История возникновения картин (механическая,электромагнитная, квантовая )

Содержание

1. История возникновения картин (механическая,электромагнитная, квантовая )…………………………………………………………….2-6
2. Структура материи…………………………………………………...7- 8
3. Виды взаимодействия………………………………………………….9
4. Пространство и время…………………………………………………10
5. Список литертуры……………………………………………………..11                       

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                         История возникновения картин

Механическая  картина мира

     Первый сокрушительный удар по системе мира Аристотеля нанес выдающийся польский ученый Николай Коперник. В мае 1543 г. увидело свет его сочинение «О вращениях небесных сфер».

     В системе мира Коперника Земля вращается вокруг своей оси и вместе с другими планетами вокруг Солнца. Сфере звезд Коперник приписал покой. Так Земля перестала быть центром мироздания, стала обычной планетой Солнечной системы. Эти взгляды противоречили вековым, установившимся представлениям о мире, поддерживаемым не только наукой, но и церковью.

великое творение Коперника сыграло огромную роль не только в истории естествознания, но и в истории мировой науки.

     Следующий решающий шаг в борьбе за систему Коперника был сделан Галилео Галилеем. В 1610 г. вышел «Звездный вестник», в котором Галилей оповещал о своих открытиях, сделанных с помощью изобретенной в 1609 г. подзорной трубы. В опубликованных им в 1644 г. «Началах философии» планетная система изображалась как огромное скопление материальных вихрей, вращающихся вокруг Солнца и движущих при этом планеты.

     23 апреля 1686 г. Ньютон передал в Королевское общество свой труд «Математиччские начала натуральной философии», в котором, как указывается в протоколе общества, «дается математическое доказательство гипотезы Коперника в том виде, как она была предложена Кеплером, и все небесные движения объясняются на основании единственного тяготения к центру Солнца, обратно пропорционального квадрату расстояний». Этот труд состоит из трех книг, в которых представлена картина мира, основанная на законах механики, доказано всемирное тяготение как следствие из применений механики к движениям небесных тел. В книгах сформулированы три закона движения (законы Ньютона), даны четкие определения физических величин, изложены основы кинематики и динамики материальной точки, твердого тела, механика жидкостей и газов. Венцом труда можно считать третью книгу - «О системах мира», в которой изложен закон всемирного тяготения, а также «Правила философских умозаключений», на которых было воспитано не одно поколение ученых.

                         Электромагнитная картина мира

     Эта модель природы возникла в конце XIX в. Идеи, которые легли в ее основу, начали формироваться в физике задолго до ее утверждения. В то время еще господствовал механистический способ мышления. Но он уже не был в состоянии объяснить новые эмпирические факты, полученные в различных «не механических» областях исследования. Наверное, не случайно первооткрыватели закона сохранения энергии, позволившего объединить многие, разрозненные на первый взгляд факты из области физики, химии, биологии, космологии, являются не физиками, а специалистами других областей знания или человеческой деятельности: врач Роберт Майер, владелец пивоваренного завода Джеймс Джоуль, врач-физиолог Герман Гельмгольц. Закон сохранения энергии сыграл большую роль в открытиях, связанных с электрическими и магнитными явлениями. «Беря на себя задачу ,отыскать законы электричества, мы видим, что не обладаем никаким другим доступным вспомогательным средством исследования, кроме как единственно и исключительно принципом сохранения энергии»,- говорил Макс Планк.

     Первые исследования по электричеству и магнетизму начались еще задолго до открытия закона сохранения и превращения энергии.

    С открытием Фарадея в жизнь вошли не только генераторы тока и электромоторы, с ним, прежде всего в науку вошло представление об электромагнитном поле как о материальной среде, как о непрерывной материи, заполняющей пространство.

    Дальнейшее развитие представлений о поле связано с Максвеллом. Благодаря его работам (начало XX в.) в науке утвердилась электромагнитная картина мира. Согласно этой картине весь мир заполнен электромагнитным эфиром, пустоты в нем нет. Электрическое, магнитное и электромагнитное поля трактовались как состояния эфира, который был их носителем. Поскольку эфир был средой для распространения света, то его называли еще «светоносным» эфиром. Как видим, понятие эфира снова появилось в науке, «возродились» представления о непрерывности материи, которые были в картине мира Аристотеля. Но, конечно, это уже совершенно другие представления. Электромагнитная картина мира отличается от механической картины. Но все же между ними много общего. Так, если в механической картине мира окончательными элементами, моделирующими физическую реальность, были неизменные, не имеющие структуры частицы - их можно назвать материальными точками, движение которых предопределялось начальными условиями и законами механики, то в электромагнитной картине мира роль таких частиц выполняют точечные электрические заряды и электромагнитные характеристики каждой точки эфира, но «поведение» тех, и других также предопределено начальными условиями и строгими физическими законами, т. е. в электромагнитной картине мира физические процессы также считаются однозначно детерминированными. Единственное, что противопоставляет эти картины мира,- это представление о материи: в механической картине мира она дискретна, в электромагнитной - непрерывна.

                                         Квантовая картина мира

      Истоки квантовой физики можно найти в исследованиях процессов излучения тел. Еще в 1809 г. П. Прево сделал вывод, что каждое тело излучает независимо от окружающей среды. Благодаря развитию спектроскопии в XIX в., при изучении спектров излучения начинают обращать внимание и на спектры поглощения. При этом выясняется, что между излучением и поглощением тела существует простая связь: в спектрах поглощения отсутствуют или ослабляются те участки спектра, которые испускаются данным телом. Этот закон получил объяснение только в квантовой теории.

     Г. Кирхгоф в 1860 г. сформулировал новый закон, который гласит, что для излучения одной и той же длины волны при одной и той же температуре отношение испускательной и поглощательной способностей для всех тел одинаково. Другими словами, если ЕλТ и АλТ – соответственно испускательная и поглощательная способности тела, зависящие от длины волны λ и температуры Т,

где φ(λ, T) – некоторая  универсальная функция, одинаковая для всех тел.

     Кирхгоф ввел понятие абсолютно черного тела как тела, поглощающего все падающие на него лучи. Для такого тела, очевидно, АλТ = 1; тогда универсальная функция φ(λ, T) равна испускательной способности абсолютно черного тела. Сам Кирхгоф не определил вид функции φ(λ, T), а лишь отметил некоторые ее свойства.

     При определении вида универсальной функции φ(λ, T) естественно было предположить, что можно воспользоваться теоретическими соображениями, прежде всего основными законами термодинамики. Л. Больцман показал, что полная энергия излучения абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его температуры. Однако задача конкретного определения вида функции Кирхгофа оказалась весьма трудной, и исследования в этом направлении, основанные на термодинамике и оптике, не привели к успеху.

     В 1880-е гг. эмпирические исследования закономерностей распределения спектральных линий и изучение функции φ(λ, T) стали более интенсивными и систематическими. Была усовершенствована экспериментальная аппаратура. Для энергии излучения абсолютно черного тела В. Вин в 1896 г., Дж. Рэлей и Дж. Джине в 1900 г. предложили две различные формулы. Как показали экспериментальные результаты, формула Вина асимптотически верна в области коротких волн и дает резкие расхождения с опытом в области длинных волн, а формула Рэлея – Джинса асимптотически верна для длинных волн, но не применима для коротких.

     Формулировка гипотезы квантов энергии была началом новой эры в развитии теоретической физики. С большим успехом эту гипотезу начали применять для объяснения других явлений, которые не поддавались описанию на основе представлений классической физики.

     Существенно, новым шагом в развитии квантовой гипотезы было введение понятия квантов света. Эта идея была разработана в 1905 г. Эйнштейном и использована им для объяснения фотоэффекта. В целом ряде исследований были получены подтверждения истинности этой идеи. В 1909 г. Эйнштейн, продолжая исследования законов излучения, показывает, что свет обладает одновременно и волновыми, и корпускулярными свойствами. Становилось все более очевидно, что корпускулярно-волновой дуализм светового излучения нельзя объяснить с позиций классической физики. Требовались новые понятия, новые представления и новый научный язык, для того чтобы физики могли осмыслить эти необычные явления. Все это появилось позже — вместе с созданием квантовой механики.

                                              
 

                                       
 
 

                                                 Структура материи

     В новой концепции эфира предлагается следующее. Существует физическая пустота (физический вакуум). В ней находится материя. С открытием данной модели эфира появилась возможность определить состав и структуру материи.

     Состав материи. Материя состоит из трёх субстанций.

1. субстанция – эфир (фотоники и нейтриники);

2. субстанция – обменные частицы (фотоны и нейтрино);

3. субстанция – вещество (элементарные частицы вещества – электроны и протоны).

     Вся материя состоит из двух частиц фотоников и нейтриников. Сразу можно сказать, что фотон, электрон и позитрон состоят из фотоников. Это доказывает реакция аннигиляции.

     Таким образом, вещество можно разделить на две части: зарядовую и нейтральную.

Зарядовая – это электрон и позитрон. Нейтральная – это протон без позитрона.

Структура материи: ее элементы и уровни.

Элементами структуры  материи являются: неживая природа, живая природа, социум (общество).

               Каждый элемент материи имеет несколько уровней

     Уровнями неживой природы являются: субмикроэлементарный (кварки, глюоны, суперструны – мельчайшие единицы материи, меньше, чем атом), микроэлементарный (адроны, состоящие из кварков, электроны), ядерный (ядро атома), атомарный (атомы), молекулярный (молекулы), уровень единичных вещей, уровень макротел, уровень планет, уровень систем планет, уровень галактик, уровень систем галактик, уровень метагалактик, уровень Вселенной, мира в целом.

     К уровням живой природы относятся: доклеточный (ДНК, РНК, белки), клеточный (клетка), уровень многоклеточных организмов, уровень видов, уровень популяций, биоценозы, уровень биосферы в целом.

     К уровням социума относятся: отдельный индивид, семья, группа, коллективы разных уровней, социальные группы (классы, страты), этносы, нации, расы, отдельные общества, государства, союзы государств и человечество в целом. 
 

                                 
 
 
 
 
 
 
 

                                

                                    Виды взаимодействия

     На сегодня достоверно известно существование четырех фундаментальных взаимодействий: гравитационного, электромагнитного, сильного, слабого.

    При этом электромагнитное и слабое взаимодействия являются проявлениями единого электрослабого взаимодействия.

     Ведутся поиски других типов фундаментальных взаимодействий, как в явлениях микромира, так и в космических масштабах, однако пока какого-либо другого типа фундаментального взаимодействия не обнаружено.

     В физике механическая энергия делится на два вида — потенциальную и кинетическую энергию. Причиной изменения движения тел (изменения кинетической энергии) является сила (потенциальная энергия). . Исследуя окружающий нас мир, мы можем заметить множество самых разнообразных сил: сила тяжести, сила натяжения нити, сила сжатия пружины, сила столкновения тел, сила трения, сила сопротивления воздуха, сила взрыва и т. д. Однако когда была выяснена атомарная структура вещества, стало понятно, что все разнообразие этих сил есть результат взаимодействия атомов друг с другом. Поскольку основной вид межатомного взаимодействия - электромагнитное, то, как оказалось, большинство этих сил - лишь различные проявления электромагнитного взаимодействия. Одно из исключений составляет, например, сила тяжести, причиной которой является гравитационное взаимодействие между телами, обладающими массой.