Физика и техника в демонстрационном эксперименте: очерки истории

В. Н. Наумчик
Т. А. Ярошенко 

ФИЗИКА И ТЕХНИКА 

В дЕмоНсТрАцИоННом эКспЕрИмЕНТЕ: 

очЕрКИ ИсТорИИ

Рекомендовано учреждением образования «Республиканский 

институт профессионального образования» Министерства 

образования Республики Беларусь в качестве пособия 
для учащихся учреждений образования, реализующих 

образовательные программы профессионально
технического и среднего специального образования 

Минск
РИПО
2017

УДК 53(075.32)
ББК 22.3я7

Н34

А в т о р ы: 

профессор кафедры общей и профессиональной педагогики 

УО «Республиканский институт профессионального образования», 

доктор педагогических наук, профессор В. Н. Наумчик, 

заместитель начальника отдела по компьютеризации 

и программного обеспечения ОАО «Белвторчермет» Т. А. Ярошенко.

Р е ц е н з е н т ы:

директор ГУО «Гимназия-колледж искусств имени И. О. Ахремчика», 

кандидат педагогических наук, доцент М. А. Паздников;
заведующий отделом технического творчества и спорта 

Минского государственного дворца детей и молодежи В. И. Канончик.

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее части не 

может быть осуществлено без разрешения издательства.

Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства образования Республики Беларусь.

Н34

Наумчик, В. Н.

Физика и техника в демонстрационном эксперименте: очерки исто
рии : пособие / В. Н. Наумчик, Т. А. Ярошенко. – Минск : РИПО, 2017. – 
262 с., [16] л. ил. : ил.

ISBN 978-985-503-654-9.

В пособии представлены ключевые открытия в истории физики и техники через 

учебный демонстрационный эксперимент. Показана его исключительная роль в 
постижении физической картины мира, в осознании физики как культурологической дисциплины, оказавшей существенное влияние на развитие современной 
цивилизации. Материал может быть использован как в учебном процессе, так и 
во внеклассной работе. Большинство представленных демонстрационных опытов 
легко воспроизводимо в условиях кабинета физики.

Предназначено для учащихся учреждений профессионально-технического и 

среднего специального образования. Может быть полезно преподавателям, слушателям системы повышения квалификации, а также руководителям кружков, родителям, учащимся старших классов учреждений общего среднего образования.

УДК 53(075.32)
ББК 22.3я7

ISBN 978-985-503-654-9 
© Наумчик В. Н., Ярошенко Т. А., 2017
© Оформление. Республиканский институт

профессионального образования, 2017

ВВЕдЕНИЕ

Изучение физики предполагает глубокое понимание физических 

законов физических явлений, которые в избытке предоставляет нам 
природа. Понимать физику – это значит понимать и любить саму природу, знать ее закономерности. А для этого надо научиться наблюдать, 
делать простейшие эксперименты, ставить перед собой вопросы и самостоятельно находить на них ответы.

Физика – особенная наука. Президент АН СССР С.И. Вавилов от
мечал, что физика формирует особое мышление человека, отличающееся аналитичностью, всесторонним подходом к рассмотрению того или 
иного природного или социального явления. Физика – мировоззренческая дисциплина, поскольку физическое знание делает человека понастоящему образованным, приобщает его к культурным источникам 
цивилизации.

Физика – это и учебный предмет. Еще в школе мы прикасаемся к 

тайнам природы, изучая основы физики, химии, географии, биологии, 
и все вместе эти науки составляют базис нашего естественнонаучного мировоззрения. Постижение природы идет двумя путями: теоретическим – решение задач, чтение научно-фантастической литературы, 
просмотр кинофильмов, беседа со специалистами, и экспериментальным – проведение несложных опытов, наблюдение, систематизация 
увиденного и др. Эмпирика (с большой буквы) выступает как важнейшая сторона познания мира, и в этом плане демонстрационный физический эксперимент играет ключевую роль.

Физика – это и культурологическая дисциплина. Изучая ее, мы 

прикасаемся к достижениям современной цивилизации. Понимая это, 
мы просто обязаны сохранить достижения, при умножить их и передать достигнутое нашим потомкам. Достижения физики преобразили 
наш мир, поставили силы природы на службу человеку, но вместе с 
тем создали для него и новые опасности – техногенные. Словацкий 
публицист Томаш Борец считает, что естественнонаучные дисциплины 

Физика и техника в демонстрационном эксперименте: очерки истории

формируют тот пласт знаний, который делает современного человека 
по-настоящему культурным. «Если в обществе своих друзей вы покажете, что не знакомы с произведениями современного драматурга, писателя или композитора или, что еще хуже, с произведениями классиков 
литературы и искусства, вас сочтут невеждой. Образованный человек 
должен знать имена Чайковского, Шопена или Равеля, быть знакомым 
с произведениями Гюго, Достоевского, Шекспира и Гете. Попробуйте, однако, в этом же обществе спросить: кто такие Менделеев, Ампер, 
Фарадей и Тесла или Курчатов и Ферми?! Попытайтесь задать невинный вопрос о том, сколько на сегодняшний день известно элементарных частиц, или хотя бы спросите о принципе цветного телевидения?! 
В лучшем случае вам ответят растерянным взглядом, и вы приобретете 
репутацию чудака.

А разве Менделеев и все те, кого мы упомянули выше, не являются 

тоже классиками? Разве они не классики науки и техники – неотделимых частей человеческой культуры? Результатами их трудов, которым 
они посвятили всю свою жизнь, мы пользуемся ежедневно и воспринимаем это, как нечто само собой разумеющееся. Разве не заслуживают 
эти гиганты человеческой мысли нашего внимания так же, как и их 
“коллеги” из мира искусства?» 

Оторванность физических (и не только) законов от людей, открыв
ших их и посвятивших этому всю свою жизнь, является большим недостатком современного образования. Очевидно, что не сам предмет определяет гуманитарную направленность в образовании, а то содержание, 
которое в него вкладывает педагог. Учитель литературы Е.Н. Ильин 
так видит деформацию в современном естественнонаучном образовании. «Попристальнее вглядитесь в уроки естественного цикла, – пишет 
он. – Знания здесь, как правило, оторваны от людей, которые их дали 
миру, значит, и от людей, которые получают их, – от ребят. А ведь за 
таблицей Менделеева – не бестелесный идеал, в котором давно умерла 
живая мысль, и не холодная абстракция, подарившая миру открытие, а 
реальная, временами даже очень горькая, человеческая судьба. Не увязать ли “судьбу”, хотя бы в основных, ключевых моментах, с таблицей? 
Вот вам и новое отношение к таблице – не школярское, а человеческое. 
К таблице и к тому, кто открыл один из фундаментальнейших законов 
природы. Точно так же и с математикой, физикой. Постигая законы 
Ньютона, мы должны приблизиться к самому Ньютону, а не только к 
знаниям, которые он оставил в готовом виде. Никакие структуры, схемы 
и т. д. в полном объеме не донесут знания до широкой массы ребят, если 
за формулами не увидим образы живых, полнокровных людей. Мало дать 
в учебниках их портреты с коротенькой биографией. Сегодня они, как 
люди, просятся к нам на урок, чтобы спасти для нас то сокровенное, что 
наполнило их жизнь высоким смыслом».

Введение

Учитель-словесник Е.Н. Ильин видит в физике, химии, матема
тике огромный гуманитарный потенциал. Следовательно, гуманизация 
(гуманитаризация) образования – это не добавление в учебный процесс двух-трех гуманитарных дисциплин, а очеловечивание школьных 
дисциплин. Оно осуществляется двояко: с одной стороны, необходимо 
показать, что законы природы открыты конкретными людьми, а не абстрактными учеными. С другой стороны, знания, добытые ими, нужны 
людям, именно для них и были открыты эти законы. Поэтому гуманитаризация образования должна включать следующие признаки:

– нравственное начало, связываемое с понятиями «правда фактов», 

«правда суждений»;

– мировоззренческое кредо, имеющее отношение к пониманию 

того, как устроен и развивается мир, каково место человека в нем;

– эстетическое начало, формирующее понимание красоты мира че
рез его единство и гармонию;

– гражданскую позицию, связанную с воспитанием личной ответ
ственности за будущее мира.

Таким образом, гуманитаризация образования видится как про
никновение гуманитарных идей в предметы естественнонаучного цикла. Помочь этому, по замыслу авторов, должно предлагаемое пособие. 
Читатель обнаружит, что классические демонстрационные физические 
опыты когда-то явились неоспоримым аргументом в открытии тех или 
иных законов, составляющих ныне базис одной из интереснейших 
наук – физики.

Следует отметить, что проблема включения демонстрационного 

эксперимента в учебный процесс не нова. Так, еще в начале XIX в. 
обучение было органической частью научных исследований и многие 
ученые излагали студентам результаты своих поисков. Однако уже к 
середине XIX в. развитие машиностроения, электротехники, горного 
дела, железных дорог, промышленности стимулировало развитие науки, 
что не могло не отразиться на технологии обучения. Наблюдается тесная связь научных исследований с достижениями техники. Российский 
физик-теоретик Н.А. Умов приводит пример такого союза из истории 
возникновения известной фирмы «Цейс». Университетский механик 
Карл Цейс в небольшой мастерской изготовлял микроскопы, копируя 
каждый образец, причем при копировании делались неизбежные погрешности. «...Цейс не мирился с таким порядком вещей и чувствовал, 
что в основу его работы должны быть положены обстоятельные научные исследования. Он предугадал в Эрнсте Аббе человека, обладающего достаточным математическим аппаратом, чтобы овладеть и решить 
трудные задачи микроскопии. Действительно, Аббе заменил работу на 
ощупь и наугад точным теоретическим предвычислением форм оптических стекол, их кривизны и взаимных расстояний в связи с физическими свойствами стекол, из которых они должны быть изготовлены». Со

Физика и техника в демонстрационном эксперименте: очерки истории

дружество ученого и техника принесло огромные плоды. Микроскопы, 
выпускаемые этой фирмой, стали непревзойденными.

В настоящее время эпизод, описанный знаменитым российским 

ученым, стал классическим. Дифракционная теория микроскопа, предложенная Э. Аббе, вошла в учебники и программы по оптике. И теперь 
мало кто связывает открытие немецкого ученого с решением важнейшей задачи – расширением природных физиологических возможностей 
человека за счет использования современной оптической техники. 

Таким образом, вывод о необходимости разумного включения исто
рического материала в учебный процесс школы и вуза представляется 
бесспорным. Однако педагогам предстоит еще проделать огромную работу по адаптации исторических сведений к современным условиям. Это и 
отбор материала, его анализ и классификация, это и профессиональная 
оценка приспособленности конкретного материала к условиям, в которых 
протекает учебный процесс в современной школе. Тем не менее экспериментальный базис, на котором развивалась наука ранее, представляется 
исключительно плодотворным для обучения творчеству.

Идея обучения научным исследованиям возникла давно. Так, 

Я.А. Коменский отмечал: «Люди должны обучаться мудрости насколько 
можно не из книг, а из небес, земли, дубов, буков, они должны изучать 
и исследовать вещи сами, а не просто пользоваться наблюдениями других личностей относительно вещи. Кто учит физике наблюдениями и 
экспериментами вместо чтения Аристотеля и других книг?».

В конце XVIII в. Дж. Пристли, открывший кислород, считал, что 

«если мы желаем положить хорошее основание для философских склонностей и для философских занятий, личности должны привыкнуть 
к взгляду экспериментирования. С ранних лет, с первых курсов они 
должны вводиться в теорию и практику исследований». И только в середине XIX в. в связи с ростом промышленности эти идеи претворились 
в жизнь. Сначала были созданы химические лаборатории, поскольку 
химия прямо отвечала насущным требованиям практической жизни, 
в частности требованиям металлургии, крашения. Немногим позже 
создаются физические лаборатории. Среди ученых того времени были 
такие, которые не только осознавали важность создания нормальных 
условий для работы студентов и преподавателей, но и сами участвовали 
в создании лабораторий, отвечающих требованиям учебного труда. Так, 
У. Томсон в 1846 г. занял пост профессора натурфилософии в университете Глазго и, ознакомившись с положением дел на кафедре, нашел его 
неудовлетворительным. «Здесь абсолютно не обеспечены условия для 
какого-либо рода экспериментальных исследований и совсем не было 
идей для какой-нибудь студенческой практической работы», – отметил 
он. В дальнейшем У. Томсон вместе со студентами оборудовал лаборатории, где предпринял серию опытов по электродинамическим свойствам 
материи. Характерно, что лекции профессора сопровождались демон

Введение

страциями. К их проведению У. Томсон привлекал студентов. Такие 
лекции и обилие демонстраций, сопровождавших их, стимулировали 
интерес слушателей. 

Многие русские ученые изучали опыт научных исследований и ор
ганизации учебного процесса в западных центрах. Так, А.Г. Столетов работал в лаборатории Г. Магнуса в Берлине, П.Н. Лебедев слушал лекции 
Г. Гельмгольца, П.Л. Капица занимался исследованиями в лаборатории 
Э. Резерфорда в Кембридже. Все это способствовало становлению учебного процесса в вузах России. Так, А.Г. Столетов на публичном заседании Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии 
в 1883 г. отмечал: «Нет во всей России ни одного здания, которое было 
бы построено собственно для физики. Физический кабинет и некоторое 
покушение на лабораторию гнездятся в каком-нибудь углу старого дома, 
не удовлетворяющего самым элементарным требованиям». Вскоре появляются специализированные физические лаборатории, оснащенные 
современной техникой, в Москве, Киеве, Петербурге, где зарождаются 
научные школы и ведется серьезная педагогическая работа. 

Следует отметить значительный подъем системы образования в 

Беларуси в XIX в. Так, в 1841 г. Белорусский учебный округ включал 
свыше 300 учебных заведений. Кроме Виленского дворянского института (одного из двух в Российской империи) существовало много типов 
учебных заведений, в которых обучалось свыше 13 тыс. учащихся (примерно 1/8 часть учащихся учебных заведений России). Учебные заведения имели тесные контакты с ведущими центрами России и Запада, 
на обучение тратились значительные суммы, приборы и оборудование 
закупались в Германии и Англии. О качестве оборудования физических кабинетов того времени можно судить по каталогам лучших фирм 
Германии и России. Из них следует, что учебные заведения, которые 
приобрели физические приборы, могли показать учащимся не только 
разнообразные опыты по физике, но и приобщить их к самой науке, поскольку спектр демонстрационных возможностей этих приборов позволял показать ученикам новейшие достижения физической науки того 
времени.

Подчеркивая исключительную роль физического эксперимента в 

учебном процессе, профессор Московского государственного университета А.Б. Млодзеевский отмечал: «В экспериментальном курсе физики 
демонстрации не являются дополнением к словесному изложению курса, но представляют собой его неотъемлемую органическую составную 
часть; эти демонстрации нельзя считать только формой преподавания, 
так как они являются не формой, а значительной частью содержания 
экспериментального курса. В смысле методическом демонстрации делают всякое явление яснее для слушателей, чем это сделало бы словесное описание, и содействуют более легкому усвоению и запоминанию 
фактов. При этом следует отметить важное обстоятельство, что хорошо 

Физика и техника в демонстрационном эксперименте: очерки истории

поставленная демонстрация повышает интерес слушателей, действуя не 
только на их умственную, но также и на эмоциональную сторону, на их 
воображение. Поэтому в демонстрации должно быть учтено не только 
ее учебно-методическое содержание, но также и художественная форма. Демонстратор помимо знаний и экспериментальной техники должен 
обладать также в некоторой мере художественным вкусом и чутьем». 

Таким образом, демонстрационный эксперимент – это не только 

иллюстрация отдельных явлений. Это обобщение целого класса явлений, итог, генерализация знаний, опора, на которой строятся новые 
знания.

ЛАБорАТорИЯ В НАд-НЕмАНЕ

Наркевич-Йодко Яков Оттонович родился 

в 1847 г. в семье помещика в имении Оттоново 
Игуменского уезда Минской губернии (ныне Узденский р­н Минской обл.). Окончил Минскую гимназию, учился в Вене, Париже, Флоренции. Получив 
хорошую подготовку по физике, биологии и медицине, с 1872 г. проводил научные эксперименты в оборудованной в имении «Над­Неман» лаборатории.

Осенью 1983 г. любители отечественной истории науки и 

техники получили подарок: минский инженер В.Н. Киселев открыл имя замечательного белорусского естествоиспытателя конца 
XIX в. Якова Оттоновича Наркевича-Йодко (1847–1905) *. Статья 
В.Н. Киселева дала толчок дальнейшим исследованиям наследия 
знаменитого соотечественника. Появились статьи, эссе, научные 
публикации **. Чем же знаменит белорусский «профессор электрографии и магнетизма»? Обратимся к исследованию В.Н. Киселева.

В начале 90-х годов ХIX в. в иностранных и русских газетах 

появились многочисленные статьи, не на шутку взволновавшие 
любителей фотографии. Сообщалось, что некто Наркевич-Йодко 

* Киселев, В. Опередивший время / В. Киселев // Техника молодежи. 
1983. № 11. С. 46–49.
** См.: Грыбкоўскi, В.П. Прафесар электраграфii i магнетызму: Якуб 
Наркевiч-Ёдка / В.П. Грыбкоўскi, В.А. Гапоненка, У.М. Кiсялеў. Мiнск, 
1988; Физика и техника в XIX – начале ХХ в. / Э.М. Шпилевский 
[и др.] // Очерки истории науки и культуры Беларуси IX – начала 
ХХ в. / П.Т. Петриков [и др.]. Минск, 1996. 

Физика и техника в демонстрационном эксперименте: очерки истории

изобрел «способ фотографирования с помощью электричества» и 
что он демонстрировал в Ницце цикл фотоснимков «…электрических искр и волнообразных колебаний в разные моменты проявления их в природе и человеческом организме». Итальянские ученые, присутствовавшие на демонстрации, писали в приветственном адресе: «Мы… нашли важность ученого взгляда, эти опыты не 
только нас удивили и привели в восторг, но и доказали нам великую будущность в применении электричества и электрографии». 
Профессура Венского, Парижского, Петербургского и других 
университетов взволнованно предсказывала огромную важность 
этих исследований для медицины и физиологии. Электрографические снимки «являются по отношению к тайнам электричества 
тем же, что и микроскоп в мире чудес природы», – говорилось в 
одном из заключений. 

Сенсационный репортаж с V Фотографической выстав
ки в Петербурге, опубликованный в № 5 журнала «Фотографлюбитель» за 1898 г., еще более взбудоражил общественность. 
«…В конце отдела помещен малоизвестный, но весьма интересный 
экспонат г. Наркевича-Йодко, представляющий собой снимки 
различных разрядов электричества, воспроизведенных на фотографических пластинках. Так, например, лист засохший и лист 
живой дают различные отпечатки на пластинке, руки здорового 
человека и руки паралитического субъекта производят на пластинке совершенно разные изображения. Вообще этот экспонат 
является новым и крайне интересным в фотографии, кладя, может быть, начало массе исследований и гипотез».

Открытая ученым в 1891 г. электрография (так назвал 

Я.О. Наркевич-Йодко свой способ фотографирования), основанная на способности электрического тока при прохождении в слое 
фотоэмульсии оставлять видимый при проявлении след, так называемое фотографирование без объектива, пожалуй, основное 
научное достижение ученого.

Опыты по электрографии проводились в специально обору
дованной лаборатории, где, по-видимому, использовалась электростатическая машина. Им было получено более 1500 снимков. 
В 1893 г. эти результаты стали известны в Берлине, Вене, Париже, Флоренции, где Наркевич-Йодко прочитал лекции и продемонстрировал ряд фотоснимков.

В ходе исследований Я.О. Наркевич-Йодко фактически от
крыл «новый метод применения электрических токов и электри