2011 год - год трехсотлетия Андерсена Цельсия

Полякова Эльмира Альбертовна, учитель истории гимназии имени Ф.К. Салманова - руководитель проекта

Участники: Лежнин Виталий, 6 А класс Павлов Денис, 6 А класс Кузнецов Семён, 6 Б класс

Конкурсный учебный проект «2011 год – год трехсотлетия Андерсена Цельсия»

Содержание 1.Введение 2.Через астрономию к физике. Через Северное сияние к шкале 3.Заключения 4.Список литературы

Введение

На протяжении всей истории появлялись мужчины и женщины, которые изменяли окружающий их мир. Это были артисты, ученые, пророки и другие люди, чей гений возвышался над окружением. «Переоценить этого человека просто невозможно» - так говорили о великом ученом Андерсоне Цельсии. 25 апреля 1744 года, 267 лет назад, небольшой шведский университетский городок Упсала стал местом вселенской скорби. Известие о том, что скончался 42-летний профессор астрономии Андерс Цельсий, облетело людей едва ли не через считанные мгновения после того, как молодой, но очень почитаемый профессор, испустил последний вздох. При жизни он не был так знаменит, как сейчас, спустя 300 лет, но его любили не за его температурную шкалу, а за то, что он был одержим наукой, да к тому же мог самые сложные вещи изложить студентам так, словно это была легкая детская считалочка! Между тем, мало кто знает, что Андерсен Цельсий был не только великим физиком, но и астрономом. Так, Андерс Цельсий, наблюдая за Северным сиянием, вряд ли мечтал о том, что останется в истории своей шкалой... Первыми шагами будущего ученого стали астрономические наблюдения. И не только за небесными светилами. Тогда перед «звездочетами» ставились куда более серьезные проблемы. Например, какая есть взаимосвязь между небесными светилами и климатом? Стихийными бедствиями? Приливом и отливом в морях? В конце концов, повышением или снижением урожайности зерновых? Развязыванием войн и подписанием мира? Предрасположенностью того или иного человека к болезням? Его ранняя смерть или, напротив, достижение возраста в 80 лет? И ответы на все эти вопросы должны были быть получены даже не сегодня, а «еще вчера». И юный Андерс вместе со всеми проводил десятки опытов, стараясь одно доказать, а другое опровергнуть. Изучению личности и тематики трудов Андерсона Цельсия посвящены исследования многих ученых, но в основном все авторы выявили в клад Цельсия в становление физики. А ведь именно благодаря астрономии Цельсий сделал великие открытия в области физики. Но, тем не менее, специальные труды, посвященные изучению его роли в развитии астрономии, на современно этапе отсутствуют. Все это определяет актуальность настоящей работы.

Гипотеза. Андерсон Цельсий изучал астрономию: наблюдая за Северным сиянием, он сделал удивительное открытие в области физики - придумал шкалу.

Цель исследования: выявить роль личности Андерсона Цельсия в развитии и становлении астрономии.

Задачи: 1) выделить вклад Андерсона Цельсия в развитии физики; 2) определить роль личности Андерсона Цельсия в развитии и становлении астрономии

Через астрономию к физике. Через Северное сияние к шкале

К счастью ли на беду, но в первый период астрономической деятельности Цельсия им руководил отец. Но он скончался в тот год, когда Андерсу исполнилось всего 23 года. Если до этого момента Цельсий еще задумывался о том, стоит или не стоит идти по стопам отца, то после смерти Нильса у его сына практически не осталось выбора – он дал твердую клятву матери – продолжить традицию двух дедов и отца – посвятить себя астрономии. К 1730 году, когда он окончил академию, Андерс был уже вполне сложившимся во взглядах ученым. У него был свой «конек» – наблюдения за северными сияниями. Он следил за этим природным явлением, начиная с 15-летнего возраста, и к 30-летию накопил довольно серьезный материал. И даже больше – начал работу над научной книгой. Все это поспособствовало тому, что в 1730 году он стал профессором астрономии и занял «полагающуюся» ему кафедру. Первым делом Андерс Цельсий заявил, что главная цель его деятельности – организовать в Упсале самую настоящую астрономическую обсерваторию, оснащенную современнейшими телескопами и другими приборами. На беду в те времена в Швеции сверхмощные телескопы не выпускали, а потому Цельсий отправился в научную командировку в Европу, чтобы присмотреться к самым крупным обсерваториям Старого света. И по возможности купить все необходимое. В Нюрнберге ему предложили опубликовать свои наблюдения, в результате чего была отпечатана книга «Триста шестнадцать наблюдений за полярными сияниями, выполненных с 1716 по 1732 гг.» Кстати, Цельсий был одним из первых, кто обратил особое внимание на возмущение стрелки магнитного компаса в момент наблюдений. Но развить идею дальше и установить причинно-следственную связь не удалось ни Андерсу, ни его современникам, все это было «расписано по полочкам» только в ХХ веке. В 1736 году Цельсий отправился в экспедицию в Лапландию, чтобы удостовериться в гипотезе Моро де Мопертюи о том, что Земля несколько сплюснута с полюсов, или опровергнуть идею француза. Надо отдать должное месье Мопертюи – он отправился в экспедицию вместе с Цельсием. И доказал правильность своей гипотезы. А в «лучах славы» оказался и Цельсий… В 1742 году, опубликовал работу с описанием стоградусной шкалы термометра. Андерс Цельсий известен человечеству благодаря температурной шкале, названной его именем. Однако изначально Цельсий за 100° принял температуру таяния льда, а за 0° — температуру кипения воды. И лишь позднее его современник Карл Линней «перевернул» эту шкалу, приняв за 0° температуру таяния льда. Эта шкала линейна в интервале 0—100° и так же линейно продолжается в области ниже 0° и выше 100°.Этой шкалой мы пользуемся до сих пор, называя ее шкалой Цельсия. Впрочем, впервые она «дебютировала» чуть позже, в 1747 году. Линейность является основной проблемой при точных измерениях температуры. Достаточно упомянуть, что классический термометр, заполненный водой, невозможно разметить для температур ниже 4 градусов Цельсия, т.к. в этом диапазоне вода начинает снова расширяться.

Наверное, у вас возникнет вопрос: а когда появились другие шкалы, например Реомюра, Фаренгейта и прочие? Об этом, пожалуй, вкратце… Первым изобрел прибор термоскоп Галилео Галилей, случилось это в 1597 году, когда он взял стеклянную трубку с припаянным к ней небольшим стеклянным шариком, немного подогрел шарик и открытый конец трубки поместил в сосуд с водой. Одними из первых термометр в привычном для нас виде изобрели знаменитый Исаак Ньютон и датский астроном Оле Рёмер, на рубеже XVII и XVIII веков. Первый экспериментировал сначала с холодным зимним воздухом и тлеющими углями, разбив разницу температур на 12 частей. Это ему не очень понравилось, но он догадался поместить в тонкую трубку льняное масло, которое расширялось и поднималось, в зависимости от температуры. Датчанину и в голову не пришло использовать льняное масло, которое недостаточно насыщено по цвету. Он взял крепкое красное вино, а свою шкалу разбил не на 12 частей, а на все 60! Но «знамя Рёмера» подхватил немецкий стеклодув и механик Даниэль Габриэль Фаренгейт, который большую часть жизни прожил в Нидерландах, но не поленился встретиться с Рёмерем лично. Было это в 1708 году, а в 1714 Фаренгейт предложил заменить спирт в термометре на ртуть. За нижнюю точку холода Даниэль взял соль со льдом (около минус 17,8 градусов), верхнюю – температуру тела лошади (37,8 градусов). Разницу температур Фаренгейт не поленился разбить на 100 равных частей. В 1731 г. новый градусник предложил Фершо де Реомюр, который на основе тех же контрольных точек (замерзания и кипения воды) построил восьмидесятиградусную шкалу. После него термометр усовершенствовали профессор Академии наук и художеств в Санкт-Петербурге, выходец из Франции, Николя Делиль, и его соратник по Академии медик Йозиас Вайтбрехт. У последнего шкала была разбита на 150 градусов, начинаясь на точке кипения воды, а заканчиваясь на точке замерзания воды. Но еще в том же XVIII веке все с «ног на голову» поставил наш знаменитый соотечественник Михаил Ломоносов. Но это уже другая история… Заключение Кто творит науку? Люди? Народы? Политические деятели или проповедники? А может науку творит случай? Нет, науку творят, такие великие ученые, как Андерсон Цельсий. 2011 г. – год 300-летия Цельсия. Трудно переоценить роль Цельсия в развитии физики и астрономии. Мы не уверены, что без такой личности события в таких науках, как физики и астрономии, прошли бы в той же последовательности. Он принимал участие в Лапландской экспедиции 1736-1737 годов по измерению меридиана. По возвращении из полярных областей Цельсий начал активную работу по организации и строительству астрономической обсерватории в Упсале и в 1740 стал ее директором. В 1733 Цельсий обнародовал данные наблюдений северного сияния, полученных им самим и другими астрономами в период с 1716 по 1732. Он наблюдал Северное сияние и описал более 300 своих и чужих наблюдений. Обнаружил, что отклонения стрелки компаса коррелируют с интенсивностью сияния. На этом основании сделал правильное заключение, что природа Северного сияния связана с магнетизмом. Так, Цельсий первым измерил яркость звезд, установил взаимосвязь между северным сиянием и колебаниями в магнитном поле Земли. И, основываясь на этих данных, в 1742 опубликовал работу с описанием стоградусной шкалы термометра, в которой температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении была принята за 0°, а температура таяния льда – за 100°. Позже шведский биолог К.Линней «перевернул» эту шкалу, приняв за 0° температуру таяния льда. Этой шкалой мы пользуемся до сих пор, называя ее шкалой Цельсия. Температуру в России исторически измеряют в градусах Цельсия.  Все понимают, что при  + 27о С жарко, а при - 35о С в школу можно не идти…  Если ты померил свою температуру, а на градуснике  36,6о С, то контрольной не избежать, больным не притворишься… Спасибо Цельсию… Список литературы

1.http://www.wikiznanie.ru/ 2.http://shkolazhizni.ru/ 3.О современной физике: под ред. Б.Б. Буховцева. - М., «Знание»,2005. – 300 с. 4.Завельский Ф.С. Время и его измерение / Ф.С. Завельский.- М.: Наука, 2007. – 321 с.

Конец формы