Loodusteaduslik uurimismeetod

Download Report

Transcript Loodusteaduslik uurimismeetod

Loodusteaduslik uurimismeetod

Enn Pärtel Enn Pärtel

Nähtuse uurimine I

Vaatlus

Vastuolu

Probleem

Hüpotees

Vaatlus Vastuolu Hüpotees Enn Pärtel

Näide

Näide

Näide

Näide

Katse ohutus

Nähtuse uurimine II

Hüpotees Katse idee Katse kavandamine Mida katses muuta Mis jääb samaks Nähtuse teooria Katse ja mõõtmine Andmete esitamine Andmete töötlemine Järeldamine Hüpoteesi kinnitamine või ümberlükkamine

Enn Pärtel

Mis on vaatlus?

• Vaatleja ei sega oma tegevusega nähtuse toimumisse. • Võib kasutada seadmeid, mille kasutamine ei sekku nähtusesse. Nt vaatlus mikroskoobiga. • Vaatlusega kaasneb nähtuse kirjeldamine.

Skeemi juurde

Enn Pärtel

Näide

Vaatlus

• 1827. aastal vaatles taimede uurija Brown õietolmu terakesi vees mikroskoobi abil.

• Kirjeldus: õietolmu terakesed värisesid ega püsinud hetkekski paigal.

• Hilisemad vaatlused näitasid, et see liikumine ei lakka. Temperatuuri tõusmisel muutub liikumine intensiivsemaks.

Skeemi juurde

Järgmine näide

Enn Pärtel

Mis on vastuolu?

• Olemasolevate teadmiste ja vaatlusandmete konflikt.

Skeemi juurde

Enn Pärtel

Vastuolu

• Seni maa peal tuntud nähtustes jäi liikuvad kehad alati seisma.

Skeemi juurde

Enn Pärtel

Järgmine näide

Mis on probleem?

• Probleem on küsimus, millele soovib küsimuse esitaja vastust saada.

Skeemi juurde

Enn Pärtel

Milles seisnes probleem?

Miks õietolmu terakesed ei lakka liikumast?

Skeemi juurde

Enn Pärtel

Järgmine näide

Mis on hüpotees?

• Hüpotees on oletatav vastus küsimusele.

• Hüpotees põhineb olemasolevate teadmiste ja vaatluse käigus saadud info põhjal.

• Hüpoteesi tõesust kontrollitakse, kas katseliselt või teoreetiliselt, arvutuste abil

Skeemi juurde

Enn Pärtel

Milline peamine hüpotees püstitati?

Taust. Teati, et aine koosneb osakestest: aatomitest ja molekulidest.

Hüpotees:

Õietolmu terakeste liikumine on põhjustatud aineosakeste põrgetest vastu tolmuterakest. Aineosakesed liiguvad pidevalt. Nende liikumine ei lakka kunagi.

Skeemi juurde

Enn Pärtel

Loodusteaduslik uurimismeetod sisaldab järgmisi komponente: • probleem, • hüpotees, • katse hüpoteesi kontrolliks, • järeldus hüpoteesi kehtivuse/mittekehtivuse kohta, • (uus probleem kui hüpotees ei leidnud kinnitust) • teooria.

Enn Pärtel

Näide.

Õhurõhu avastamine

Enn Pärtel

Itaalia Firenze linn u.1640. a.

Hertsog laskis ehitada sügava kaevu.

Enn Pärtel

Probleemi teke Enn Pärtel

Itaalia Firenze linn u.1640. a.

Pumbaga aga vett kaevust ei saadud.

Enn Pärtel

Itaalia Firenze linn u.1640. a.

Lahenduse saamiseks pöörduti Galileo Galilei poole.

Enn Pärtel

Probleemist arusaamine Enn Pärtel

Itaalia Firenze linn u.1640. a.

Senini arvati, et vesi järgneb pumba kolvile, sest loodus

kardab tühjust

. Seda arvas ka Galilei.

Enn Pärtel

Veepump

Vesi järgneb pumba kolvile, sest “loodus kardab tühjust”.

Enn Pärtel

Veepump

Vesi järgneb pumba kolvile, sest “loodus kardab tühjust”.

Enn Pärtel

Veepump

Vesi järgneb pumba kolvile, sest “loodus kardab tühjust”.

Enn Pärtel

Veepump

Vesi järgneb pumba kolvile, sest “loodus kardab tühjust”.

Enn Pärtel

Veepump

Vesi järgneb pumba kolvile, sest “loodus kardab tühjust”.

Enn Pärtel

Veepump

Sellist asja ei saa olla!

Enn Pärtel

Veepump

Sellist asja ei saa olla!

Galilei andis ülesande edasi oma õpilasele.

Enn Pärtel

Probleemi lahendas 1643 a. Galilei õpilane Evangelista Torricelli.

Enn Pärtel Evangelista Torricelli (1608-1647)

Torricelli hüpotees pole teada, aga võibolla ta oletas, et õhk surub pumbas vee kolvile järgnema.

Pump ei tööta kui veesammas saab piisavalt kõrgeks ja õhk ei suuda vett kolvile järgi suruda. Enn Pärtel

Torricelli katse Enn Pärtel

Torricelli katse

Enn Pärtel

Torricelli tõusis katseseadmega mäe otsa. Enn Pärtel

Katse kinnitas hüpoteesi Enn Pärtel

Teooria Enn Pärtel

Mõtteline toru ulatub maapinnalt atmosfääri ülapiirini. Toru pindala on maapinnal 1 m 2 .

Sellises torus on õhku 10 000 kg. 1 m 2 10 000 kg Kui suurt rõhku avaldab õhk maapinnale?

Enn Pärtel

Elavhõbedasamba kõrgus torus on 760 mm.

Kui suurt rõhku avaldab elavhõbe sõrmele raskusjõu tõttu?

Elavhõbeda tihedus (

ρ – roo)

on 13 600 kg m 3

p = ρ g h

Enn Pärtel

Atmosfääri mudel

1 hPa (hektopaskal) = 100 Pa Enn Pärtel

Õhurõhu ühik

1 mmHg = = 133 Pa 760 mm 760 mmHg = =101 000 Pa Enn Pärtel

Baromeeter

Õhutühi ruum Toru Elavhõbe Anum elavhõbedaga Enn Pärtel