БҚМУ Хабаршы №1-2019ж.
задач можно решить, не прослеживая промежуточные состояния системы; ответ
на необходимые требования задачи можно получить, рассмотрев
сохраняющуюся величину в некоторых выделенных состояниях [1, с. 701; 4, с.
260]. Понимание значимости законов сохранения в физической картине мира
формируется в процессе изучения физики в школе и вузе. Открытие законов
сохранения в науке и их изучение связано с изучением простейшей формы
движения, механического. С дальнейшим развитием физики расширяется круг
законов сохранения и определяются границы их действия. По программе
изучения физике в школах РК первые сведения о законе сохранения энергии
получают учащиеся 7-ого класса при изучении механических явлении. В 8-ом
классе рассматривается закон сохранения энергии применительно к тепловым и
электрическим процессам, то есть с учетом внутренней энергии тела. В физике 9
класса в главе «законы сохранения» представлены законы сохранения импульса
и энергии в замкнутых системах. При изучении оптики обращается внимание на
проявления закона сохранении в явлении фотоэффекта и явление β-распада
атомных ядер. Содержание физики 10 и 11 классов расширяет и углубляет знания
о законах сохранения энергии и импульса, вводится закон сохранения момента
импульса, рассматривается первый закон термодинамики применительно к
различным процессам и законы сохранения в микромире. Учителю
рекомендуется подчеркнуть, что законы сохранения физики занимают особое
место и являются пробным камнем любой физической теории, что они действуют
во всех областях природы. Каждый из законов сохранения выражает сохранение
какой-либо физической величины, характеризующей фундаментальное свойство
материи. Законы сохранения связаны с материи и формами ее существования в
пространстве и времени.
При подготовке учителя по программе бакалавриата роль законов
сохранения физических величин в познании окружающего мира и практической
деятельности рассматривается при изучении практически всех разделов физики.
Изучение законов сохранения, понимание их роли в физической картине
мира важно и потому, что эти законы тесно связаны с такими общими понятиями
как пространство и время, инвариантность и симметрия. Законы определяют
необходимые, устойчивые отношения между явлениями или свойствами вещей.
Принципы сохранения отражают постоянство фундаментальных свойств или
отношений в природе. Принципы и законы сохранения формулируются и как
принципы инвариантности. Физические процессы протекают в пространстве и
времени. Поэтому, естественно, что законы сохранения энергии, импульса и
момента импульса, сформулированные в классической Галилея-Ньютона,
оказались связаны со свойствами симметрии пространства и времени и
инвариантностью по отношению к соответствующим преобразованиям. На связь
закона сохранения энергии с однородностью времени, импульса – с
однородностью пространства, момента импульса – с изотропностью
пространства, то есть на классическую инвариантность, обращается внимание во
многих учебных пособиях.
Первые законы сохранения относились к характеристикам механического
движения материальных тел (масса, механическая энергия, импульс, импульс
тело, момент импульса) . В классической электродинамике Максвелла введено
понятие полной энергии системы «поле – заряд» как суммы кинетической
энергии материальных объектов и энергии электромагнитного поля, которая
является сохраняющейся величиной [5, с. 40]:
82