 שנה"ל תשע"ו | |||||||||||||||||||||||||
 |
 |
||||||||||||||||||||||||
|
רציפות או בדידות: 300 שנות מסע בעקבות מבנה החומר
Continuous or Discrete: 300 Years in Search of the Structure |
1880-0310-01 | ||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||
ש"ס: 2.0
סילבוס מקוצר
הקורס ומטרותיו:זה 300 – 350 שנים (בעקבות מה שמכונה "המהפכה המדעית") התבגר המדע והחל לעסוק בפתרון תעלומות הטבע בכלים שהתגבשו ע"י אבות המדע המודרני.
נוצרו דיסציפלינות מדעיות חדות שבאמצעותן ניתן להבין טוב יותר את החומר: החוקים הקובעים את המבנה והדינמיקה של החומר החלו להתגבש.
כל הקשור לאינטראקציה בין חלקיקי החומר השונים, בינם לבין הסביבה, למעברי האנרגיה, למגבלות הכמותיות בהעברת האנרגיה גיבשו את שטחי המדע המודרני: כימיה פיסיקלית, תרמודינמיקה, פיסיקה מודרנית, כימיה אורגנית, מכניקה סטאטיסטית.
נוצרו תובנות לחשיבות של סדר וסימטריה בהבנת חוקי החומר והטבע בכללותם: דינמיקה מותרת ואסורה במכניקה קלאסית ואסטרונומיה, המערכה המחזורית, ריאקטיביות כימית, מכניקה קוואנטית, מבנה האטום, מבנה הגרעין והחלקיקים האלמנטריים. למשל אחד החוקים החשובים במכניקה קוואנטית הוא חוק האיסור, הנובע משיקולי סימטריה. תורת החבורות שהיא מערכת חוקים מתמטית הושלכה על החוקים הפיסיקליים ושינתה את המדע.
הובן שסדר, ארגון וחוקים פיסיקליים ברורים חלים גם על מערכות ביולוגיות, וכאן התפתחו הגנטיקה, תורת הברירה הטבעית, התורה המולקולרית של התורשה.
נשברו פרדיגמות עתיקות יומין, ונבנו פרדיגמות חדשות (משטר וסדר בעולם הכימי, קשר בין אור, מגנטיות וחשמל, החוקים הקוואנטיים, תורת היחסות).
באמצעות הפרדיגמות החדשות נסללה הדרך לטכנולוגיה המודרנית. הכוח העצום בידי המדענים והמדע שינה את ההתייחסות הציבורית אל המדע והכוח בידו. שתי הדוגמאות הבולטות: העוצמה האנרגטית (הפצצה הגרעינית) והשליטה בתכונות (הנדסה גנטית והתרופות למחלות) העצימו את החרדות של המין האנושי. עולות שאלות מוסריות וטכניות בדבר הגבלת הכוח של הממסד המדעי והמדינתי.
דווקא ההתפתחות העצומה במדע במאות האחרונות ופריצות הדרך האדירות דורשות ענווה: לא הכל ברור (בניגוד למה שחשבו עד אמצע המאה ה-19), ולא הכל יתברר. אופק הישע בורח מאתנו כל הזמן.
לא תמיד מבין עולם המדע את משמעות ההתפתחות המדעית. ראה הויכוחים שלא תמו על משמעותה הפילוסופית של המכניקה הקוואנטית, על המשמעות של חיים ומוות - מה ומתי בדיוק ההתחלה והסוף שלהם.
ציון סופי על סמך מבחן בכיתה.
חובת נוכחות ב-80% מהשיעורים.
1880-0310-01 רציפות או בדידות: 300 שנות מסע בעקבות מבנה החומר
Continuous or Discrete: 300 Years in Search of the Structure
שנה"ל תשע"ו | סמ' ב' | ד"ר שק ישראל
666סילבוס מפורט/דף מידע
נושאי הקורס:
1) מדע: הרצון להבין, הנטייה לסדר,
תפיסות קמאיות בהבנת החומר, מספרים מאגיים, ואנלוגיות אסטרולוגיות
היסודות הכימיים הידועים מקדמת דנא
אילוף האש וניצולה – כימיה קדמונית
המדע היווני, מודלים יוניים קדומים למבנה החומר, אטומיזם של אמפדוקלס ודמוקריטוס
אריסטו, אנטי-אטומיזם ומודל הפנטאגרם (ארבעה יסודות והיסוד החמישי - האתר)
2) מחשבת ימי הביניים, האלכימיה אם הכימיה המודרנית
הזיקה בין אלכימיה ואסטרולוגיה
האלכימיה המוסלמית
היחס בין המדע והכנסיה, נזירים ובישופים כמדענים
גורלם של אלכימאים (פאוסט, פלאמל)
השתקפות האלכימיה והמדע הימי-ביניימי בכלל בספרות ובקולנוע
3) תחילת המהפכה המדעית, קבלת חוקיות חדשה רציונלית, והשתקפותה בהבנת מבנה החומר.
אלכימאים דגולים (פאראצלזוס, ברונשויג).
כימיה טכנית: המעבר לכימיה מוקדמת על רקע הרנסאנס והזרם ההומניסטי.
מבשרי המדע המודרני (המאה ה-17)
דקארט והשיטה המדעית, תפיסת העולם המכני, אמפריציזם, ספקנות, חלקיקי אתר מכני
לחץ, ואקום, טוריצ'לי, פאסקל, גריקה
אטומיזם מוקדם: בקמן
4) בויל והוק: ראשית הכימיה המודרנית, חוקי הגזים, ראשית התרמודינמיקה, אטומיזם מודרני
הבנת הצורך בגילוי נאות ובאינטראקציה בין המדענים
הויגנס, מכניזם והאתר
ניוטון, אלכימיה, אופטיקה, מכניקה, "כוחות מרוחקים" וביטול האתר המכני
5) גילוי יסודות חדשים (המאה ה-17): זרחן וקובלט
פלוגיסטון (המאה ה-17)– פרדיגמת על להסברה כוללנית של ריאקציות כימיות
הטמעת המתמטיקה במדע, דטרמיניזם, מהות המדע
אפיניות (קרבה) כימית, ניצנים של סיווג יסודות מודרני,
6) כימיה מודרנית (המאה ה-18): לבואזיה, הצורך במדידות מדויקות, חוק שימור החומר. חשיבות חוקי שימור
גילוי החמצן ע"י פריסטלי ושלה, ביטול פרדיגמת הפלוגיסטון ע"י לבואזיה
חום וקאלוריק כיסוד כימי
7) אטומיזם (תחילת המאה ה-19): פרוסט וחוק המנות הקבועות, ברטולה ושווי משקל כימי
דלטון, משקל אטומי, חוק המנות הכפולות והגדרת האטום
חשמל וכימיה: קאוונדיש, גלוואני, וולטה, דייווי, פאראדיי
לינאוס: טקסונומטריה ביולוגית
8) חום ותנועה, תחילת התרמודינמיקה המודרנית (תחילת המאה ה-19)
חום ועבודה, תומפסון וביטול הקאלוריק
חוקי התרמודינמיקה
תרמודינמיקה סטטיסטית מושתתת על קיום הרבה חלקיקים בדידים: מקסוול, בולצמן, גיבס
9) חוקי הגזים (תחילת המאה ה-19): גי-לוסאק, אבוגדרו והבנת ההבדל בין אטום ומולקולה
ספקטרוסקופיה, עקרונות ושימושים (אמצע המאה ה-19): בונזן וקירכהוף
קאניצארו וקונגרס קארלסרוהה 1860, שיתוף כוחות בינלאומי תורם להבנה ולקידום המדע
10) מודלים למחזוריות כימית (אמצע המאה ה-19): דובריינר, ניולאנדז
המערכה המחזורית: מייר ומנדלייב
אטימולוגיה של היסודות
המהפכה התעשיתית (אמצע המאה ה-19) והצורך בשיפור ההבנה של הכימיה והריאקטיביות בפרט, כימיה ותעשיה
חוק שימור האנרגיה (מאייר, ג'ול) והתורה הקינטית
כימיה אורגנית
11) כימיה פיסיקלית (ואנט הוף, אוסטואלד, ארהניוס)
גיבס, מאקסוול ובולצמן: מכניקה סטטיסטית
הספקטרוסקופיה הבדידה של אטום המימן
ואן דר ואלס, קאמרליג-אונס וגזים ריאליים ומשוואות מצב
12) קרינת גוף שחור (סוף המאה ה-19) והפתרון הקוואנטי של פלאנק
תומסון וגילוי הגרעין
ריילי ורמזי, גילוי היסודות האינרטיים והשלמת הטבלה המחזורית
ראד'רפורד וגילוי הגרעין (תחילת המאה ה-20)
בוהר והמכניקה האטומית
דואליות ותחילת המכניקה הקוונטית
רשימת קריאה:
הרקע ההיסטורי של הכימיה,
הנרי מ. לסטר (Henry M. Leicester), יחדיו, 1966
המהפכה המדעית, The Scientific Revolution
סטיבן שייפין (Steven Shapin), רסלינג, 2009
ההיסטוריה של הכימיה,
מיכאל חיות, אוניברסיטה משודרת, משרד הביטחון ההוצאה לאור, 1996
תולדות המדע,
משה ימר, קרית ספר, 1965
From Alchemy to Chemistry, Arthur Greenberg
John Wiley & Sons, 2007
ISBN-10: 0-471-75154-5
From Falling Bodies to Radio Waves:
Classical Physicists and Their Discoveries, Emilio Segrè
W. H. Freeman and Company, 1985
ISBN 0-7167-1482-5
A Short History of Nearly Everything,
2003, Bill Bryson, 0-7679-0817-1
Oxygen, Carl Djerassi, Roald Hoffmann
Wiley-VCH, 2001
ISBN 978-3-527-30413-4