Микромир, элементарные частицы
Современная научная картина мира
Энштейн сформулировал теорию относительности.
Объектом теории относительности выступают физические события. Физические события объединяют понятия пространства, времени, материи, движения, которые в теории относительности рассматриваются в единстве.
Основу теории Энштейна составляют два постулата:
1. Принцип относительности движения.
Этот принцип Энштейн распространил на все процессы: механические, магнитные, электрические, световые.
2. Принцип постоянства скорости света в пустоте.
Скорость света в пустоте равна 300 000 км/с. Это максимально возможная скорость в природе.
Из этих двух принципов Энштейн сделал следующий вывод:
если скорость движения тела высока, сравнима со скоростью света, то
-размер тела сокращается в направлении его движения
- течение времени замедляется.
Время абсолютно только в пределах одной системы отсчета. При больших скоростях время идет медленнее.
Энштейн пространство и время рассмотрел в единстве и сделал следующие вывод о том, что вблизи больших масс изменяются свойства пространства и времени: сокращается линейный размер тела, замедляется время. Свойства мира зависят от распределения масс и скорости их движения.
Материя. Структурные уровни материи
Материя — бесконечное множество всех сосуществующих в мире объектов и систем, совокупность их свойств и связей, отношений и форм движения. Она включает в себя не только непосредственно наблюдаемые объекты и тела природы, но и все те, которые не даны человеку в его ощущениях.
Неотъемлемым свойством материи является движение.
На современном этапе развития естествознания исследователи различают следующие виды материи: вещество, физическое поле и физический вакуум.
Вещество представляет основной вид материи, обладающий массой покоя
Физическое поле представляет собой особый вид материи, обеспечивающий физическое взаимодействие материальных объектов и их систем.
Физический вакуум — это низшее энергетическое состояние квантового поля.
Уровни материи: микромир, макромир и мегамир.
Микромир — это область предельно малых, непосредственно не наблюдаемых материальных микрообъектов. Макромир — мир материальных объектов, соизмеримых по своим масштабом с человеком. Мегамир — сфера огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в которой измеряется астрономическими единицами.
Типы материальных взаимодействий
4 типа:
- гравитационное
- электромагнитное
- сильное
- слабое
Гравитационное – взаимодействие масс. Чем больше масса, тем выше сила взаимодействия. Грав.взаимодействие – самое слабое из всех взаимодействий.
Электромагнитное – взаимодействие зарядов.
Сильное – характерно только для микромира, взаимодействие нуклонов в ядре атома.
Слабое – характерно для микромира, взаимодействие в системе электрон-ядро, электрон-электрон.
Взаимодействия для микромира:
- пространство притяженно
- пространство трехмерно
- время длительно
- время необратимо
- время одномерно
- пространство-время четырехмерно
Микромир, элементарные частицы
Микромир — это область предельно малых, непосредственно не наблюдаемых материальных микрообъектов, размер которых исчисляется в диапозоне от 10 до 10 см, а время жизни — от бесконечности до 10 с. Этот мир — от атомов до элементарных частиц. Все они обладают как волновыми, так и корпускулярными свойствами.
Элементарные частицы — основные структурные элементы микромира. Элементарные частицы могут быть составными (протон, нейтрон) и несоставными (электрон, нейтрино, фотон). К настоящему времени обнаружено более 400 частиц и их античастиц.
В зависимости от массы покоя частицы выделяют:
фотоны (частицы, которые не имеют массы покоя и движутся со скоростью света);
лептоны (легкие частицы); мезоны (средние); барионы (тяжелые частицы).
В зависимости от электрического заряда выделяют:
- частицы с отрицательным зарядом - частицы с положительным зарядом - частицы с нулевым зарядом
Существуют частицы с дробным зарядом — кварки.
По времени жизни частицы делятся на стабильные, квазистабильные и нестабильные.