилась цитата из статьи: "...ведь пользуясь этими, пусть архаичными понятими, инженеры правильно расчитывают релятивистские ускорители..."
Иногда стремление максимально быстро изменить мировоззрение приводит к весьма неожиданным результатам. Так безграмотное объяснение гелиоцентрической модели привело к тому, что в раннем возрасте формируется у большинства детей представление о настоящем движении и кажущемся, подобно тому, как и в моем дневнике говорят об истином гравитационном поле и кажущемся, об истиной длине и длине, являющейся "кинематическим эффектом".
А все начинается с фразы: "На самом деле не Солнце движется, а Земля вращается вокруг Солнца". Физическая величина только тогда может иметь право на существование, когда может быть измерена.
В заключение. Спросите любого, даже далеко не школьника -"Может ли тело двигаться со скоростью большей скорости света?". Что они ответят?
01.01.2008 21:32#
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Уважаемый Николай Николаевич,
Поясните, пожалуйста, чем Вам не понравился " этюд с формулами 18.1 - 18.3".
17.05.2006 20:59#
dims
Не согласен
Несмотря на разность "весовых категорий", я тут с Окунем совершенно не согласен, причём вплоть до того, что в данной статье можно указать конкретные ошибки, а именно:

Формула 2.5 выведена неправильно. При выводе подспудно предполагалось, что m = const, что вовсе не обязательно. Причём предположение m=const даже не было упомянуто.

Из этой ошибки следует ошибочность всех остальных выводов. Дело в том, что сторонники релятивистской массы явно говорят, что масса зависит от скорости, то есть, условие m=const отвергается непосредственно.

Для получения формул с релятивистской массы следует пользоваться формулами для тел переменной массы и в этом случае вывод из формул 7.6 и 7.7 оказывается неверным.

На самом деле масса НЕ зависит от взаминого направления силы и скорости и её МОЖНО определить однозначно.
18.05.2006 11:27#
panaioty
Не согласен
Спасибо за поддержку.
Как Вы предлагаете определить массу?
18.05.2006 12:14#
dims
Не согласен
Я не то чтобы предлагаю. Но я нахожу, что массу МОЖНО определить как m0*gamma, и ничего "страшного" при этом не произойдёт.
19.05.2006 20:40#
aklimets
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
Окунь обратил внимание только на неправомерность использования понятия "релятивистская масса". Но не меньшим заблуждением является и понятие "релятивистская длина". В действительности аналогично тому как мы должны говорить только просто о массе (релятивистском инварианте), не разделяя ее на массу покоя и массу движения, точно также мы должны понимать, что инвариантный интервал S является отражением неизменности протяженности движущегося стержня (в направлении его движения). Подробнее об этом смотрите мою методическую статью "Современный взгляд на специальную теорию относительности" по адресу http://aklimets.narod.ru/Interpretacia.htm
Как выразился Окунь,можно пользоваться формулами, не понимая их физического смысла, но это рано или поздно приведет к ошибочному результату в какой-нибудь нестандартной ситуации. Поэтому преподаватели не должны вводить в заблуждение своих учеников и объяснять не только математическую сторону релятивистских формул, но и их физический смысл.
20.05.2006 19:27#
panaioty
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
У меня такое впечатление, что автор предыдущего послания, aklimets, просто рекламирует свою страничку.
21.05.2006 17:56#
spark
На то и Окунь в педагогике, чтоб масса не дремала.
aklimets -- человек, скажем так, альтернативных взглядов на современную физику.
13.06.2009 02:13#
А ведь этот пост писался как раз в 2006
В 2006 году понятие массы, зависящей от скорости было изъято из школьной программы.
Я лично это называю не меньше, чем смертью массы.
Не хотелось бы рекламировать собственную ветку на другом форуме, но тут ведь таки блог, а не таки форум, да и копировать сюда первый пост той незачем.
По-этому приведу ссылку: http://dxdy.ru/topic22839.html
Там смысл смерти массы раскрыт, по-моему, достаточно подробно.
Проморгали мы массу-то в 2006-м, однозначно, -- проморгали...
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 640

Пользователей
в системе: 2727

Всего записей
и комментариев: 48561

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 18

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия