Представления о космосе, в котором мы существуем.
Метагалактика, совокупность галактик, доступных нашему наблюдению.
Галактика – совокупность звезд и планет. Наша галактика носит имя Млечного пути, она состоит из 150 млрд. звезд, спиралевидная, размеры: 100 тыс. световых лет. Солнце расположено на расстоянии 30 тыс. световых лет от центра галактики. Ближайшая к нам галактика – Туманность Андромеды расположена от нас на расстоянии 2 млн. световых лет.
Квазар (открыт в 1963 году) – звездное скопление со светимостью в сотни раз больше светимости галактик, а размерами в десятки раз меньше. Квазары – это источники радиоизлучения во Вселенной.
Звезды: обычные – типа Солнца;
Красные гиганты - их масса составляет более 15 масс Солнца;
Нейтронные звезды – их масса близка к массе Солнца, но радиус составляет 10-20 км, то есть 1/5000 от радиуса Солнца;
Пульсары – быстровращающиеся нейтронные звезды, их время обращения составляет 0,03-4 сек. Это источники оптического, рентгеновского, гамма и др. излучений.
Звезды вырабатывают водород, гелий и даже углерод, являются источниками излучений во Вселенной.
Солнечная система: планеты – Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон – все движутся в одном направлении по эллиптическим орбитам.
От центра, Солнца до Плутона – 5,5 световых лет.
Расстояние от Солнца до Земли – 149 млн.км., что составляет расстояние в 1 астрономическую единицу.
Земля – масса 621 т, плотность 5,5 гр./см3, скорость обращения вокруг Солнца – 30 км/сек.
По последним астрономическим исследованиям за Нептуном находится «пояс Койпера» - большое скопление космических тел, похожих по своему составу на ядра комет. Мы плохо знаем природу этих тел. Существование их предсказал голландский астроном Койпер в конце ХХ века. В дальнейшем оказалось, что Плутон, ранее считавшейся планетой, - одно из тел «пояса Койпера», и не самое большое.
Лекция № 9. Представление об элементарных частицах и их свойствах.
“Если бы мы должны были характеризовать основные идеи квантовой теории в одном предложении, мы могли бы сказать: следует предположить, что некоторые физические величины до тех пор считавшиеся непрерывными, состоят из элементарных квантов”. (А.Эйнштейн)
Таким образом, и атомная, и электрическая теории ввели в науку непрерывные физические величины, которые могут меняться только скачками.
Первые модели атома.
Дж.Томсон (1856-1940) исследовал прохождение электрического тока через разреженные газы. Открыл в 1897 электрон и определил в 1898 его заряд. Томсон показал, что электрон есть один из составных элементов атома, один из элементарных кирпичиков, из которых построено вещество. Он предложил 1903 одну из первых моделей атома, согласно которой атом представляет собой сферическую положительно заряженную сферу, «набитую» электронами, подобно “булке с изюмом”. Извлечь электроны из атома сравнительно легко. Это можно сделать нагреванием, трением или бомбардировкой атома другими электронами.
Однако большая часть массы атома была представлена не электронами, а остающимися частицами, значительно более тяжелыми – ядром атома. Это открытие было сделано Э.Резерфордом (1871-1937), который бомбардировал золотую фольгу α- (альфа) частицами и обнаружил, что есть места, где частицы отскакиваются, как будто бы от чего-то массивного, а есть места, где частицы свободно пролетают насквозь.
Резерфорд создал на основе этого открытия планетарную модель атома. Согласно этой модели, в центре атома расположено ядро, которое сосредотачивает в себе основную массу атома, а вокруг ядра по круговым орбитам вращаются электроны, подобно тому, как планеты вращаются вокруг Солнца. Атом Резерфорда постоянно излучал энергию, при этом, согласно известным законам, электроны должны были бы приблизиться к ядру, упасть на него и его разрушить.
Но этого не происходило. Атом был предельно устойчивым образованием и разрушить его было крайне трудно. Эта проблема не находила своего разрешения.
Фотоэлектрический эффект.
В 1888-1890 годах фотоэлектрический эффект был исследован русским физиком А.П.Столетовым. Теорию фотоэффекта разрабатывал в 1905 году А.Эйнштейн. Пусть свет выбивает из металла электроны. Электроны вырываются из металла и устремляются вперед с определенной скоростью. Мы в состоянии подсчитать число этих электронов, определить их скорость и энергию. Если бы мы снова осветили металл светом той же длины волны, но более мощного источника, то следовало бы ожидать, что энергия испускаемых электронов будет больше. Однако, ни скорость, ни энергия электронов не изменяется при возрастании интенсивности света. Это оставалось проблемой до открытия кванта энергии М.Планком.
