"Institute of Educational Policy" Books
5.6 Η ανάγκη δημιουργίας μοντέλων στη Φυσική
Τα φυσικά φαινόμενα που επιδιώκουμε να ερμηνεύσουμε, είναι συνήθως σύνθετα ή/ και απρόσιτα στην άμεση παρατήρηση, όπως συμβαίνει για παράδειγμα, με τα ατομικά φαινόμενα. Σε αυτές τις περιπτώσεις για να μπορέσουμε να τα κατανοήσουμε, δημιουργούμε απλοποιημένες αναπαραστάσεις της Φυσικής πραγματικότητας που τις ονομάζουμε μοντέλα ή πρότυπα. Έτσι, για να ερμηνεύσουμε τη σχέση της τήξης ή του βρασμού με τη θερμοκρασία χρησιμοποιήσαμε την απλή εικόνα των μορίων.
Για να ερμηνεύσουμε τη διαστολή των στερεών χρησιμοποιήσαμε το μοντέλο των ελατηρίων. Φαντασθήκαμε, δηλαδή, ότι τα μόρια συνδέονται μεταξύ τους με ελατήρια. Στην πραγματικότητα ωστόσο, μεταξύ των ιόντων του κρυσταλλικού πλέγματος αναπτύσσονται πολύπλοκες ηλεκτρικές δυνάμεις. Αυτές τις δυνάμεις τις αναπαριστούμε με απλούστερες δυνάμεις ελατηρίων. Άρα κάθε μοντέλο είναι προσεγγιστικό. Δηλαδή, κατά την επινόηση του δε λαμβάνουμε υπόψη μας όλα τα στοιχεία της φυσικής πραγματικότητας.
Με το μοντέλο των κινούμενων μορίων (όπως αυτό προέκυψε από τη μελέτη της κίνησης Brown) μπορέσαμε να προβλέψουμε το νόμο των Μπόιλ και Μαριότ. Χρησιμοποιούμε τα μοντέλα, λοιπόν, όχι μόνο για να ερμηνεύουμε γνωστά φαινόμενα αλλά και για να προβλέπουμε νέα.
Επειδή διαθέτουμε ελάχιστες εικόνες της δομής της ύλης, σε αυτή την περιοχή της φυσικής τα μοντέλα είναι απολύτως απαραίτητα. Έτσι, αρχικά το πρότυπο του Ράδερφορντ και κατόπιν το πρότυπο του Μπορ βοήθησαν σημαντικά στη μελέτη της δομής του ατόμου.
Το πρότυπο του Ράδερφορντ αντικαταστάθηκε από το πρότυπο του Μπορ. Αλλά και αυτό το πρότυπο είναι ατελές. Με βάση τις σύγχρονες γνώσεις μας για τη δομή της ύλης η εικόνα του ατόμου είναι πιο σύνθετη από αυτήν που περιγράφει το πρότυπο του Μπορ.