8 Сучасні уявлення про будову атома

Атом - найменша, хімічно неподільна частина хімічного елемента. Атом складається з атомного ядра і електронів. Ядро атома складається з позитивно заряженнихпротонов і незаряджених нейтронів.

Атоми класифікуються за кількістю протонів і нейтронів в ядрі: кількість протонів визначає приналежність атома деякому хімічному елементу, а число нейтронів - ізотопу цього елемента.

Принцип Паулі можна сформулювати наступним чином: в межах однієї квантової системи в даному квантовому стані може знаходитися тільки одна частинка, стан іншого повинно відрізнятися хоча б одним квантовим числом.

Гіпотеза де Бройля

Луї де Бройль висунув гіпотезу, що дуалізм не є особливістю лише оптичних явищ, а має універсальний характер. Частинки речовини також мають хвильові властивості.

Хвилі, пов'язані з будь-якими мікрочастинками і відображають їх хвильову природу.

Принцип додатковості - один з найважливіших принципів квантової механіки. сформульований в 1927 році Нільсом Бором. Згідно з цим принципом, для повного опису квантовомеханических явищ необхідно застосовувати два взаємовиключних ( «додаткових») набору класичних понять, сукупність яких дає вичерпну інформацію про ці явища як про цілісні. Наприклад, додатковими в квантовій механіці є просторово-часова та енергетично-імпульсна картини.

9Матерія не може існувати поза рухом, вона завжди знаходиться в стані руху, зміни і розвитку. При знищенні руху об'єкт припиняє своє існування, переходить в інші об'єкти, яким характерно рух спокою - стану рухів, що забезпечують стабільність предмета, зберігаючи його якості. Спокій відносний, а рух абсолютно - це невід'ємна властивість матерії.

Матерія не існує без руху, так само як рух не існує без матерії.

Рух матерії - постійне її взаємодія, а також зміни стану об'єктів, викликані цими взаємодіями. Форми руху матерії різні. Приклад форми руху матерії: нагрівання та охолодження тіл, випромінювання світла, електричний струм, хімічні і фізичні перетворення, життєві процеси. Класифікація форм руху матерії:

1) нежива природа;

2) жива природа;

10 Механіка. Закони руху Ньютона. Абсолютна простір і час

МЕХАНІКА - область фізики. вивчає двіженіематеріальнихтел і взаємодія між ними. Рухом в механіці називають зміну в часі взаємного положення тіл або їх частин в просторі.

Закони руху Ньютона

1, Закон інерції. (Інерція - це явище збереження тілом швидкості руху (і за величиною, і за направленням), коли на тіло не діють ніякі сили. Щоб змінити швидкість руху тіла, на нього необхідно подіяти з деякою силою. Природно, результат дії однакових за величиною сил на різні тіла буде різним. Таким чином, кажуть, що тіла володіють інертністю. Інертність - це властивість тіл чинити опір зміні їх поточного стану. Величина інертності характеризується масою тіла.)

2. Диференціальний закон руху. (Диференційний закон руху. Описує взаємозв'язок між прикладеною до матеріальної точкесілой і получающимся від цього прискоренням цієї точки. Фактично, другий закон Ньютона вводить масу як міру прояви інертності матеріальної точки в обраної інерціальній системі відліку.

де - прискорення матеріальної точки; - сила. прикладена до матеріальної точки; - маса матеріальної точки.

Або в більш відомому вигляді:

)

3, Взаємодія 2-х тел. (Цей закон пояснює, що відбувається з двома взаємодіючими тілами. Візьмемо для прикладу замкнуту систему, що складається з двох тіл. Перше тіло може діяти на друге з деякою силою, а друге - на перше з силою. Як співвідносяться сили? Третій закон Ньютона стверджує: сила дії дорівнює по модулю і протилежна за напрямком силі протидії. Підкреслимо, що ці сили прикладені до різних тіл, а тому зовсім не компенсуються.)

Абсолютна простір і час

- Абсолютна простір по своїй суті, безвідносно до чого б то не було зовнішнього, залишається завжди однаковим і нерухомим. Відносне простір є міра або будь-яка обмежена рухома частина, яка визначається нашими почуттями за положенням його відносно деяких тіл і яке у повсякденному житті приймається за простір нерухоме.

- Час розумілося абсолютним, однорідним, рівномірно поточним. Воно йде відразу і скрізь у всьому Всесвіті "одноманітно і синхронно" і виступає як незалежних матеріальних об'єктів процес тривалості, Фактично класична механіка зводила час до тривалості, фіксуючи визначальне властивість часу "показувати чродссті-ність події". Значення вказівок часу в клас иче ської механіці вважалося абсолютним, що не завісяіцш від зі стояння руху тіла відліку.

11Закони Збереження. фізичні закони, згідно з якими деякий властивість замкнутої системи залишається незмінним при будь-яких змінах в системі. Найважливішими є закони збереження речовини і енергії. Закон збереження речовини стверджує, що речовина не створюється і не руйнується; при хімічних перетвореннях загальна маса залишається незмінною. Загальна кількість енергії в системі також залишається незмінним; енергія тільки перетворюється з однієї форми в іншу. Обидва ці закону вірні лише приблизно. Маса і енергія можуть перетворюватися одна в іншу відповідно до рівняння Е = тс 2. Незмінним залишається лише загальна кількість маси і еквівалентної їй енергії. Ще один закон збереження стосується електричного заряду: його також не можна створити і не можна знищити. У застосуванні до ядерних процесів закон збереження виражається в тому, що загальна величина заряду, спин і інші КВАНТОВІ ЧИСЛА взаємодіючих частинок повинні залишитися такими ж у частинок, що виникли в результаті взаємодії. При сильних взаємодіях все квантові числа зберігаються. При слабких взаємодіях деякі з вимог цього закону порушуються, особливо щодо парності.

Закон збереження енергії можна пояснити на прикладі падіння кулі вагою 1 кг з ви стільники 100 м. Початкова загальна енергія кулі - це нею потенційна енергія. Коли він падаег, погенціальная енергія поступово зменшується а кінетична наростає, але загальне копічество енергії залишається незмінним Таким чином, має місце збереження енергії. А - кінетична енергія зростає від 0 до максимуму: В - потенційна енергія зменшується від максимуму до нуля; З - загальна кількість енергії, що дорівнює сумі кінетичному і потен Закон збереження речовини, стверджує, що в ході хімічних реакцій речовина не створюється і не зникає. Це явище можна продемонструвати за допомогою класси чеського досвіду, при якому проводиться зважування свічки, що горіла під скляним ковпаком (А). В кінці досліду вага ковпака і його вмісту остаегся таким же, яким був на початку, хоча свічка, речовина якої полягає в основному з вуглецю і водню, «зникла», оскільки з неї виділилися летючі продукти реакції (вода і вуглекислий газ). Тільки після того, як в кінці XVIII в вчені визнали принцип збереження речовини, став можливий кількісних підхід до хімії.

12Теорія відносності - наукова теорія, що пояснює пристрій нашого світу на макрорівні, яка об'єднує механіку, електродинаміку та гравітацію. Власне термін «Теорія відносності» ввів німецький фізик Макс Планк. Впроваджено в наукові кола расовими німецьким євреєм Альбертом «E = mc²» Ейнштейном. Ділиться на дві частини: Спеціальну і Загальну.

Спеціальна теорія відносності

Більшість парадоксальних і суперечать інтуїтивним уявленням про світ ефектів, що виникають при русі зі швидкістю, близькою до швидкості світла, передбачається саме спеціальною теорією відносності. Найвідоміший з них - ефект уповільнення ходу годинника, або ефект уповільнення часу. Годинники, що рухаються щодо спостерігача, йдуть для нього повільніше, ніж такий самий годинник у нього в руках.

Загальна теорія відносності

Загальна теорія відносності застосовується вже до всіх систем відліку (а не тільки до рухаються з постійною швидкістю одна відносно іншої) і виглядає математично набагато складніше, ніж спеціальна (чим і пояснюється розрив в одинадцять років між їх публікацією). Вона включає в себе як окремий випадок спеціальну теорію відносності (і, отже, закони Ньютона). При цьому загальна теорія відносності йде значно далі за всіх своїх попередниць. Зокрема, вона дає нову інтерпретацію гравітації.

Загальна теорія відносності робить світ чотиривимірним: до трьох просторових вимірів додається час. Всі чотири виміри нерозривні, тому мова йде вже не про просторовому відстані між двома об'єктами, як це має місце в тривимірному світі, а про просторово-часових інтервалах між подіями, які об'єднують їх віддаленість один від одного - як за часом, так і в просторі . Тобто простір і час розглядаються як чотиривимірний просторово-часовий континуум або, попросту, простір-час. У цьому континуумі спостерігачі, що рухаються один щодо одного, можуть розходитися навіть на думці про те, чи відбулися дві події одночасно - або одне передувало іншому. На щастя для нашого бідного розуму, до порушення причинно-наслідкових зв'язків справа не доходить - то є існування систем координат, в яких дві події відбуваються не одночасно і в різній послідовності, навіть загальна теорія відносності не допускає.

Закон всесвітнього тяжіння Ньютона говорить нам, що між будь-якими двома тілами у Всесвіті існує сила взаємного тяжіння. З цієї точки зору Земля обертається навколо Сонця, оскільки між ними діють сили взаємного тяжіння. Загальна теорія відносності, однак, змушує нас поглянути на це явище інакше.

Під релятивістськими ефектами розуміються прояви при високих швидкостях дії принципу відносності. У класичній фізиці передбачається, що всі спостерігачі, де б у всесвіті вони не знаходилися, отримують однакові результати вимірювань довжини в просторі і в часі. Принцип відносності має на увазі, що різні спостерігачі отримують різні результати вимірювань.

Релятивістських ефекти - фіз. явища, які спостерігаються при швидкостях тел (часток) v, порівнянних зі швидкістю світла с. До них відносяться: релятивістське скорочення поздовжніх (в напрямку руху тіла) довжин, релятивістські уповільнення часу, збільшення маси тіла з ростом його енергії і т. П. Розглядаються в приватній (спеціальної) відносності теорії. Для квантових систем частинок (атомів, атомних ядер і ін.), В яких брало відносить. рух частинок відбувається зі швидкостями, Р. е. дають поправки до рівнів енергії, пропорц. ступенями відносини. Релятивістськими зв. також ефекти загальної теорії відносності (релятивістській теорії тяжіння), напр. ефект уповільнення течії часу в сильному гравію-Тац. Поле.

Простір-час (просторово-часової континуум) - фізична модель. доповнює простір рівноправним тимчасовим виміром і, таким чином, створює теоретико-фізичну конструкцію, яка називається просторово-часовому континуумі.

Відповідно до теорії відносності. Всесвіт має три просторових виміри і один часовий вимір, і всі чотири виміри органічно пов'язані в єдине ціле, будучи майже рівноправними і в певних рамках (див. Примітки нижче) здатними переходити один в одного при зміні спостерігачем системи відліку.

В рамках загальної теорії відносності простір-час має і єдину динамічну природу, а його взаємодія з усіма іншими фізичними об'єктами (тілами, полями) - і є гравітація. Таким чином, теорія гравітації в рамках ОТО і другіхметріческіх теорій гравітації є теорія простору-часу, полагаемого не плоским, а здатним динамічно змінювати своюкрівізну.