Вопросы для самоконтроля

1. Что означает термин «агрегатное состояние вещества»?

2. Охарактеризуйте твердое состояние вещества.

3. Оцените эластичность связей твердого вещества – золота.

4. Способны ли частицы твердого вещества, расположенные в узлах кристаллической решетки, свободно перемещаться по объему кристалла?

5. Что такое электронный «газ»?

6. Чем объясняется электропроводность кристаллов металлов?

7. Способны ли проводить электрический ток кристаллы неметаллов и почему?

8. Охарактеризуйте агрегатное состояние вещества «жидкости»

9. В чем отличие полярных и неполярных жидкостей?

10. Охарактеризуйте агрегатное состояние вещества «газы».

11. Приведите формулировку универсального газового закона.

12. Назовите агрегатное состояние вещества, более высокотемпературное, чем газы.

13. Плазма сформирована из атомов, молекул или иных частиц?

14. Приведите примеры состояния плазмы на Земле.

15. Что такое и где встречается конденсированная плазма.

Лекция 10: «Концепция поля»

Поле – философская категория, отражающая структурность всех без исключения энергетических проявлений материи, взаимодействий материальных тел во Вселенной.

Поле – часть пространства, частицы которого взаимодействуют с потоком излучения.

Структурной единицей поля является единичная порция энергии, поглощаемая частицей среды в которой это поле распространятся. Она называется квант.

В зависимости от структуры избранной части пространства энергия распространяется в нем с разными значениями частот колебаний.

Вывод общей формулы расчета энергии кванта для различных частот колебаний принадлежит Максу Планку: , где Е - энергия кванта, постоянная Планка, ν - частота колебаний частицы, обладающей энергией Е.

Сегодня науке известны четыре вида полей: гравитационное поле, электромагнитное поле, «слабое» и «сильное взаимодействие».

Гравитационное поле или поле тяготения известно давно.

Наиболее математически строго, его впервые описал Исаак Ньютон в своем законе всемирного тяготения. Его выражение: в котором F - сила притяжения между телами, обладающими массой и массой , находящимися на расстоянии R друг от друга.

Из закона следует, что любое тело, обладающее массой, обладает силой притяжения.

Теоретически предсказанный, но пока экспериментально не найденный квант гравитационной энергии называется гравитон.

Еще одно поле широко распространенное во Вселенной – электромагнитное. Диапазон его частот достаточно велик. Сегодня известно наиболее высокочастотное (коротковолновое) гамма ( ) излучение, чуть более длинноволновое рентгеновское излучение, ультрафиолетовое излучение. Далее располагается видимый спектр излучения: фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый, красный. Красный самый длинноволновый из них.

Квант видимой части электромагнитного излучения называется фотон.

За видимым спектром располагается инфракрасное (тепловое) излучение. Следом идут радиоволны – ультракороткие, короткие, средние и самые длинные, из известных науке, «длинные радиоволны». Длинноволновое излучение используется для радиопередачи на сверхдлинные расстояния, например в качестве основного излучения для исследования радиотелескопами соседних галактик, звездных систем, звезд, планет и иных небесных тел.

«Сильное излучение» вид поля свойственный ядрам атомов тяжелых элементов в процессе их расщепления. Деление ядра атома сопровождается мощным гамма излучением, потоками альфа и бета частиц, яркой вспышкой излучения в видимом спектре, мощным тепловым полем, ударной волной. Все эти проявления наблюдаются при неуправляемой реакции ядерного взрыва.

Деление ядер в ядерном реакторе ведет также к выработке большого количества энергии «сильного взаимодействия». Управление этой реакцией достигается за счет угольных стержней, способных поглощать потоки альфа и бета частиц, инициирующих дальнейшее деление ядер. Таким образом, ядерная реакция замедляется при опускании в реакционную зону угольных стержней и ускоряется при их подъеме.

«Сильное взаимодействие» - энергия будущего. Совершенствование конструкции ядерных реакторов даст возможность увеличить объем выработки относительно дешевой электроэнергии.

Квант «сильного взаимодействия» получен экспериментально, называется «глюон».

«Слабое взаимодействие» энергия деления нейтронов. Ее мощность велика, но слабо изучена.

Квант «слабого взаимодействия» получен экспериментально, называется «мюон».

Устройство для деления нейтронов («нейтронная бомба») известно своей большой разрушительной силой, но главное, специфическими частотами излучения, способными уничтожать только полимерные молекулы: белки, ДНК, РНК, целлюлозу, сохраняя более короткие молекулы.

Иначе говоря, нейтронные устройства способны разрушать живую материю, сохраняя здания, сооружения, словом инфраструктуру. Из всех видов излучений, «слабое излучение» изучено менее всего.

Единая теория поля.

Единая теория поля была создана и первоначально развивалась Альбертом Эйнштейном в течение тридцати лет.

Ее основной смысл состоит в том, что все виды полей имеют единую природу и взаимосвязаны между собой.

Значит, численно изменяя величину частоты колебаний (ν) в формуле (E=h ), имеется возможность провести превращение одного вида поля в другой.

Работы А. Эйнштейна в этом направлении в течение последних тридцати лет его жизни, современное творческое развитие полученных им результатов позволили экспериментально, на гигантских ускорителях, доказать взаимосвязь электромагнитного поля, «сильного» и «слабого» взаимодействия. Это же одно из направлений исследований на адроном коллайдере.

Самое древнее и распространенное гравитационное поле пока стоит особняком. Его природа известна менее всего. Его взаимосвязь с другими видами полей доказана только теоретически. Экспериментального подтверждения пока нет.

Поле, как энергетический продукт существования частицы не может существовать отдельно от физического тела. Именно колебания физического тела оказывают энергетическое воздействие на окружающие частицы среды, передавая им свою энергию все дальше и дальше от одной частицы к другой. Так благодаря действию физического тела формируется его энергетическое поле.

Значит, поле не может существовать вне массы, а масса вне поля. Иллюстрирует это знаменитое уравнение А. Эйнштейна для специальной теории относительности: . В нем E - энергия, «поле»; m - масса, c - скорость света (величина постоянная, 300000 км/с).

Поле второй, после вещества вид материи. Из базового уравнения специальной теории относительности А. Эйнштейна следует, что вещество (m) не может существовать без поля (E), а поле без вещества.

Значит поле и вещество это две стороны одной медали, именуемой Вселенная.