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.