Исследуем тень
Меняй положение точечного источника и высоту предмета. Экран остаётся на месте: проследи за лучами и размером тени.
Схему можно прокрутить вбок. Все значения повторены в расчёте ниже.
Геометрическая модель точечного источника. Предмет непрозрачен; полутень и рассеяние не учитываются.
Наблюдение ставит вопрос
При наблюдении исследователь следит за явлением, выделяет его признаки и фиксирует условия. Например, сравнивает длину тени утром и днём, не изменяя положение Солнца.
Полезно записывать не только результат, но и обстоятельства: время, освещение, положение предметов. Тогда наблюдения можно сопоставлять.
Увидеть
Выделить явление
Описать
Записать признаки
Сопоставить
Найти повторяющуюся связь
Наблюдение даёт факты и помогает сформулировать исследовательский вопрос.
Почему запись условий так же важна, как результат?
Разные результаты могут объясняться разными условиями, а не ошибочностью самого явления.
Гипотеза должна быть проверяемой
Гипотеза — обоснованное предположение об объяснении фактов. Из неё получают предсказание: если объяснение верно, при определённом изменении условий результат должен измениться ожидаемым образом.
Удачное совпадение в одном опыте не делает гипотезу доказанной навсегда. Повторения и новые условия позволяют проверять её границы.
Факт
Заметили изменение тени
Гипотеза
Оно связано с положением источника
Предсказание
Перемещение лампы изменит тень
Проверка
Сравнили полученный результат
Гипотеза полезна, если из неё можно получить проверяемое предсказание.
Что делать, если опыт противоречит гипотезе?
Проверить измерения и условия, затем уточнить или заменить гипотезу. Нельзя просто отбросить неудобный результат.
Мерные цилиндры разного объёма
Измерительные приборы позволяют записывать результаты опыта в числах.
Praphai Donphaimueang · CC BY-SA 4.0 · Источник. Без изменений.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Метеорологическая будка
Метеорологические наблюдения требуют согласованных условий измерения.
Bidgee · CC BY-SA 3.0 au · Источник фотографии.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Эксперимент меняет условия
В эксперименте исследователь целенаправленно создаёт условия. Чтобы изучить влияние расстояния от лампы до предмета на тень, меняют это расстояние, сохраняя положение экрана и размеры предмета.
Если одновременно изменить несколько условий, будет трудно определить причину результата. Поэтому выделяют изменяемую величину и контролируемые условия.
| Роль | В опыте с тенью |
|---|---|
| Изменяем | Расстояние от лампы до предмета |
| Сохраняем | Размер предмета и положение экрана |
| Наблюдаем | Размер тени на экране |
Для выяснения причины в сравнении изменяют одно условие, а остальные контролируют.
Почему две разные лампы могут испортить сравнение?
Одновременно с расстоянием могут измениться размеры светящегося участка и форма тени.
Модель объясняет и упрощает
Модель сохраняет важные для задачи свойства объекта и отвлекается от остальных. Для построения тени источник иногда считают точечным, хотя настоящая лампа имеет размеры.
Закон описывает устойчивую связь, подтверждённую исследованием, в определённой области применимости. Модель и закон нужно соотносить с условиями конкретного опыта.
Что сохраняем
Геометрию расположения источника, предмета и экрана
Что упрощаем
Считаем источник очень маленьким
Модель является упрощением с указанными условиями применимости.
Будет ли тень всегда иметь резкий край?
Нет. Протяжённый источник создаёт полутень. Модель точечного источника здесь недостаточна.
Шесть выводов
Тест · 10 вопросовОдин правильный ответ в каждом вопросе
Сначала изучи модель и конспект. За каждый верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5. После проверки откроются пояснения.
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Физика, 7 класс», § 3. Тема и содержание сверены с файлом «7 класс. Физика — § 03. Методы исследования.pdf». Объяснения, расчётные примеры и модели подготовлены для этого конспекта. Дополнительные зависимости в моделях отмечены отдельно.
Изображения загружаются непосредственно из интернета. Авторство и лицензии указаны под каждой иллюстрацией. Число частиц, размеры и цвета учебных схем условны.