Вопрос 18 Микро-, макро- и мегамиры.

1 Микромир – мир предельно малых объектов, не наблюдаемых в человеческом опыте.

2 Макромир – мир объектов, сопоставимых с человеческим опытом.

3 Мегамир – мир космических объектов, значительно превышающих параметры человеческого опыта.

Все процессы в этих трёх мирах обусловлены четырьмя видами взаимодействия: электромагнитным, гравитационным, сильным и слабым. Некоторые считают, что эти четыре силы были объединены в сверхсилу. Но сейчас их соединить воедино нельзя.Каждая из этих сил осуществляется посредством соответствующего магнитного поля.

Поле – это особая форма материи, которая распространяется и излучается с конечной скоростью

Исходя из корпускулярно-волновых представлений М. Планк ввёл понятие квант (элнментарная неделимая единица энергии).Самое известное – э\м взаимодействие. По интенсивности оно уступает только сильному взаимодействию. Э\м. Поле связано с электрическим и магнитным полями. Первое возникает при наличии электрических зарядов, а второе – при их движении. Обменные частицы в э\м – фотоны.

Гравитационное взаимодействие – самое универсальное. Оно действует везде и на всё. Принято считать, что оно осуществляется с помощью обмена гравитонами. Сильное взаимодействие происходит между порионами, нуклонами и гиперонами. Оно происходит на расстояние 10 в минус 13 степени см. Одно из проявлений СВ – ядерные силы, открыты Резерфордом в 1911 г . одновременно с открытием атомного ядра. СВ в сотни раз сильнее э\м. Слабое взаимодействие, в основном, проявляется при медленном распаде частиц, с превращением в более лёгкие. Этот вид В назван слабым именно из-за этого перехода в разные состояния.

Микромир

Изучение микромира началось в конце XIX - начале XX вв., когда были открыты более глубинные структуры в материи.1895 г – открытие электрона Томсоном.С 1897 г. начинается изучение атомного ядра.Томсон предложил первую модель атома, рассматривая его как сгусток материи, обладающий полож. зарядом, в который вкраплено столько е, что атом является электрически нейтральным. Однако эта модель не объяснила почему радиактивные вещества испускают положительно заряж. частицы.В 1911 г. Резерфорд предложил новую модель атома: в центре положит заряженное ядро, вокруг которого по разным орбитам вращаются электрон (планетарная модель атома). При вращении электрона возникает центробежная сила, которая удерживает его на определённом расстоянии. Эта модель не могла объяснить происхождение спектров, при разложении света. Электрон, излучая энергию, должен, в конце концов, её потерять и упасть на ядро, но это не происходит.На основе модели Резерфорда Бор выдвинул два постулата: 1) в атоме, находящимся в стационарном положении, е двигаются по стационарным орбитам, не излучаясь; 2) е излучают энергию только при переходе с одной орбиты на другую.К ядерной физике крепко примыкает физика элементарных частиц (первичные неразложимые частицы. Открыто более 220 элементарных частиц + противоположные к каждой.

Макромир Исследованием макромира занимается классическая физика. Основные положенияя сложились к концу 16 нач17 века – это Галилей (законы ускорения и инерции), Иоган Кеплер (открыл законы движения планет, предположил, что орбиты – элипс), но особый вклад принадлежит Ньютону, уточнившему и дополнившему положение Галилея. Его идеи легли в основу механического мира. В концепции Ньютона выделяют корпускулы (минимальные частицы) и тела.

1 Ньютон установил, что любое тело сохраняет инертность, т.е. состояние покоя или равномерного движения, если на него не действует другое

2 Ускорение прямо пропорционально силе и обратно пропорционально массе (A=F/m)

3 Любое воздействие тел друг на друга носит характер взаимодействия.

Вся окружающая реальность соответственно стала рассматриваться как совокупность неких объектов, состояние которых зависит от параметров движения и практически неотличимы. Современная физика ограничивает действие этих законов движениями объектов со скоростью на много меньше скорости света.

Существовали две области, которые не поддавались объяснению на основе механики Ньютона, т.е. это область оптических и электромагнитных явлений. В конце17 в. существовали 2 теории света:

1 Корпускулярная теория света. Согласно этой теории свет представляет собой поток светящихся частиц, летящих от светящегося тела по прямолинейной траектории.

2 Волновая теория света (Гюйгенс). Свет представляет собой волну. Этот подход утвердился в конце18 века. Волновые свойства света подтверждались косвенным способом, явлением интерфиренции. При наложении двух световых лучей свет либо усиливался либо ослабевал.

В это же время происходили исследования электромагнитных явлений. В 30-е гг. 19в. англ физик Фарадей вводит понятие «Поле», как особого вида вещества.

Поле – это особая форма материи, которая распространяется и излучается с конечной скоростью. Концепция близкодействия утверждается после исследования эл\маг явлений. Суть – воздействие одного объекта на другой осуществляется через посредника – поле. К к19в сложились следующие представления о характеристиках вещества и поля: 1) вещество дискретно, т.е. прерывно, а поле непрерывно; 2) частицы вещ-ва обладают некой массой, а поле – нет; 3)вещ-во мало проницаемо, поле – абсолютно проницаемо; 4) скорость распространения поля равна скорости света, а скорость движения вещ-ва на много меньше.В 20в представления о характеристиках поля и вещества были скорректированы, т.к. поле обладает свойствами дискретности и с другой стороны – частицы вещества обладают волновыми свойствами. Мегамир – это совокупность космических объектов. Он включает в себя: 1) Планеты и планетные системы; 2) Звёзды и галактики; 3) МетагалактикиТо, что соврая космология знает об уровне планетных систем, строится во много на данных о нашей системе. Наша галактика наз-ся Млечный путь. Галактика в переводе с Др.греч – молоко.Впервые звёздную структуру Млечного пути опр-ил Галилей. Ближаёшая к нам галактика это «Большие и малые Магилановы облака» (от нас 150 тыс световых лет)