Transcript Loodusteaduslik uurimismeetod
Loodusteaduslik uurimismeetod
Enn Pärtel Enn Pärtel
Nähtuse uurimine I
Vaatlus Vastuolu Hüpotees Enn Pärtel
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.
Enn Pärtel
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.
Enn Pärtel
Mis on vastuolu?
• Olemasolevate teadmiste ja vaatlusandmete konflikt.
Enn Pärtel
Vastuolu
• Seni maa peal tuntud nähtustes jäi liikuvad kehad alati seisma.
Enn Pärtel
Mis on probleem?
• Probleem on küsimus, millele soovib küsimuse esitaja vastust saada.
Enn Pärtel
Milles seisnes probleem?
Miks õietolmu terakesed ei lakka liikumast?
Enn Pärtel
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
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.
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