Контрольная по естествознанию
м образом меняется представление об
окружающем нас мире.
11. Кто является автором «математических начал натуральной
философии» ?
«Математические начала натуральной философии» написал Исаак
Ньютон. Он сформировал основные законы классической механики, открыл
закон всемирного тяготения, разработал (наряду с Лейбницем)
дифференциальное и интегральное исчисление.
12. Какие открытия в области физики предопределили третью
естественно-научную революцию ?
В 1916г. Эйнштейн опубликовал свою общую теорию
относительности, совершив еще один переворот в физических
представлениях на сей раз о природе гравитационного взаимодействия.
«Фундамент» этой теории был заложен в 1907г., когда Энштейн
сформировал принцип эквивалентности. Пояснил сущность этого принципа.
Термин «масса», относящийся по второму закону Ньютона, имеет смысл
инертной массы – меры сопротивления тела любому изменению состояния
его движения. Но понятие «масса» в ньютоновском законе всемирного
тяготения имеет другой смысл – это тяготеющая масса или
гравитационная масса. Еще Галилей утверждал, что все тела независимо
от массы в гравитационном поле приобретают одинаковые ускорения.
Отсюда вытекает равенство инертной и гравитационной масс. Сам факт
их равенства и то, что все тела падают в гравитационном поле с
одинаковым ускорением, называют иногда слабым принципом
эквивалентности.
Принцип эквивалентности ; неинерциальная система отсчета
эквивалентна некоторому гравитационному полю.
Другим ключевым моментом в общей теории относительности было
понятие кривизны пространства – времени.
Общая теория относительности в корне изменила наши
представления о пространстве, времени, о Вселенной. Она привела к
отказу от какого бы то ни было центризма.
Литагалактика - или вся наша наблюдаемая астрологическая
Вселенная как единое целое – стала описываться однородной и
изотропной безграничной релитивистской космологической моделью.
13. В чем сщнось Третьей глобальной естественно-научной революции ?
Третья глобальная естественно-научная революция радикально
преобразовала научную картину мира, изменив астрономию, космологию и
физику и означала полный отказ от всякого центризма.
14. Какова главная особенность космологической модели Вселенной
Фридмана ?
Существуют три разные модели Фридмана, для которых выполняется
космологический принцип. Все варианты модели Фридмана имеют общее : в
какой-то момент времени в прошлом (десять, двадцать миллиардов лет
назад) расстояние между соседними галактиками должно было равняться
нулю. В этот момент (называемый Большим взрывом) плотность Вселенной
и кривизна пространства времени должны быть бесконечными. Поскольку
математики не умеют обращаться с бесконечно большими величинами, это
означает, что, согласно общей теории относительности во Вселенной
должна быть точка, в которой сама эта теория неприменима. Такая
точка называется особой или синигумерной. В этой точке наши теории
неверны из-за бесконечной плотности материи и бесконечной кривизны
пространства времени. Следовательно, если перед Большим взрывом и
происходили какие-то события, по ним нельзя было спрогнозировать
будущее. Следовательно, те события, которые происходили до Большого
взрыва нужно исключить из модели и считать началом отсчета времени
момент Большого взрыва.
15. Чем объясняется темный фон ночного неба ?
Вселенная не может представить собой константное распределение
звезд, бесконечных по возрасту и размерам. Действительно, если бы это
было не так, то каждый взгляд наблюдателя встречал бы звезду, но
небо-то темное. Объяснение этого факта лежит в космологической
модели расширяющейся Вселенной. Чем с большей скоростью она
удаляется от нас, и тем больше красное смещение излучения источника
от ее спектра. А красное смещение линий от ее спектра. А красное
смещение излучения источника ослабляет его интенсивность. На
определенном расстоянии красное смещение становится так велико, что
мы уже не видим света источника. Согласно закону Хаббла (закон
разбегания галактик) определенную границу имеет по крайней мере
наблюдаемая часть Вселенной, т.е. красное смещение порождает
космологический «горизонт», за который наш взгляд проникнуть уже не
может. Так как след от объективов, лежащих за космологическим
горизонтом, не доходит до нас, то нет никаких проблем и с темнотой
ночного неба.
16. Что такое космологический принцип ?
Фридман сделал два очень простых предложения 6 во-первых,
Вселенная выглядит одинаково, в каком бы направлении мы ее не
наблюдали (изотропность Вселенной), и во-вторых, это утверждение
должно оставаться справедливым и в том случае, если бы мы
производили наблюдения из какого-нибудь другого места (однородность
Вселенной). Эти два предположения составляют так называемый
космологический принцип.
17. Делимы ли протоны и нейтроны ?
Эксперименты по взаимодействию показали, что протоны состоят из
еще более мелких частиц. Их назвали кварками. Итак, протоны и
нейтроны не являются неделимыми.
18. Что такое спин частицы и какими физическими свойствами частицы
он определяется ?
Спин – вращательная характеристика частицы. Представим себе
частицы в виде маленьких волчков, вращающихся вокруг своей оси.
Однако в квантовой механики частицы не имеют вполне определенной
оси вращения. Спин – частицы дают нам сведения о том, как выглядит
эта частица, если смотреть на нее с разных сторон. Например,
частица со спином О похожа на точку, т. кора выглядит со всех
сторон одинаково. Частицу со спином 1 можно сравнить со стрелкой :
с разных сторон она выглядит по-разному и принимает прежний вид
лишь после оборота на 360 градусов. Частицу со спином 2 можно
сравнить со стрелкой заточенной с общих сторон : любое ее положение
повторится с полуоборота (180 градусов). Частицы с более высоким
спином возвращаются в первоначальное состояние при повороте на еще
меньшую часть полного оборота.
S=0 S=1 S=2
Существуют частицы, которые после полного оборота не принимают
прежнего вида : их нужно дважды полностью повернуть ! Такие частицы
называются спин Ѕ.
19. Какой спин имеет частицы, составляющие вещество Вселенной ?
Все известные частицы можно разделить на две группы : 1)
частицы со спином Ѕ , из которых состоит любое вещество во
Вселенной (нейтроны, протоны, легкие частицы и тяжелые частицы –
гипероны) ; 2) частицы со спином 0,1 и 2, которые создают силы,
действующие между частицами вещества (фотоны и частицы под общим
названием мезоны).
20. В чем отличие электромагнитных сил от гравитационных ?
Гравитационная сила. Эти силы носят гравитационный характер.
Это означает, что всякая частица находится под действием
гравитационной силы, величина которой зависит от массы и энергии
частицы. Это очень слабая сила, которую мы вообще не заметили бы,
если бы не ее два специфических свойства : гравитационные силы
действуют на больших расстояниях и всегда являются силами
притяжения.
В квантово – механическом подходе к гравитационному полю
считается, что гравитационная сила, действующая между двумя частицами
материи, переносится частицей со спином 2, которая называется
гравитоном. Гравитон не обладает собственной массой и поэтому
переносимая им сила является дальнодействующей. Гравитационное
взаимодействие между Солнцем и Землей объясняется тем, что частицы,
из которых состоит Земля и Солнце обмениваются гравитонами. Несмотря
на то, что в обмене участвуют лишь вертикальные частицы,
создаваемый ими эффект безусловно поддается измерению, т.к. этот
эффект – вращение Земли вокруг Солнца. Реальные гравитоны
распространяются в виде воли, но они очень слабые и их трудно
зарегистрировать, это пока никому не удалось.
Следующий этап взаимодействия создается электромагнитными
силами, которые действуют между электрически заряженными частицами, но
не отвечают за взаимодействие таких незаряженных частиц как
гравитоны. Электромагнитные взаимодействия гораздо сильнее
гравитационных : электромагнитная сила, действующая между двумя
электронами, примерно в 10^40 больше гравитационной силы. В отличие
от гравитационных сил, которые являются силами притяжения, одинаковые
по знаку заряды отталкиваются
| |  скачать работу |
Контрольная по естествознанию |
