КСЕ 12 / Литература КСЕ / Горбатова / Горбатова / ксе / Лекции №2 (6)

Известны четыре основных физических взаимодействия, которые определяют структуру нашего мира: сильные (ядерные), слабые (атомные), электромагнитные и гравитационные. Сильные взаимодействия имеют место между адронами, к которым относятся барионы - это нуклоны (протоны и нейтроны) и гипероны, и мезоны. Сильные взаимодействия возможны только на больших расстояниях (радиус примерно 10⁺¹³ см.). Одно из проявлений сильных взаимодействий - ядерные си­лы. Сильные взаимодействия открыты Э. Резерфордом в 1911 году одновременно с открытием атомного ядра (этими силами объясняет­ся рассеяние а-частиц, проходящих через вещество). Сильные взаимодействия состоят в испускании промежуточной частицы - переносчика ядерных сил. Это пи-мезон, обнаруженный в 1947 году, с массой в 6 раз меньше массы нуклона, и найденные позже другие мезоны. Нуклоны окружены «облаками» мезонов. Нуклоны могут приходить в возбужденные состояния - барионные резонансы - и обмениваться при этом иными частицами. При столкновении барионов их облака перекрываются и «возбуждают­ся», испуская частицы в направлении разлетающихся облаков. Из центральной области столкновения могут испускаться в различных направлениях более медленные вторичные частицы. Ядерные силы не зависят от заряда частиц. В сильных взаимодействиях величина заряда сохраняется. Электромагнитное взаимодействие в 100-1000 раз слабее сильного взаимодействия. При нем происходит испускание и погло­щение «частиц света» — фотонов. Слабые взаимодействия слабее электромагнитного, но сильнее гравитационного. Радиус действия на два порядка меньше радиуса сильного взаимодействия. За счет слабого взаимодействия светит Солнце (протон превращается в нейтрон, позитрон и нейтри­но). Испускаемое нейтрино обладает огромной проницающей способ­ностью — оно проходит через железную плиту толщиной миллиард км. При слабых взаимодействиях меняется заряд частиц.Слабое взаимодействие представляет собой не контактное взаимодействие, а осуществляется путем обмена промежуточными тяжелыми частицами — бозонами, аналогичными фотону. Бозон виртуален и нестабилен. 1.Гравитационное взаимодействие во много раз слабее электромагнитного. «Спустя 100 лет после того, как Ньютон открыл закон » тяготения, Кулон обнаружил такую же зависимость электрической силы от расстояния. Но закон Ньютона и закон Кулона существенно различаются в следующих двух отношениях. Гравитационное при­тяжение существует всегда, в то время как электрические силы су­ществуют только в том случае, если тела обладают электрическими зарядами. В законе тяготения имеется только притяжение, а элект­рические силы могут как притягивать, так и отталкивать».Микроэволюция – начальный этап эволюционного процесса, который протекает внутри вида и приводит к образованию новых видов. Признак появления нового вида – невозможность отделившейся популяции скрещиваться с особями исходной популяции и давать плодовитое потомство. Этапы микроэволюции: 1.Спонтанные мутации и начало дивергенции в пределах одной популяции; 2.Естественный отбор наиболее приспособленных особей и продолжение дивергенции;3.Гибель менее приспособленных особей в результате влияния условий среды, продолжение естественного отбора, образование новых популяций и подвидов;4.Изоляция (географическая, экологическая, временная, репродуктивная) подвидов, приводящая вследствие репродуктивного разобщения (невозможности скрещивания и получения плодовитого потомства) к появлению новых видов. Макроэволюция – процесс формирования крупных систематических единиц (надвидовая эволюция). Доказательства макроэволюции:1.Анатомические: а) единый план строения;б) гомологичные; в) рудиментарные; г) атавизмы; 2.Эмбриологические; 3.Палеонтологические. Способы существования макроэволюции: 1.Дивергенция - эволюционное развитие двух и более родственных групп в различном направлении;2. Конвергенция – эволюционное развитие двух и более не родственных групп в одном направлении (например, дельфин и акула); 3. Параллелизм – процесс эволюционного развития в сходном направлении первоначально дивергировавшихся групп. Сравнительная характеристика макро- и микро- эволюции: 1.Направленность эволюционных преобразований: Микроэволюция – образование новых видов; Макроэволюция – формирование таксонов высокого ранга (род, семейство, отряд); 2.Механизмы или движущие силы (одинаковые): наследственная изменчивость, естественный отбор, борьба за существование, дивергенция и репродуктивное разобщение (изоляция); 3.Длительность процесса: Микроэволюция – протекает внутри вида в исторически короткое время, доступна изучению, наблюдению; Макроэволюция – протекает длительное время и не доступна для наблюдения. Формы состояния вещества во вселенной: жидкое, твердое, газообразное, плазма. Газы можно ионизировать, пропуская через них электроны высокой энергии. Ионизированный газ называется плазмой.