Мир дискретных объектов - физика частиц. Модель частицы (корпускула). От физики Аристотеля до физики Ньютона
Другие рефераты
Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию
Тамбовский государственный технический университет
Факультет АХП
Реферат
по дисциплине:
Концепция современного естествознания.
Выполнила:
студентка гр. Л11:
Яхонтова Ю.А.
Преподаватель:
Исаева О.В.
г. Тамбов - 1996
РЕФЕРАТ
на тему:
“Мир дискретных объектов - физика частиц. Модель частицы (корпускула). От
физики Аристотеля до физики Ньютона.”
1. Мир дискретных объектов - физика частиц.
В физике и химии дискретность означает зернистость строения материи,
ее атомистичность.
Понятие дискретности распространяется на все окружающее нас, будь то
предметы, вещества, живые организмы или пространство.
Д и с к р е т н о с т ь (от латинского discretus- разделенный,
прерывистый), прерывность; противопоставляется непрерывности. Например,
дискретное изменение какой-либо величины во времени - это изменение,
происходящее через определенные промежутки времени (скачками); система
целых чисел (в противоположность системе действительных чисел) является
дискретной [2].
Прерывность означает «зернистость», дискретность пространственно-
временного строения и состояния материи, составляющих ее элементов, видов и
форм существования, процесса движения, развития. Она основывается на
делимости, а также на относительно самостоятельном существовании
составляющих ее устойчивых элементов, качественно определенных структур,
например, электронных частиц, ядер, атомов, молекул, кристаллов,
организмов, планет и т. д. [1].
Изучая многие вещества - жидкие, твердые и газообразные, - химики
обнаружили, что некоторые из них можно разложить на более простые.
Существуют, однако, и такие вещества - их называют химическими элементами,
- которые разложению не подлежат. Химики открыли более 100 элементов, около
20 из них встречаются в живых организмах.
Представим себе, что мы дробим кусочек графита на все более мелкие
кусочки, пока не дойдем до мельчайших частиц, еще сохраняющих свои
свойства, присущие углероду. Такая частица есть атом углерода. Атом - это
единица вещества.
Но и атомы не элементарны. В ХХ веке ученые доказали дискретность
атома. Строительных материалов у природы не 100, а всего 3. Атомы состоят
из электронов, протонов и нейтронов, которые сегодня принято считать
элементарными.
На сегодняшний день подвержено сомнению понятие о неделимости
элементарных частиц. Возможно, в будущем мы узнаем об их дискретности. Уже
предложена модель, согласно которой многие элементарные частицы, хотя и не
все, построены лишь из нескольких различных фундаментальных частиц [3].
Теорию элементарных частиц нельзя считать законченной. Ее состояние
напоминает состояние теории Бора до возникновения квантовой механики [7].
Физики занимаются изучением элементарных частиц и явлений,
закономерностей микромира, проникая в ультрамалые субатомные
пространственно-временные области, вплоть до 10-15 см и до 10-27 сек.
Согласно теоретическим предположениям ученых, окружающее нас
пространство на чрезвычайно малых расстояниях обладает необыкновенно
сложной мелкозернистой структурой с фантастической плотностью энергии. В
каждом кубическом микрометре этой среды содержится такое количество
энергии, которого вполне достаточно для образования многих триллионов
галактик [4].
Считается, что в вакууме, в любой точке пространства существуют
«нерожденные» частицы и поля абсолютно всех возможных видов. Но их энергия
недостаточно велика, чтобы они могли появиться в виде реальных частиц.
Наличие бесконечного множества подобных скрытых частиц получило название
нулевых колебаний вакуума. В частности, в вакууме во всех направлениях
движутся фотоны всех возможных энергий и частот. Но так как эти частицы
летят во всех направлениях, то их потоки взаимно уравновешивают друг друга,
и мы ничего не ощущаем.
В тех случаях, когда однородность потока скрытых частиц нарушается, и
в каком-то направлении таких частиц движется больше, чем в
противоположном, нулевые колебания в вакууме начинают себя проявлять [4].
В физике микромира по одной из систематик на основе весьма общих
теоретических соображений все элементарные частицы делятся на 3 класса: I
класс включает в себя фотон - порцию электромагнитного излучения, II -
электрон и нейтрино, III класс - андроны - самый многочисленный (их
известно сейчас несколько сотен). К этому классу относятся, в частности,
протон, нейтрон и мезон - частицы с массами промежуточными между массой
электрона и массой протона. Значительная часть адронов - нестабильные
частицы с очень коротким временем жизни. Особо коротко живущие частицы
получили название резонансов [4].
Среди них имеются частицы, массы которых в несколько раз превосходят
массу протона. И есть предположение, согласно которому «спектр масс»
элементарных частиц вообще простирается до бесконечности. Если подобное
предположение справедливо, то это значит, что при определенных условиях в
ультрамалых пространственно-временных областях могут рождаться
макроскопические и даже космические объекты.
Во всяком случае современная теория элементарных частиц такую
возможность допускает.
Согласно одной из гипотез Вселенная, выйдя из исходного состояния,
поначалу была вообще пустой, а все вещество и излучение возникли из вакуума
лишь в процессе ее дальнейшей эволюции.
Метагалактика образовалась в результате распада сверхтяжелого
суперадрона с массой 1056 г. Это и был тот «первоатом», тот сверхплотный
сгусток материи, который дал начало наблюдаемой Вселенной. Его распад на
более мелкие адроны привел к образованию протоскоплений галактик, а
последующие распады на адроны с еще меньшими массами - к образованию
галактик [4].
Микромир и мегакосмос - две стороны одного и того же процесса,
который мы называем Вселенной. Физика микромира проникла в область явлений,
которые характеризуются масштабами порядка 10-15 см, астрофизика изучает
объекты, для которых характерны расстояния вплоть до 1028 см. Но какими бы
гигантскими размерами ни обладала та или иная космическая система, она в
конечном итоге состоит из элементарных частиц. В то же время мы сами, как
и все окружающие нас объекты, являемся частью мегакосмоса.
2. Модель атома (корпускула)
К о р п у с к у л а - от латинского corpuskulum - частица в
классической неквантовой физике.
Предположение о том, что любое вещество состоит из мельчайших
неделимых частиц - а т о м о в, было высказано около 2500 лет назад
древнегреческими философами Левкиппом и Демокритом в их атомистических
гипотезах.
Л е в к и п п (5 век до н. э.) - древнегреческий философ-материалист,
один из создателей древней атомистики. Левкипп был учителем Демокрита,
фигура которого как создателя завершенной системы атомистики полностью
заслонила его учителя. Левкипп для объяснения разнообразия предметов
утверждает существование относительного небытия, то есть наличия
пустоты,пространства, полностью лишенного материи, как своеобразной арены,
на которой разыгрываются все происходящие в природе вещественные процессы.
Пустота разделяет все сущее на множество элементов. Свойства этих элементов
зависят от ограничивающего их пустого пространства. Различаются они по
величине, фигуре, движению. Но все элементы мыслятся как однородные,
непрерывные и потому неделимые (atomoi). Левкипп считает движение
внутренне присущим атомам [2].
Д е м о к р и т (460-370 до н. э.) - древнегреческий филисоф-
материалист, создатель завершенной системы атомистики. Историческое место
философии Демокрита определяется переходом древнегреческой натурфилософии
к выработке понятия индивидуализма, индивидуального бытия. Это нашло свое
отражение в исходном понятии философии Демокрита - понятии «а т о м а», как
некоторого неделимого материального индивидуума (греческое atomos, как
латинское individuum означает «неделимый», который признается не
возникающим и не гибнущим, не разрушимым, не подверженным какому-либо
воздействию извне, подлинным бытием, противостоящим пустоте как абсолютному
ничто. Атом таким образом превращался у Демокрита просто в геометрическое
тело, которое также неразрушимо, вечно и не имеет каких-либо физических
свойств. Демокрит отрицал бесконечную делимость материи. Атомы различаются
между собой только формой, порядком взаимного следования, и положением в
пустом пространстве, а также величиной и зависящей от величины тяжестью.
Они имеют бесконечно разнообразные формы с впадинами или выпуклостями.
Демокрит называет атомы также «фигурами» или «видиками», из чего следует,
что атомы Демокрита являются максимально малыми, далее неделимыми фигурами
или статуэтками. В современной науке много спорили о том, являются ли атомы
Демокрита физическими или геометрическими телами, однако
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
