- •2. Предмет, сущность и цели дисциплины «ксе»
- •3. Естественнонаучная и гуманитарная культуры: их специфика и взаимосвязь
- •4. Особенности познания в «науках о природе» и в «науках о духе»
- •5. Роль науки в духовной культуре общества
- •6. Сущность и основные принципы этики науки
- •7. Критерии и нормы научности. Методы научного познания
- •8. Особенности научного познания и его структура
- •9. Логика, закономерности и общие модели развития науки
- •10. Понятие о сущности и закономерностях научной революции
- •11. Дифференциация, интеграция и математизация в современной науке
- •12. Принципы научно картины мира, особенности её развития и общие контуры
- •13. Синергетика как теория самоорганизации
- •14. Системно-структурный характер организации материи
- •15. Современные научные представления о макромире
- •16. Микромир и квантово-механические концепции его описания
- •17. Атомистическая концепция строения материи. Современное учение об атоме
- •18. Элементарные частицы как объекты микромира. Физический «вакуум»
- •24. Пространство и время в специальной теории относительности а.Эйнштейна
- •25. Взаимосвязь пространства, времени и гравитации в общей теории относительности а.Эйнштейна
- •32. Структурные уровни организации живого
- •26. Проблемы экологии и здоровья человека
- •27.Предмет, методы и концепции познания в химии
- •28. Химия о составе вещества. Сущность структурной химии
- •29. Учение о химических процессах. Сущность эволюционной химии
- •30. Предмет, структура и этапы развития биологии как науки
- •31. Сущность и основные признаки живого. Происхождение жизни
- •33. Клетка: её строение и функционирование в процессе жизнедеятельности
- •34. Основные этапы и сущность теории биологической эволюции
- •35. Сущность генетики как науки. Теоретическое и практическое значение современной генетики
- •36. Сущность и основные принципы биоэтики как науки
- •37. Биосфера. Учение вернадского о биосфере
- •38. Взаимовлияние биосферы и человека. Сущность географического детерминизма
- •39. Окружающая среда и ее компоненты. Сущность техносферы
- •40. Учение в.И.Вернадского о биосфере
- •41. Взаимосвязь космоса и живой природы
- •42. Сущность противоречий в системе «природа-общество-человек»
- •43. Роль природных условий в происхождении человека
- •44. Проблема антропогенеза: сущность и основные этапы
- •45. Биологическое и социальное в историческом развитии человека
- •46. Биологическое и социальное в онтогенезе человека
- •47. Социобиология о природе человека
- •48. Социально-экономические проблемы генной инженерии
- •49. Бессознательное и сознательное в жизнедеятельности человека
- •50. Сущность человека как индивида и личности
17. Атомистическая концепция строения материи. Современное учение об атоме
Атомистическая гипотеза строения материи, выдвинутая в античности Демокритом, была возрождена в XVIII в. химиком Дж. Дальтоном, который принял атомный вес водорода за единицу и сопоставил с ним атомные веса других газов. Благодаря трудам Дж. Дальтона стали изучаться физико-химические свойства атома. В XIX в. Д. И. Менделеев построил систему химических элементов, основанную на их атомном весе.
В физику представления об атомах как о последних неделимых структурных элементах материи пришли из химии. Собственно физические исследования атома начинаются в конце XIX в., когда французским физиком А. А. Беккерелем было открыто явление радиоактивности, которое заключалось в самопроизвольном Превращении атомов одних элементов в атомы других элементов. Изучение радиоактивности было продолжено французскими физиками супругами Пьером и Марией Кюри, открывшими новые радиоактивные элементы полоний и радий.
История исследования строения атома началась в 1895 г. благодаря открытию Дж. Дж. Томсоном электрона - отрицательно заряженной частицы, входящей в состав всех атомов. Поскольку электроны имеют отрицательный заряд, а атом в целом электрически нейтрален, то было сделано предположение о наличии помимо электрона и положительно заряженной частицы. Исходя из огромной, по сравнению с электроном, массы положительно заряженной частицы, английский физик У. Томсон (лорд Кельвин) предложил в 1902 г. первую модель атома —положительный заряд распределен в достаточно большой области, а электроны вкраплены в него, как «изюм в пудинг». Эта Идея была развита Дж. Томсоном. Модель атома Дж. Томсона, над которой он работал почти 15 лет, не устояла перед опытной проверкой.
Модель атома, предложенная Э. Резерфордом в 1911 г., напоминала солнечную систему: в центре находится атомное ядро, а вокруг него по своим орбитам движутся электроны.
Неразрешимое противоречие этой модели заключалось в том, что электроны, чтобы не потерять устойчивость, должны двигаться вокруг ядра. В то же время они, согласно законам электродинамики, обязательно должны излучать электромагнитную энергию. Но в таком случае электроны очень быстро потеряли бы всю свою энергию и упали на ядро.
Следующее противоречие связано с тем, что спектр излучения электрона должен быть непрерывным, так как электрон, приближаясь к ядру, менял бы свою частоту. Опыт же показывает, что атомы излучают свет только определенных частот. Именно поэтому атомные спектры называют линейчатыми. Другими словами, планетарная модель атома Резерфорда оказалась несовместимой с электродинамикой Дж. К. Максвелла.
В 1913 г. великий датский физик Н. Бор применил принцип квантования при решении вопроса о строении атома и характеристике атомных спектров.
Модель атома Н. Бора базировалась на планетарной модели Э. Резерфорда и на разработанной им самим квантовой теории строения атома. Н. Бор выдвинул гипотезу строения атома, основанную на двух постулатах, совершенно несовместимых с классической физикой:
1) в каждом атоме существует несколько стационарных состояний (говоря языком планетарной модели, несколько стационарных орбит) электронов, двигаясь по которым электрон может существовать, не излучая;
2) при переходе электрона из одного стационарного состояния в другое атом излучает или поглощает порцию энергии.
Введенные Бором постулаты ясно показали, что классическая физика не в состоянии объяснить даже самые простые опыты, связанные со структурой атома.
. Выяснилось, что атомную модель Н. Бора не следует понимать буквально, как это было вначале. Процессы в атоме в принципе нельзя наглядно представить в виде механических моделей по аналогии с событиями в макромире. Даже понятия пространства и времени в существующей в макромире форме оказались неподходящими для описания микрофизических явлений. Атом физиков-теоретиков все больше и больше становился абстрактно-ненаблюдаемой суммой уравнений.
Дальнейшее развитие идей атомизма было связано с исследованием элементарных частиц.
На основе кварковой (кварк-теоретически вычисленная элементарная частица с дробным электрическим зарядом) модели физики разработали простое и изящное решение проблемы строения атомов. Каждый атом состоит из тяжелого ядра и электронной оболочки. Число протонов в ядре равно порядковому № элемента в периодической таблице химических элементов Д.И.Менделеева.