Материя и движение, время и пространство
Определения понятий материи, его видов и атрибутов
Одна из важнейших задач естествознания - создание естественнонаучной картины мира в виде целостной системы. Для ее решения используются понятия: материя, движении, время, пространство.
Материя - все то, что прямо или косвенно действует на органы чувств человека и другие объекты. М.- весь окружающий нас мир, все существующее.
Всеобщими универсальными формами существования и движения материи принято считать время и пространство.
Время- форма последовательной смены явлений и состояний материи, характеризующая длительность их бытия.
Время обладает универсальными свойствами:
1. длительностью, т.е. последовательностью сменяющих др.друга моментов или состояний;
2. неповторяемостью;
3. одномерностью, т.е. линейной последовательностью событий, генетически связанных между собой. Если бы время имело несколько измерений, то это означало бы наличие параллельных миров.
4. необратимостью, т.е. однонаправленным изменением времени от прошлого к будущему.
Пространство выражает порядок сосуществования физических тел.
Выдвигаются гипотезы, согласно которым пространство нашей Вселенной имеет много измерений.
Например: -11- мерная супергравитация
-М- теория
Наши органы чувств способны ощущать только три
Неотъемлемое свойство материи – движение.
Движение материи- любые изменения, происходящие с материальными объектами в результате их взаимодействия. Формы движущейся материи очень разнообразны и взаимосвязаны др.с др. Формы движения могут переходить др.в др. ,например, химическая форма движения м.переходить в тепловую, тепловая в электрическую и т.д.
Основные формы движения материи:
Ø Механическая (наличие траектории)
Ø Физическая (теплота, электромагнетизм, гравитация…)
Ø Химическая (превращение атомов и молекул)
Ø Биологическая (в живой природе)
Ø Общественная(развитие общества)
Мерой движения материи (количественной ее характеристикой) служит энергия.
Мерой инерции материи является масса.
Энергия и масса – важнейшие взаимосвязанные свойства материи. Их взаимосвязь отражает Закон сохранения массы и энергииСовременная формулировка закона гласит:
в изолированной системе сумма масс и энергий постоянна.
Формулировка учитывает, что между массой m и энергией E существует взаимосвязь согласно уравнению
E=mc2, где с – скорость света в пустоте (3•108 м/с). (Уравнение Эйнштейна)
Виды материи
В соврем. Е. различают 3 вида материи: вещество, физическое поле, физический вакуум.
Вещество – основной вид материи, обладающей массой.
К вещественным объектам относятся:
- элементарные частицы,
- атомы,
- молекулы-
- многочисленные образованные из них материальные объекты.
Состав Вселенной ( в массовых %*)
Элементарные частицы
1. Одни эл.частицы , имеют сложную внутреннюю структуру, однако их невозможно разделить на части.
2. другие считаются бесструктурными – «фундаментальные частицы»:
1) -лептоны ( электрон, нейтрино)
2) -кварки
3) -калибровочные бозоны (т.е. действуют как переносчики фундаментальных взаимодействий).
По величине спина все элементарные частицы можно разделить на два класса:
фермионы — частицы с полуцелым спином :1/2, 3/2, и т.д. (например, электрон, протон, нейтрон, нейтрино); Фермионы составляют вещество
бозоны— частицы с целым спином 0, 1, 2 и т.д. (например, фотон, глюон, мезоны). Бозоны переносят взаимодействие.
Элементарные частицы- фермионы приведены на рис.4.1.
Рисунок 4.1. Элементарные частицы: лептоны и кварки
В табл.4.1 представлены некоторые сведенья о следующих свойствах элементарных частиц со временем жизни более 10–20 с.:
o масса частицы (в электронных массах),
o электрический заряд (в единицах элементарного заряда) и
o момент импульса (так называемый спин) в единицах постоянной Планка ħ = h / 2π.
В таблице указано также среднее время жизни частицы.
Таблица 4.1.
Классификация элементарных частиц (по массе)
|
Атомы
Атом - наименьшая частица химического элемента, сохраняющая его химические свойства. Химический элемент - совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра..
Информацию о любом хим.эл-те мы можем получить из Периодической системы элементов Д.И.Менделеева.