Броуновское движение

 

Оглавление:

1. Броуновское движение…………………………………………3

 

2. Силы взаимодействия между молекулами……………………4

 

3. За что  был сожжен Джордано Бруно?........................................7

 

4. Отрекался ли Галилео Галилей от своих научных взглядов?........................................................................................9

 

5. Список  используемой литературы……………………………........................................13

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Броуновское движение

Броуновское движение, беспорядочное движение малых частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием толчков со стороны молекул окружающей среды. Открыто Робертом Броуном в 1827. Видимые только под микроскопом взвешенные частицы движутся независимо друг от друга и описывают сложные зигзагообразные траектории. Броуновское движение не ослабевает со временем и не зависит от химических свойств среды. Интенсивность Броуновского движения увеличивается с ростом температуры среды и с уменьшением её вязкости и размеров частиц. 

 При наблюдении  Броуновского движения фиксируется положение частицы через равные промежутки времени. Конечно, между наблюдениями частица движется не прямолинейно, но соединение последовательных положений прямыми линиями даёт условную картину движения. 

 Теория Броуновского движения объясняет случайные движения частицы действием случайных сил со стороны молекул и сил трения. Случайный характер силы означает, что её действие за интервал времени t₁ совершенно не зависит от действия за интервал t₂, если эти интервалы не перекрываются. Средняя за достаточно большое время сила равна нулю, и среднее смещение броуновской частицы также оказывается нулевым. 

 Теория Броуновского движения сыграла важную роль в обосновании статистической механики. Помимо этого, она имеет и практическое значение. Прежде всего, Броуновское движение ограничивает точность измерительных приборов. Например, предел точности показаний зеркального гальванометра определяется дрожанием зеркальца, подобно броуновской частице бомбардируемого молекулами воздуха. Законами Броуновского движения определяется случайное движение электронов, вызывающее шумы в электрических цепях. Диэлектрические потери в диэлектриках объясняются случайными движениями молекул-диполей, составляющих диэлектрик. Случайные движения ионов в растворах электролитов увеличивают их электрическое сопротивление.

Силы  взаимодействия между  молекулами 

Межмолекулярное взаимодействие — это взаимодействие между электрически нейтральными молекулами или атомами. Силы межмолекулярного взаимодействия впервые принял во внимание Я. Д. Ван-дер-Ваальс (1873) для объяснения свойств реальных газов и жидкостей.

Ориентационные  силы действуют между полярными молекулами, то есть обладающими дипольными электрическими моментами. Сила притяжения между двумя полярными молекулами максимальна в том случае, когда их дипольные моменты располагаются вдоль одной линии. Эта сила возникает благодаря тому, что расстояния между разноимёнными зарядами немного меньше, чем между одноимёнными. В результате притяжение диполей превосходит их отталкивание. Взаимодействие диполей зависит от их взаимной ориентации, и поэтому силы дипольного взаимодействия называются ориентационными. Хаотическое тепловое движение непрерывно меняет ориентацию полярных молекул, но, как показывает расчёт, среднее по всевозможным ориентациям значение силы имеет определённую величину, не равную нулю.

Индукционные (или поляризационные) силы действуют между полярной и неполярной молекулами. Полярная молекула создаёт электрическое поле, которое поляризует молекулу с электрическими зарядами, равномерно распределёнными по объёму. Положительные заряды смещаются по направлению электрического поля (то есть от положительного полюса), а отрицательные — против (к положительному полюсу). В результате у неполярной молекулы индуцируется дипольный момент.

Эта энергия  называется индукционной, так как она появляется благодаря поляризации молекул, вызванной электростатической индукцией. Индукционные силы (F_ind˜r ^{− 7}) действуют также и между полярными молекулами.

Между неполярными  молекулами действует дисперсионное межмолекулярное взаимодействие. Природа этого взаимодействия была выяснена полностью только после создания квантовой механики. В атомах и молекулах электроны сложным образом движутся вокруг ядер. В среднем по времени дипольные моменты неполярных молекул оказываются равными нулю. Но в каждый момент электроны занимают какое-то положение. Поэтому мгновенное значение дипольного момента (например, у атома водорода) отлично от нуля. Мгновенный диполь создаёт электрическое поле, поляризующее соседние молекулы. В результате возникает взаимодействие мгновенных диполей. Энергия взаимодействия между неполярными молекулами есть средний результат взаимодействия всевозможных мгновенных диполей с дипольными моментами, которые они наводят в соседних молекулах благодаря индукции.

Межмолекулярное взаимодействие данного типа называется дисперсионным потому, что дисперсия света в веществе определяется теми же свойствами молекул, что и это взаимодействие. Дисперсионные силы действуют между всеми атомами и молекулами, так как механизм их появления не зависит от того, есть ли у молекул (атомов) постоянные дипольные моменты или нет. Обычно эти силы превосходят по величине как ориентационные, так и индукционные. Только при взаимодействии молекул с большими дипольными моментами, например молекул воды, F_or > F_disp (в 3 раза для молекул воды). При взаимодействии же таких полярных молекул, как CO, HI, HBr и других, дисперсионные силы в десятки и сотни раз превосходят все остальные.

Очень существенно, что все три типа межмолекулярного взаимодействия одинаковым образом  убывают с расстоянием:

U = U_or + U_ind + U_disp˜r ^{− 6}

Силы  отталкивания действуют между молекулами на очень малых расстояниях, когда приходят в соприкосновение заполненные электронные оболочки атомов, входящих в состав молекул. Существующий в квантовой механике принцип Паули запрещает проникновение заполненных электронных оболочек друг в друга. Возникающие при этом силы отталкивания зависят в большей степени, чем силы притяжения, от индивидуальности молекул 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

За  что был сожжен Джордано Бруно?

Бруно (Bruno) Джордано Филиппе (1548, Нола, — 17.2.1600, Рим), итальянский философ и поэт, представитель пантеизма. Преследуемый церковниками за свои взгляды, покинул Италию и жил во Франции, Англии, Германии. По возвращении в Италию (1592) был обвинён в ереси и свободомыслии и после восьмилетнего пребывания в тюрьме сожжён на костре  

 В философии  Бруно идеи неоплатонизма (в особенности представления о едином начале и мировой душе как движущем принципе Вселенной, приведшие Бруно к гилозоизму) перекрещивались с сильным влиянием воззрений античных материалистов, а также пифагорейцев. Оформлению пантеистической натурфилософии Бруно, направленной против схоластического аристотелизма, во многом способствовало знакомство Бруно с философией Николая Кузанского (у которого Бруно почерпнул и идею «отрицательной теологии», исходящей из невозможности положительного определения бога). Опираясь на эти источники, Бруно считал целью философии познание не сверхприродного бога, а природы, являющейся «богом в вещах». Развивая гелиоцентрическую теорию Н. Коперника, оказавшую на него огромное влияние, Бруно высказывал идеи о бесконечности природы и бесконечном множестве миров, утверждал физическую однородность мира (учение о 5 элементах, из которых состоят все тела, — земля, вода, огонь, воздух и эфир). Представление о единой бесконечной простой субстанции, из которой возникает множество вещей, связывалось у Бруно с идеей внутреннего родства и совпадения противоположностей («О причине, начале и едином», 1584). В бесконечности, отождествляясь, сливаются прямая и окружность, центр и периферия, форма и материя и т.п. Основной единицей бытия является монада, в деятельности которой сливаются телесное и духовное, объект и субъект. Высшая субстанция есть «монада монад», или бог; как целое она проявляется во всём единичном — «всё во всём». Эти идеи оказали большое влияние на развитие философии нового времени: идея единой субстанции в её отношении к единичным вещам разрабатывалась Бруно Спинозой, идея монады — Г. Лейбницем, идея единства сущего и «совпадения противоположностей» — в диалектике Ф. Шеллинга и Г. Гегеля. Таким образом, философия Бруно явилась переходным звеном от средневековых философских систем к философским концепциям нового времени.  

 В. В. Соколов. 

  В космологии Бруно высказал ряд догадок, опередивших его эпоху и оправданных лишь последующими астрономическими открытиями: о существовании неизвестных в его время планет в пределах нашей Солнечной системы, о вращении Солнца и звёзд вокруг оси («О неизмеримом и неисчислимом», 1591), о том, что во Вселенной существует бесчисленное количество тел, подобных нашему Солнцу, и др. Бруно опроверг средневековые представления о противоположности между Землей и небом и выступал против антропоцентризма, говоря об обитаемости др. миров. 

 Как поэт  Бруно принадлежал к противникам классицизма. Собственно художественное произведение Бруно: антиклерикальная сатирическая поэма «Ноев ковчег», философские сонеты, комедия «Подсвечник» (1582, русский перевод 1940), в которой Бруно порывает с канонами «учёной комедии» и создаёт свободную драматическую форму, позволяющую реалистически изобразить быт и нравы неаполитанской улицы. В этой комедии Бруно высмеивает педантизм и суеверие, с едким сарказмом обрушивается на тупой и лицемерный аморализм, который принесла с собой католическая реакция. 

 Р. И. Хлодовский 
 
 
 
 
 

Отрекался ли Галилео Галилей  от своих научных  взглядов? 

 В 1609, на  основании дошедших до него  сведений об изобретённой в  Голландии зрительной трубе, Галилей строит свой первый телескоп, дающий приблизительно          3-х кратное увеличение. Работа телескопа демонстрировалась с башни св. Марка в Венеции и произвела громадное впечатление. Вскоре Галилей построил телескоп с увеличением в 32 раза. Наблюдения, произведённые с его помощью, разрушили «идеальные сферы» Аристотеля и догмат о совершенстве небесных тел: поверхность Луны оказалась покрытой горами и изрытой кратерами, звёзды потеряли свои кажущиеся размеры и впервые была постигнута их колоссальная удалённость. У Юпитера обнаружилось 4 спутника, на небе стало видно громадное количество новых звёзд. Млечный Путь распался на отдельные звёзды. Свои наблюдения Галилей описал в сочинении «Звёздный вестник» (1610—11), которое произвело ошеломляющее впечатление. Вместе с тем началась ожесточённая полемика. Галилея обвиняли в том, что всё виденное им — оптический обман, аргументировали и просто тем, что его наблюдения противоречат Аристотелю, а следовательно, ошибочны.  

 Астрономические  открытия послужили поворотным  пунктом в жизни Галилея: он освободился от преподавательской деятельности и по приглашению герцога Козимо II Медичи переселился во Флоренцию. Здесь он становится придворным «философом» и «первым математиком» университета, без обязательства читать лекции.

 

  Продолжая  телескопические наблюдения, Галилей открыл фазы Венеры, солнечные пятна и вращение Солнца, изучал движение спутников Юпитера, наблюдал Сатурн. В 1611 Галилей ездил в Рим, где ему был оказан восторженный приём при папском дворе и где у него завязалась дружба с князем Чези, основателем Академии деи Линчеи («Академии Рысьеглазых»), членом которой он стал. По настоянию герцога Галилей опубликовал своё первое антиаристотелевское сочинение — «Рассуждение о телах, пребывающих в воде, и тех, которые в ней движутся» (1612), где применил принцип равных моментов к выводу условий равновесия в жидких телах.

 

  Однако в  1613 стало известно письмо Галилея к аббату Кастелли, в котором он защищал взгляды Коперника. Письмо послужило поводом для прямого доноса на Галилея в инквизицию. В 1616 конгрегация иезуитов объявила учение Коперника еретическим, книга Коперника была включена в список запрещенных. Имя Галилея в постановлении не было названо, но частным образом ему было приказано отказаться от защиты этого учения. Галилей формально подчинился декрету. В течение нескольких лет он принуждён был молчать о системе Коперника или говорить о ней намёками. Галилей в 1616 году едет в Рим. В папском дворце собираются богословы, так называемые “подготовители судебных дел для инквизиции” для обсуждения и испытания Коперниковой доктрины, а затем издают эдикт, запрещающий проповедовать взгляды Коперника. Это был первый официальный запрет. Но Галилей не отказался от своих взглядов. Только стал осторожнее. Лишённый права проповедовать учение Коперника, он направил свою критику против Аристотеля. Единственным большим сочинением Галилея за этот период был «Пробирщик» — полемический трактат по поводу трёх комет, появившихся в 1618. В отношении литературной формы, остроумия и изысканности стиля это одно из наиболее замечательных произведений Галилея

Убедившись в  справедливости системы Коперника, Галилей принимается за работу над  большим астрономическим трактатом  “Диалог о двух главнейших системах мира – птоломеевой и коперниковой” (1632 г.). В этой работе настолько убедительно  доказываются преимущества Коперникова учения, а папа, выведенный под личиной простоватого неудачника Симпличио, сторонника Аристотелевской концепции, выглядит таким дураком, что гром не замедлил грянуть. Папа обиделся. Этим воспользовались враги Галилея и его вызвали в суд. Дух семидесятилетнего Галилея был сломлен. Престарелого учёного принудили к публичному покаянию, и в последние годы жизни он провёл под домашним арестом и надзором инквизиции. В 1635 году он отрёкся “от своего еретического учения”. Учёный Галилей не был героем. Он признал себя побеждённым. Но в истории науки он остался великим учёным, а суд над Галилеем, даже по выражению приверженцев католической религии, “был самой роковой ошибкой, которую когда-либо допускали церковные власти относительно науки”.