Презентация на тему: ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР

Реклама. Продолжение ниже
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА
ДЛЯ СОЗДАНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИСПОЛЬЗУЮТ ТРИ ИСХОДНЫХ ПОЛОЖЕНИЯ:
ПРИНЦИП РЕДУКЦИОНИЗМА
Физическая картина мира – образ мира как результат деятельности сообщества физиков и результат логико-методологического и философского осмысления и критики
СТРУКТУРА СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ :
СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МИРОЗДАНИЯ
МАТЕРИЯ И ДВИЖЕНИЕ
Виды материи : вещество, физическое поле, физический вакуум
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
Пространство и время в теории относительности
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МАТЕРИИ
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ПРИНЦИПЫ, ТЕОРИИ, ЗАКОНЫ
ПРИНЦИП ПРИЧИННОСТИ
ПРИНЦИП ПРИЧИННОСТИ В КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ
ПРИНЦИП ПРИЧИННОСТИ В КВАНТОВОЙ МЕХАНИКЕ
ПРИЧИННЫЕ СВЯЗИ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ
ДИНАМИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ
ДИНАМИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГАЛИЛЕЯ
ПРИНЦИП ИНВАРИАНТНОСТИ
СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ВКЛЮЧАЕТ ДВА ПОСТУЛАТА: А. Эйнштейн – 1905 г.
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ДВА ВАЖНЫХ СЛЕДСТВИЯ ИЗ ПОСТУЛАТОВ СТО (1905 г.):
ЗАКОН ВЗАИМОСВЯЗИ ЭНЕРГИИ И МАССЫ
ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ или ТЕОРИЯ ТЯГОТЕНИЯ: А. Эйнштейн – 1916 г.
ПРИНЦИПЫ СИММЕТРИИ И ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ
ОДНОРОДНОСТЬ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ
ИЗОТРОПНОСТЬ – ВАЖНОЕ СВОЙСТВО СИММЕТРИИ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ
СИММЕТРИЯ, АСИММЕТРИЯ
ФОРМЫ СИММЕТРИИ И АСИММЕТРИИ
СИММЕТРИЯ, АСИММЕТРИЯ И ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ
ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ
ПРИНЦИПЫ СИММЕТРИИ И ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ
ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ
Теорема Нетер – фундаментальная теорема математической физики
ПРИНЦИП КЮРИ – «ДИССИМЕТРИЯ ТВОРИТ ЯВЛЕНИЕ»
ПРИНЦИП СООТВЕТСТВИЯ сформулирован Н. Бором в 1923 г.
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ПРИНЦИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ сформулирован Н. Бором в 1927 г.
ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
КЛАССИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ: МЕХАНИКА ДИСКРЕТНЫХ ОБЪЕКТОВ
КОРПУСКУЛЯРНАЯ КОНЦЕПЦИЯ, КОНЦЕПЦИЯ АТОМИЗМА
КОНЦЕПЦИЯ НЬЮТОНА
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ НЬЮТОНА
ЗАКОНЫ КЕПЛЕРА
ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИКИ НЬЮТОНА
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ
ЛАПЛАСОВСКИЙ ДЕТЕРМИНИЗМ
КЛАССИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
Молекулярно-кинетическая теория строения вещества. Общие представления.
МНОГОЧАСТИЧНЫЕ СИСТЕМЫ
ДВА МЕТОДА РАССМОТРЕНИЯ ЯВЛЕНИЙ ПРИРОДЫ :
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ МЕТОД
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД (ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЙ )
СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
СТАТИСТИКА ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ
Распределение Максвелла-Больцмана
Функция распределения Максвелла-Больцмана
Распределение Максвелла
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
СТАТИСТИЧЕСКИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
РАВНОВЕСНЫЕ СОСТОЯНИЯ
ФЛУКТУАЦИИ. НЕУСТРАНИМОЕ ВЛИЯНИЕ ОКРУЖЕНИЯ
ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА В НЕРАВНОВЕСНЫХ СИСТЕМАХ. РЕЛАКСАЦИЯ
НЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ И СТРЕЛА ВРЕМЕНИ
ТЕРМОДИНАМИКА
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ
ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ, ТЕПЛОТА и РАБОТА
ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
НУЛЕВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
ПОНЯТИЕ ЭНТРОПИИ
ВТОРОЕ НАЧАЛО – ЗАКОН ВОЗРАСТАНИЯ ЭНТРОПИИ
ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
ВТОРОЕ НАЧАЛО – ЗАКОН ВОЗРАСТАНИЯ ЭНТРОПИИ
ПОНЯТИЕ «КАЧЕСТВА» или «РАНГА» ЭНЕРГИИ
ПРОБЛЕМА ТЕПЛОВОЙ СМЕРТИ ВСЕЛЕННОЙ
ТРЕТЬЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
КОНТИНУАЛЬНАЯ КОНЦЕПЦИЯ И МОДЕЛЬ КОНТИНУУМА
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ КОНЦЕПЦИЯ
КОНЦЕПЦИЯ ДАЛЬНОДЕЙСТВИЯ И БЛИЗКОДЕЙСТВИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ТЕОРИЯ МАКСВЕЛЛА
ВОЛНОВЫЕ И КОРПУСКУЛЯРНЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИИ
ВОЛНОВОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ
КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА
КВАНТОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
КРИЗИС В ФИЗИКЕ
КВАНТОВЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
ПОНЯТИЕ МИКРОМИРА
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
РЕВОЛЮЦИЯ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ И СМЕНА ПРЕЖНЕЙ КАРТИНЫ МИРА
КВАНТОВАЯ ГИПОТЕЗА. ФОТОН.
ПРИНЦИП КОРПУСКУЛЯРНО – ВОЛНОВОГО ДУАЛИЗМА СВЕТА
КОНЦЕПЦИЯ ДИСКРЕТНОСТИ
ПЛАНЕ ТАРНАЯ МОДЕЛЬ СТРУКТУРЫ АТОМА
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТРУКТУРЫ АТОМА
ПОСТУЛАТЫ БОРА
ПРИНЦИП КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОГО ДУАЛИЗМА МИКРООБЪЕКТОВ
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ПРИНЦИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ Н. БОРА (1927)
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ПОЛНОЕ ОПИСАНИЕ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЧАСТИЦЫ В АТОМНОЙ СИСТЕМЕ
АТОМ КАК КВАНТОВАЯ СИСТЕМА
ПРИНЦИП ПАУЛИ
КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА (1925-1927)
ВЕРОЯТНОСТЬ В МИКРОМИРЕ
УРАВНЕНИЕ ШРЁДИНГЕРА
ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ В. ГЕЙЗЕНБЕРГА (1927)
ПРИНЦИП ТОЖДЕСТВЕННОСТИ
СИММЕТРИЯ ВОЛНОВОЙ ФУНКЦИИ И ПРИНЦИП ПАУЛИ
СПИН МИКРОЧАСТИЦ – ИХ СОБСТВЕННЫЙ МОМЕНТ ИМПУЛЬСА
ФЕРМИОНЫ И БОЗОНЫ. ПРИНЦИП ПАУЛИ.
КОНЦЕПЦИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЙ МИКРООБЪЕКТОВ
ТРИ ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ:
ИЗМЕРЕНИЯ В КВАНТОВОЙ МЕХАНИКЕ. РОЛЬ ПРИБОРА.
ПРИНЦИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ Н. БОРА (1927)
КОПЕНГАГЕНСКИЙ ТИП ФИЗИЧЕСКОЙ РЕАЛЬНОСТИ
ИНФОРМАЦИЯ И СОЗНАНИЕ НАБЛЮДАТЕЛЯ
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
СТРОЕНИЕ ЯДЕР
ДЕФЕКТ СВЯЗИ И ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ ЯДРА
РАДИОАКТИВНОСТЬ
ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЧАСТИЦЫ
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЧЕТНОСТИ
КВАРКОВАЯ МОДЕЛЬ (1964)
СВОЙСТВА ФИЗИЧЕСКОГО ВАКУУМА
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ПРИНЦИПИАЛЬНО НОВЫЕ ВЫВОДЫ В ИССЛЕДОВАНИИ МИКРОМИРА
ПРИНЦИПЫ ПРИЧИННОСТИ И СООТВЕТСТВИЯ (1923)
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ПОНЯТИЕ МЕГАМИРА (от греч. – большой )
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
Происхождение Вселенной
Выводы космологии называются моделями происхождения и развития Вселенной
ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ – ТЕОРИЯ ТЯГОТЕНИЯ
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЫВОДЫ ОТО
АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ СТО И ОТО ЭЙНШТЕЙНА СЕГОДНЯ
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ
Космологическая модель А. Эйнштейна – А. Фридмана
Космологическая теория А.Фридмана
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ЗАКОН ХАББЛА
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
Модель расширяющейся Вселенной Экспериментально подтверждена законом Хаббла
Модель Большого Взрыва ( Big Bang)
Теория Большого Взрыва Гамова
РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВАКУУМ: СВЯЗЬ СВОЙСТВ МИКРОМИРА СО СТРОЕНИЕМ ВСЕЛЕННОЙ
КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСТУЛАТЫ
ВЫВОДЫ О ХАРАКТЕРЕ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ
АНТРОПНЫЙ ПРИНЦИП
В 2000 г. в ЦЕРНе в Женеве получено новое состояние материи – кварк-глюонная плазма.
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР
КОНЦЕПЦИИ СТРОЕНИЯ И ЭВОЛЮЦИИ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ И ЗЕМЛИ
1/214
Средняя оценка: 4.5/5 (всего оценок: 55)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (42768 Кб)
Реклама. Продолжение ниже
1

Первый слайд презентации: ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРИНЦИПЫ, ТЕОРИИ И ЗАКОНЫ

Изображение слайда
1/1
2

Слайд 2: ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР

Физический взгляд на мир создается благодаря фундаментальным экспериментальным измерениям и наблюдениям, на которых основываются теории, объясняющие факты и углубляющие понимание природы.

Изображение слайда
1/1
3

Слайд 3: ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА

Ф ундаментальный характер основных и важнейших знаний о природе проявляется в поняти и естественнонаучной картины мира, под которой понимают целостную систему важнейших принципов и законов об общих закономерностях развития П рироды, О бщества и Ж ивого базе современных физических моделей происхождения и развития жизни в целом, ее специфических проявлений в живой природе, а также сущности социально-экономического, в том числе исторического, развития общества. В физике обычно стремятся сделать модель математической, чтобы описать явления, процесс или объект на количественном языке.

Изображение слайда
1/1
4

Слайд 4: ДЛЯ СОЗДАНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИСПОЛЬЗУЮТ ТРИ ИСХОДНЫХ ПОЛОЖЕНИЯ:

все явления природы (а сейчас в рамках синергетических представлений сложных открытых систем к ним относятся процессы и организация социально-экономических и живых систем) могут быть объяснены физическими законами, выраженными в математической форме ; эти физические законы универсальны и не зависят от времени и пространства; все основные законы должны быть простыми.

Изображение слайда
1/1
5

Слайд 5: ПРИНЦИП РЕДУКЦИОНИЗМА

В науке действует принцип редукционизма, согласно которому все более сложные законы развития более сложных уровней реальности должны быть сведены к законам более простых уровней. Ф изика – наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира. Физика – это самое простое, что можно объяснить на языке математики. Одна из главных задач физики – выявление самого простого и самого общего в природе.

Изображение слайда
1/1
6

Слайд 6: Физическая картина мира – образ мира как результат деятельности сообщества физиков и результат логико-методологического и философского осмысления и критики этого образа

Смысловыми блоками – этапами построения физической картины мира – являются: классическая физика, включающая механику, оптику, термодинамику, электродинамику, и неклассическая физика, включающая специальную и общую теорию относительности, квантовую механику, квантовую теорию поля, элементы построения единой теории поля.

Изображение слайда
1/1
7

Слайд 7: СТРУКТУРА СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ :

Виды процессов : Уровень Движение Т епловые процессы (гравитация ) Классическая механика Термодинамика, Синергетика Макро Квантовая механика Физика элементарных частиц Микро Релятивистская физика Астрофизика Мега

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
8

Слайд 8: СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МИРОЗДАНИЯ

Макромир – это мир объектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах или километрах, а время – в секундах, минутах, часах и годах. Микромир – это мир предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых микрообъектов, размеры которых составляют от 10 -8 до 10 -16 см, а время – их жизни – от бесконечности до 10 -24 сек. Мегамир – мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояния в котором измеряются световыми годами, а время существования объектов – миллионами и миллиардами лет.

Изображение слайда
1/1
9

Слайд 9: МАТЕРИЯ И ДВИЖЕНИЕ

Материя – сложная, иерархическая система материальных объектов различных масштабов и сложности – имеет внутреннюю структуру. Главный интерес представляет не материя или движение вообще, а конкретные виды материи и движения, свойства материальных объектов, их характеристики, которые можно измерить с помощью приборов. В современном естествознании различают три вида материи: вещество, физическое поле и физический вакуум.

Изображение слайда
1/1
10

Слайд 10: Виды материи : вещество, физическое поле, физический вакуум

Вещество – основной вид материи, обладающий массой покоя. А грегатные состояния вещества : твердое, жидкое и газообразное. Физическое поле – особый вид материи, обеспечивающий физическое взаимодействие материальных объектов и их систем. Источниками физических полей являются частицы. Созданные частицами физические поля переносят с конечной скоростью взаимодействие между ними. Физический вакуум – низшее энергетическое состояние квантового поля. В квантовой теории поля взаимодействие обусловливается обменом квантами поля между частицами.

Изображение слайда
1/1
11

Слайд 11

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
12

Слайд 12

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
13

Слайд 13: ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ

Пространство – объективная реальность, форма существования материи, характеризующая ее протяженность и объем; сосуществование и взаимодействие материальных объектов и процессов; совокупность отношений координации и расположения объектов друг относительно друга. Время выражает порядок смены физических состояний и является объективной характеристикой любого процесса или явления.

Изображение слайда
1/1
14

Слайд 14

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
Реклама. Продолжение ниже
15

Слайд 15

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
16

Слайд 16: Пространство и время в теории относительности

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
17

Слайд 17

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
18

Слайд 18

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
19

Слайд 19: СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МАТЕРИИ

Важнейшее свойство материи – её структурная и системная организация, которая выражает упорядоченность существования материи в виде огромного разнообразия материальных объектов различных масштабов и уровней, связанных между собой единой системой иерархии. Система – совокупность элементов и связей между ними. Структура – совокупность связей между элементами.

Изображение слайда
1/1
20

Слайд 20

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
21

Слайд 21

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
22

Слайд 22

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
23

Слайд 23

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
24

Слайд 24

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
25

Слайд 25: ПРИНЦИПЫ, ТЕОРИИ, ЗАКОНЫ

Свойства и особенности материальных объектов микро-, макро и мегамира описываются разными принципами, теориями и законами. Важнейшая концепция современного естествознания заключается в материальном единстве всех систем микро-, макро и мегамира.

Изображение слайда
1/1
26

Слайд 26: ПРИНЦИП ПРИЧИННОСТИ

Причинность представляет собой связь состояний во времени. В научных теориях под причинностью понимают закономерное, необходимое протекание процессов: в них задание начального состояния определяет последующие состояния. Именно в такой последовательности состояний и заключается выражение принципа причинности в науке.

Изображение слайда
1/1
27

Слайд 27: ПРИНЦИП ПРИЧИННОСТИ В КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ

В классической механике, согласно принципу причинности (принципу детерминизма), всякая частица движется по определенной траектории и всегда имеет точные значения координаты, импульса, энергии. Это позволяет точно описать состояние частицы в любой последующий момент времени. Понимание причинно-следственной связи : взаимодействие частиц, определяющее данное состояние механической системы, есть причина, а ее последующее состояние – следствие.

Изображение слайда
1/1
28

Слайд 28: ПРИНЦИП ПРИЧИННОСТИ В КВАНТОВОЙ МЕХАНИКЕ

В квантовой механике частица, обладая волновыми свойствами, не имеет траектории, а значит, не может иметь одновременно точных значений координаты и импульса. В квантовой механике состояние системы микрочастиц определяется волновой функцией, а задание волновой функции для начального момента времени определяет ее значение в последующие моменты. Следовательно, данное состояние микрообъекта однозначно обусловливается его предшествующим состоянием.

Изображение слайда
1/1
29

Слайд 29: ПРИЧИННЫЕ СВЯЗИ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ

Общее отношение причинных связей и функциональных зависимостей представляет следующее: функциональные зависимости являются математической формой выражения причинных связей. Причинность характеризует объективные связи, существующие в действительности; функциональные зависимости позволяют наиболее адекватно отразить эти связи. Вопрос о природе причинности и причинных отношениях в физике конкретизируется в проблеме соотношения динамических и статистических законов с объективными закономерностями.

Изображение слайда
1/1
30

Слайд 30: ДИНАМИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ

Динамический закон – это закон, управляющий поведением отдельного объекта и позволяющий устанавливать однозначную связь его состояний. Выражает непосредственную необходимость, случайные связи исключены. Статистический закон – это закон, управляющий поведением больших совокупностей и в отношении отдельного объекта позволяющий делать лишь вероятностные выводы о его поведении. Выражает диалектическую связь необходимости и случайности. Рассматривает случайность как форму проявления необходимости.

Изображение слайда
1/1
31

Слайд 31: ДИНАМИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ

Динамическая теория – это теория, представляющая совокупность динамических законов: классическая механика, классическая теория излучения, релятивистская механика. Статистическая теория – это теория, представляющая совокупность статистических законов: квантовая механика, квантовая теория излучения (квантовая электродинамика), релятивистская квантовая механика.

Изображение слайда
1/1
32

Слайд 32

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
33

Слайд 33

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
34

Слайд 34: ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

Принцип относительности (принцип инерции) впервые сформулирован Галилео Галилеем для механического движения. Суть принципа инерции : любое тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения при отсутствии действия на него сторонних сил. Важнейшее значение этого принципа заключается в признании тождества двух указанных в нем состояний объекта – покоя и равномерного прямолинейного движения.

Изображение слайда
1/1
35

Слайд 35: ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГАЛИЛЕЯ

Механическая система, в которой действует принцип инерции, называется инерциальной системой. Для перехода из одной инерциальной системы в другую Галилей предложил простейшие математические преобразования, названные впоследствии преобразованиями Галилея. Механический принцип относительности : Во всех инерциальных системах отсчета все механические явления протекают одинаково. Это значит, что законы классической динамики имеют одинаковую форму (не изменяются), т.е. инвариантны по отношению к преобразованию координат.

Изображение слайда
1/1
36

Слайд 36: ПРИНЦИП ИНВАРИАНТНОСТИ

Инвариантность означает неизменность физических величин или свойств природных объектов при переходе от одной системы отсчета к другой. Принцип относительности в классической механике означает, что во всех инерциальных системах все механические процессы происходят одинаковым образом. Принцип инвариантности формулируется так: смещение во времени и в пространстве не влияет на протекание механических процессов. Принцип инвариантности времени : Во всех инерциальных системах отсчета ход времени одинаков.

Изображение слайда
1/1
37

Слайд 37: СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ВКЛЮЧАЕТ ДВА ПОСТУЛАТА: А. Эйнштейн – 1905 г

Обобщенный принцип относительности : Во всех инерциальных системах отсчета все физические явления протекают одинаково. Это значит, что все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы к другой. П ринцип постоянства ( инвариантности ) скорости света : скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета и не зависит от относительного движения источника света и его приемника. Скорость света в вакууме является физической константой, соответствующей максимально возможной в природе передаче сигнала.

Изображение слайда
1/1
38

Слайд 38

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
39

Слайд 39: ДВА ВАЖНЫХ СЛЕДСТВИЯ ИЗ ПОСТУЛАТОВ СТО (1905 г.):

Пространственно-временной интервал : в СТО пространственный и временной интервалы являются неинвариантными, зависящими от движения наблюдателя. Неинвариантность пространственного и временного интервалов по отдельности и инвариантность пространственно-временного интервала соответствует тому факту, что время и пространство органически взаимосвязаны, т.е. соответствует четырехмерности реального мира. На смену ньютоновским абсолютным и независимым друг от друга пространству и времени пришло единое четырехмерное пространство-время.

Изображение слайда
1/1
40

Слайд 40: ЗАКОН ВЗАИМОСВЯЗИ ЭНЕРГИИ И МАССЫ

Одним из важнейших выводов СТО является соотношение между полной энергией E изолированного от внешних воздействий тела и его массой m – закон взаимосвязи массы и энергии. Для покоящегося тела релятивистская механике дает: Е 0 = m с 2. Здесь Е 0 – энергия покоя, которой тело обладает благодаря самому факту своего существования. ВЫВОД : какие бы взаимные превращения разных видов энергии не происходили, изменению энергии в системе соответствуют эквивалентное изменение массы. Энергия и масса являются двумя однозначно связанными характеристиками материи.

Изображение слайда
1/1
41

Слайд 41: ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ или ТЕОРИЯ ТЯГОТЕНИЯ: А. Эйнштейн – 1916 г

ОТО – результат развития специальной теории относительности. Из нее вытекает, что свойства пространства-времени зависят от поля тяготения. В поле тяготения пространство-время обладает кривизной, т.е. геометрия пространства-времени перестает быть евклидовой. Эти эффекты реально наблюдаются. Если массивный космический объект совершает колебательное или вращательное движение, кривизна поля тяготения периодически изменяется. Распространение таких изменений в пространстве рождает гравитационные волны. Квантование гравитационной волны соответствует гравитону – частице в нулевой массой покоя. Гравитационно-волновая астрономия.

Изображение слайда
1/1
42

Слайд 42: ПРИНЦИПЫ СИММЕТРИИ И ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ

Инвариантность структуры, свойств, формы материального объекта относительно его преобразований называется симметрией. Из принципа инвариантности относительно сдвигов в пространстве и во времени следуют три вида симметрии, связанные с однородностью времени, с однородностью и изотропностью пространства.

Изображение слайда
1/1
43

Слайд 43: ОДНОРОДНОСТЬ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ

Однородность пространства заключается в том, что при параллельном переносе в пространстве замкнутой системы тел, как целого, ее физические свойства и законы движения не изменяются, т.е. не зависят от выбора положения начала координат инерциальной системы отсчета. Однородность пространства (симметрия относительно операции сдвига, перемещения) означает физическую неразличимость свойств пространства в различных его точках. Однородность времени означает инвариантность физических законов относительно выбора начала отсчета времени.

Изображение слайда
1/1
44

Слайд 44: ИЗОТРОПНОСТЬ – ВАЖНОЕ СВОЙСТВО СИММЕТРИИ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ

Изотропность пространства означает инвариантность физических законов относительно выбора направления осей координат системы отсчета, т.е. относительно ее поворота в пространстве на любой угол. Изотропность пространства означает, что в любых направлениях его свойства физически одинаковы (т.е. пространство обладает симметрией относительно операции поворота).

Изображение слайда
1/1
45

Слайд 45: СИММЕТРИЯ, АСИММЕТРИЯ

Симметрия – понятие, отображающее существующий в объективной действительности порядок, определенное равновесное состояние, относительную устойчивость, пропорциональность и соразмерность между составными частями целого. Асимметрия – понятие, противоположное симметрии, отражающее существующие в объективном мире нарушение порядка, равновесия, относительной устойчивости, пропорциональности и соразмерности между составными частями целого, связанное с изменением, развитием и организационной перестройкой.

Изображение слайда
1/1
46

Слайд 46: ФОРМЫ СИММЕТРИИ И АСИММЕТРИИ

Геометрическая форма : симметрия, выражающая свойства пространства и времени. Например: однородность пространства и времени; изотропность пространства; пространственная четность; эквивалентность инерциальных систем отсчета и т.д. Динамическая форма : симметрия выражающая свойства физических взаимодействий. Например: симметрия электрического заряда; симметрия спина; симметрия изопотического спина и т.д.

Изображение слайда
1/1
47

Слайд 47: СИММЕТРИЯ, АСИММЕТРИЯ И ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ

Законы действительности в своем содержании, в своих связях друг с другом и условиями своего действия имеют формы симметрии и асимметрии – геометрическую и динамическую. Формы симметрии одновременно являются и формами асимметрии. Геометрическая асимметрия : неоднородность пространства и времени; анизотропия пространства и т.д. Динамическая асимметрия : различие между протонами и нейтронами в электромагнитных взаимодействиях; различие между частицами и античастицами по электрическому, барионному, лептонному зарядам и т.д

Изображение слайда
1/1
48

Слайд 48: ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ

Динамические симметрии и связанные с ними законы сохранения: - закон сохранения электрического заряда : при превращении элементарных частиц сумма электрических зарядов частиц остается неизменной; - закон сохранения лептонного заряда : при превращении элементарных частиц разность числа лептонов и антилептонов не меняется и т.д. Асимметрические условия исключают наличие резкой грани между законами и условиями их действия и должны включать моменты асимметричных условий. Действующие в этих условиях законы должны иметь обратные связи.

Изображение слайда
1/1
49

Слайд 49: ПРИНЦИПЫ СИММЕТРИИ И ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ

Экспериментально установлено, что в природе возможны не любые процессы и движения, а только те, которые не нарушают так называемые законы сохранения, выполняющие функцию правил отбора или правил запрета. Это физические законы, согласно которым числовые значения некоторых физических величин, характеризующих состояние системы, в определенных процессах не изменяются. Выяснилось, что законы сохранения тесно связаны с фундаментальными свойствами симметрии в природе.

Изображение слайда
1/1
50

Слайд 50: ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ

Геометрическая симметрия и связанные с ним законы сохранения : – с однородностью времени связан закон сохранения энергии ; – с однородностью пространства связан закон сохранения импульса ; – с изотропией пространства связан закон сохранения момента импульса и т.д.

Изображение слайда
1/1
51

Слайд 51: ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Разные формы движения и типы взаимодействий, кроме специфических величин, характеризуются такой величиной, которая с равным правом относится к ним ко всем. Такой физической величиной является энергия. Энергия есть общая мера различных форм движения и взаимодействия всех видов материи. Закон сохранения и превращения энергии утверждает, что суммарная энергия изолированной системы не изменяется; при эволюции системы могут изменяться доли энергий различного вида, что объясняется переходом энергии из одного вида в другой. Закон сохранения и превращения энергии – энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, она лишь превращается из одного вида в другой.

Изображение слайда
1/1
52

Слайд 52: Теорема Нетер – фундаментальная теорема математической физики

Связь между свойствами пространства-времени и законами сохранения установила немецкий математик Эмми Нетер (1882-1935): из однородности пространства и времени следуют законы сохранения импульса и энергии, из изотропности пространства – закон сохранения момента импульса. Законы сохранения – законы, согласно которым численные значения некоторых физических величин не изменяются с течением времени при различных процессах. Сохраняющейся величине соответствует наличие какой-либо симметрии.

Изображение слайда
1/1
53

Слайд 53: ПРИНЦИП КЮРИ – «ДИССИМЕТРИЯ ТВОРИТ ЯВЛЕНИЕ»

«Когда несколько различных явлений природы накладываются друг на друга, образуя одну систему, диссиметрии их складываются. В результате остаются лишь те элементы симметрии, которые являются общими для каждого явления, взятого отдельно». Например, спонтанное нарушение однородности – симметрии физического факуума – вместе с нарушением барионной симметрии привело к рождению нашей Метагалактики. Всякое рождение структур в природе как явление не может быть понято без анализа механизма нарушения симметрии.

Изображение слайда
1/1
54

Слайд 54: ПРИНЦИП СООТВЕТСТВИЯ сформулирован Н. Бором в 1923 г

Суть принципа соответствия : любая новая более общая теория, являющаяся развитием предыдущих классических теорий, справедливость которых была экспериментально установлена для определенных групп явлений, не отвергает эти классические теории, а включает их в себя. Предыдущие теории сохраняют свое значение для определенных групп явлений как предельная форма и частный случай новой теории, которая определяет границы применимости предыдущих теорий. Пример: классическая механика является предельным случаем квантовой механики и механики теории относительности. Квантовые эффекты проявляются лишь при рассмотрении величин, сравнимых с постоянной Планка.

Изображение слайда
1/1
55

Слайд 55

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
56

Слайд 56: ПРИНЦИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ сформулирован Н. Бором в 1927 г

Суть принципа дополнительности : при экспериментальном исследовании микрообъектов могут быть получены точные данные либо об их энергиях и импульсах (энергетических-импульсная картина), либо о поведении в пространстве и времени (пространственно-временная картина). Суть ПД как общего принципа научного познания: всякое сущностное явление природы не может быть определено однозначно с помощью слов естественного языка и требует для своего определения, по крайней мере, два взаимоисключающие, дополнительные понятия (категории).

Изображение слайда
1/1
57

Слайд 57: ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

Соотношение неопределенностей Гейзенберга : принципиально нельзя определить одновременно координату и импульс частицы точнее, чем это допускает соотношение неопределенностей. Данный закон утверждает, что невозможно одновременно точно определить координату и соответствующую ей составляющую импульса. Наиболее фундаментальные законы носят характер запретов. Они определяют, что не может происходить в природе. Например, если в классической механике допускается измерение координаты и импульса с любой степенью точности, то соотношение неопределенностей является квантовым ограничением применимости классической механики к микрообъектам.

Изображение слайда
1/1
58

Слайд 58: КЛАССИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ: МЕХАНИКА ДИСКРЕТНЫХ ОБЪЕКТОВ

В физике движение рассматривается в самом общем виде как изменение состояния физической системы и для описания состояния вводится набор измеряемых параметров. Параметры движения (траектория s, скорость v, ускорение a, масса m, сила F, импульс p, энергия E ) в законах динамики Ньютона достаточно четко описывают разнообразные изменения состояния объектов. Под механическим движением понимают изменение положения тел (объектов природы) относительно друг друга за время наблюдения В классической физике за аксиому принимается дискретность объектов природы.

Изображение слайда
1/1
59

Слайд 59: КОРПУСКУЛЯРНАЯ КОНЦЕПЦИЯ, КОНЦЕПЦИЯ АТОМИЗМА

В корпускулярной концепции центральное место занимает модель корпускулы (модель частицы). В модели корпускулы принципиально важны два допущения: 1) Поведение объекта как целого без учета внутренней структуры объекта; 2) Возможность обособить моделируемый объект от его окружения (модель свободной частицы и модель несвободной частицы, находящейся под контролируемым воздействием окружения) Модель материальной точки – базовая модель механики. Материальной точкой называют модель тела, размерами которой можно пренебречь по сравнению с пространственными параметрами движения, в котором данное тело участвует.

Изображение слайда
1/1
60

Слайд 60: КОНЦЕПЦИЯ НЬЮТОНА

В ньютоновской концепции физическая реальность характеризуется понятиями пространства, времени и материальной точки, а все физические события сводятся к движению материальных точек в пространстве в соответствии с законами Ньютона. Законы механики, сформулированные Ньютоном, являются, как и все основные законы природы, обобщением экспериментальных исследований.

Изображение слайда
1/1
61

Слайд 61: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ НЬЮТОНА

Закон инерции (принцип инерции Галилея) : любое тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения при отсутствии действия на него сторонних сил. Закон влияния действующей силы F и инерционной массы M физического объекта на получаемое им ускорение а. (2-й закон Ньютона выражает принцип причинности в классической механике). Закон равенства сил действия и противодействия. Закон всемирного тяготения, устанавливающий зависимость сил F гравитационного взаимодействия между физическими объектами от их массы М1 и М2 и квадрата расстояния r между ними.

Изображение слайда
1/1
62

Слайд 62: ЗАКОНЫ КЕПЛЕРА

Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Радиус-вектор, проведенный от Солнца к планете, в равные промежутки времени описывает равные площади. Квадраты времен обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы их средних расстояний от Солнца. Законы Кеплера базировались на многолетних данных астрономических наблюдений за поведением планет, выполненных датским астрономом Тихо Браго (1546-1601)с помощью созданной им уникальной по точности использовавшихся инструментов обсерватории.

Изображение слайда
1/1
63

Слайд 63: ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИКИ НЬЮТОНА

В классической механике время выступает как параметр движения. Главные особенности механики Ньютона – детерминизм (определенность): если известны начальные условия и уравнения, то мы можем предсказать движение, dt > 0, – обратимость времени. В классической механике развитие не учитывается. В целом классической физике чужда сама идея развития, эволюции! В реальных системах время проявляет неоднозначную сущность и связано с усложнением объекта.

Изображение слайда
1/1
64

Слайд 64

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
65

Слайд 65: ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ

Законы классической механики выполняются для относительно медленных движений тел, скорость которых значительно меньше скорости света в вакууме. Истинность законов классической механики не вызывает сомнений. Классическая механика всегда остается совершенно необходимым «мостом», соединяющим человека как макросубъекта познания со все более глубокими уровнями микро- и мегамира. Все опытные данные должны описываться при помощи классических понятий – эксперимент. Экспериментальная установка и результаты наблюдений должны описываться однозначным образом на языке классической физики. К этому сводится первый тип физической рациональности.

Изображение слайда
1/1
66

Слайд 66: ЛАПЛАСОВСКИЙ ДЕТЕРМИНИЗМ

Из однозначного характера закономерностей динамического типа вытекает представление о жесткой предопределенности (детерминированности) множества событий в природе. Долгое время считали, что если было бы возможно учесть все взаимодействия всех элементов сколь угодно сложной системы, собрать и использовать всю информацию об их начальных условиях, то было бы можно рассчитать состояние этой системы в будущем и тем самым исключить случайность в описании ее поведения. В широком смысле детерминизм проявляется как определенный образ мышления, корнями уходящий в механистическую картину мира.

Изображение слайда
1/1
67

Слайд 67: КЛАССИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

КОНЦЕПЦИИ КЛАССИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ И СТАТИСТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ

Изображение слайда
1/1
68

Слайд 68: Молекулярно-кинетическая теория строения вещества. Общие представления

Вещество – основной вид материи, состоит из дискретных образований, обладающих массой покоя, в т.ч. из неделимых элементарных частиц, обладающих физическими параметрами (заряд, масса, энергия, спин и т.д.). Вещество имеет дискретную структуру, его структурные элементы находятся в непрерывном хаотическом движении, взаимодействуют друг с другом и образуют материальные тела. Вещества, состоящие непосредственно из атомов, называются химическими элементами, 92 из них встречаются в естественном состоянии. Сочетания 92 элементов дают огромное число различных химических соединений. Агрегатные состояния вещества – твердое, жидкое и газообразное.

Изображение слайда
1/1
69

Слайд 69: МНОГОЧАСТИЧНЫЕ СИСТЕМЫ

Многочастичной системой называют совокупность большого числа однотипных элементов (частиц). Молекулярные системы представляют собой частный случай многочастичных систем. Такими системами являются совокупности атомов или молекул газа, жидкости, кристалла, плазмы; звездные скопления, биологические популяции; масштабные коллективы в человеческом обществе, например, определенный социальный слой и др. Многочастичные системы исследуют и описывают, применяя два альтернативных подхода: макроскопический и микроскопический (макро- и микроописание).

Изображение слайда
1/1
70

Слайд 70: ДВА МЕТОДА РАССМОТРЕНИЯ ЯВЛЕНИЙ ПРИРОДЫ :

Термодинамический метод (макрометод) изучает внешние проявления явлений природы (анализ макропараметров вещества – масса m, внутренняя энергия U, объем V, давление Р, температура T ). Макропараметры взаимосвязаны и подчиняются определенным соотношениям – уравнениями состояния : законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля, Клапейрона-Менделеева, уравнение Ван-дер-Ваальса. Статистический метод (микрометод) изучает атомно-молекулярный механизм физических явлений ( анализ микропараметров вещества – масса, скорость энергия отдельной молекулы). Статистический метод основывается на определенных модельных представлениях о свойствах атомов и молекул и ограничивается рассмотрением средних микропараметров.

Изображение слайда
1/1
71

Слайд 71: ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ МЕТОД

Макроскопический подход к описанию явлений в физических телах называется термодинамическим методом, а теория процессов, построенная на описанной основе – термодинамикой, представляющей собой совокупность следствий из основных термодинамических законов. Макропараметры в термодинамике именуются термодинамическими параметрами. Если во всех частях системы значения термодинамических параметров одинаковы, то говорят, что система находится в термодинамическим равновесии. Состояние равновесной макроскопической многочастичной системы называют макросостоянием.

Изображение слайда
1/1
72

Слайд 72: СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД (ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЙ )

Более общим по сравнению с макроскопическим описанием является так называемый системный, или феноменологический подход. При феноменологически подходе также не вникают в структуру изучаемой системы, а вводят некоторый набор величин, характеризующих рассматриваемую систему в целом, и находят количественные соотношения между этими величинами, присущие изучаемому объекту. Феноменологический подход часто применяется при описании явлений, детальный механизм которых недостаточно ясен. Например, в физике – термодинамика, в социологии – феноменологическая теория народонаселения, разработанная профессором С.П. Капицей.

Изображение слайда
1/1
73

Слайд 73: СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД

При микроскопическом подходе к описанию явлений рассматривают структуру системы, поведение отдельных ее элементов и используют величины характеризующие эти элементы, микропараметры. При микроописании оперируют величинами, которые характеризуют средние значения микропараметров. Иными словами, микроописание многочастичной системы, в частности, молекулярной, является статистическим описанием, которое опирается на статистический метод. Статистический метод впервые использовал Максвелл. Он первым понял, что в многочастичных системах следует искать вероятность того, что конкретные микропараметры имеют определенные значения. Такие вероятности находят на основе статистического метода.

Изображение слайда
1/1
74

Слайд 74

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
75

Слайд 75: СТАТИСТИКА ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

Огромная совокупность частиц выступает в новом качестве – представляет собой статистическую систему, которая подчиняется другим законам, не сводимым к законам механики. В статистической системе проявляются новые свойства, отсутствующие у отдельных молекул. С помощью статистического метода можно получить математические выражения, связывающие микро- и макропараметры. Н-р, связь между средней энергией теплового движения молекул ( микропараметр) и температурой Т одноатомного газа (макропараметр). Американский физик Дж. Гиббс создал общий статистический метод расчета термодинамических параметров любых молекулярных систем, а не только газов.

Изображение слайда
1/1
76

Слайд 76: ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ

Устанавливает соотношение между давлением газа на стенку сосуда и средней кинетической энергией хаотического движения молекул газа. Величина давления определяется средней кинетической энергией поступательного движения молекул. Давление – это результат коллективного действия огромной совокупности молекул, образующих статистическую систему. Важные следствия, вытекающие из основного уравнения молекулярно-кинетической теории газов: – температура определяется средней кинетической энергией хаотического движения молекул;. – определена фундаментальная постоянная – постоянная Больцмана.

Изображение слайда
1/1
77

Слайд 77: Распределение Максвелла-Больцмана

В рамках термодинамического метода макросостояние, при котором многочастичная система находится в равновесии в окружением (термодинамическое равновесие), задается совокупностью макропараметров. В рамках статистического метода макросостояние определяется не микропараметрами, а статистическими распределениями этих величин. Распределение – одно из понятий теории вероятностей и статистики. Распределение вероятности к.-л. случайной величины задается указанием возможных значений этой величины и соответствующих им вероятностей или плотности вероятности. Случайными являются микропараметры, которыми обладает в данный момент к.-л. молекула. Случайные величины починяются определенным законам – законам статистики. В частности, эти законы могут отчетливо проявляться в распределении молекул газа по скоростям с помощью функции распределения молекул газа по скоростям.

Изображение слайда
1/1
78

Слайд 78: Функция распределения Максвелла-Больцмана

Функция распределения показывает число молекул, скорости которых лежат в единичном интервале. Аналитически эту функцию определил Максвелл (1831-1879). Вид функции распределения впервые экспериментально проверен Штерном в 1932 г. Функция распределения Максвелла имеет максимум. Скорость, соответствующая этому максимуму, называется наиболее вероятной скоростью. Это означает, что наибольшее число молекул обладает скоростями, близкими к данной. Распределение Максвелла является равновесным. Это означает, что в естественных условиям оно будет сохраняться сколь угодно долго. Температура имеет физическим смысл лишь в том случае, когда в статистической системе установилось распределение Максвелла. Работы Максвелла были развиты Больцманом (1844-1906), который показал, что более общим является распределение не по скоростям, а по энергиям. Так была получена функция распределения Больцмана – функция распределения молекул газа по энергиям.

Изображение слайда
1/1
79

Слайд 79: Распределение Максвелла

Максвелл получил статистическое равновесное распределение молекул газа по их скоростям.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
80

Слайд 80

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
81

Слайд 81: СТАТИСТИЧЕСКИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

В статистических теориях по известному состоянию (статистическому распределению) однозначно определяются не сами характеристики элементов системы, а вероятности того, что они могут принимать значения внутри определенного числового диапазона. Однозначно определяются только средние значения этих характеристик. Различие между динамическими и статистическим моделями заключается в определении состояния системы. При использовании статистического метода состояние системы представляет собой ее вероятностную характеристику.

Изображение слайда
1/1
82

Слайд 82: РАВНОВЕСНЫЕ СОСТОЯНИЯ

Для равновесных состояний функция распределения не зависит от времени. Это значит, что случайное поведение отдельных элементов многочастичной системы (н-р, отдельных молекул газа) в данных макроскопических условиях подчинено определенному вероятностному (статистическому) закону, который и выражается некоторой функцией распределения.

Изображение слайда
1/1
83

Слайд 83: ФЛУКТУАЦИИ. НЕУСТРАНИМОЕ ВЛИЯНИЕ ОКРУЖЕНИЯ

Флуктуация – случайное, локальное отклонение отклонение величин, характеризующих состояние системы, от их средних значений. Чем больше флуктуация, тем реже она возникает и быстро исчезает. Иными словами, значительная флуктуация маловероятна. В макрообъектах благодаря большому числу взаимодействующих между собой частиц существуют условия для эффективного проявления слабого воздействия извне и его быстрого распространения на все частицы объекта. Внешнее воздействие может быть случайным. Макросостояние чувствительно к неконтролируемому внешнему воздействию. Тепловые случайные воздействия принципиально неустранимы, поскольку нет абсолютно изолированных систем.

Изображение слайда
1/1
84

Слайд 84: ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА В НЕРАВНОВЕСНЫХ СИСТЕМАХ. РЕЛАКСАЦИЯ

Флуктуации в системе, находящейся в равновесии с окружением, обусловлены неконтролируемым внешним воздействием (флуктуативным, закономерным или постоянным). В системе возникнет неоднородное распределение макроскопических параметров. Степень неоднородности пространственного распределения некоторой макровеличины характеризуется градиентом этой величины. Макроскопическая неравновесность в системе, предоставленной самой себе (изолированной) самопроизвольно исчезает. Происходит релаксация, которая проявляется в выравнивании значений макропараметров, в уменьшении и исчезновении градиентов этих параметров. Явления релаксации и явления переноса являются необратимыми процессами.

Изображение слайда
1/1
85

Слайд 85: НЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ И СТРЕЛА ВРЕМЕНИ

В необратимых процессах промежуточные состояния не являются равновесными. Систему, в которой произошли необратимые процессы невозможно вернуть в исходное состояние без того, чтобы не произвести в окружении некоторых изменений. Необратимые процессы являются такими природными проявлениями, которые позволяют выстроить последовательность моментов времени. Поэтому с необратимыми процессами в природе можно связать характерную для каждого такого процесса направленность времени, так называемую стрелу времени.

Изображение слайда
1/1
86

Слайд 86: ТЕРМОДИНАМИКА

Термодинамика возникла как наука о теплоте. Термодинамика – метод изучения вопросов, связанных с передачей различных видов энергии от одного тела к другому. Термодинамика основана на трех эмпирических законах, которые называются началами. Исторически первым установлено второе начало, потом первое, третье, а последним – нулевое.

Изображение слайда
1/1
87

Слайд 87

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
88

Слайд 88

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
89

Слайд 89: ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ

З акон сохранения и превращения энергии – один из основных законов, справедливых для неживой и живой природы. Важнейшее в нем – положение об эквивалентности теплоты и работы как разных форм энергии. Функции состояния – величины, однозначно определяемые при равновесии. Время как параметр в термодинамике не фигурирует. В классической равновесной термодинамике рассматриваются обратимые процессы. Да и равновесие в статическом состоянии соответствует смерти системы. Изолированные системы – термодинамические системы, находящиеся в состоянии адиабатической изоляции, которая исключает обмен теплотой и веществом с окружающей средой.

Изображение слайда
1/1
90

Слайд 90: ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ, ТЕПЛОТА и РАБОТА

В механике энергию принято разделять на кинетическую (энергию движения) и потенциальную (энергию взаимодействия). В термодинамике полная энергия тела складывается из кинетической энергии движения тела как целого, из потенциальной энергии сил во внешнем поле сил и внутренней энергии. Внутренняя энергия – энергия теплового (поступательного, вращательного и колебательного) движения молекул и потенциальная энергия их взаимодействия. Возможны два способа изменения внутренней энергии U термодинамической системы при ее взаимодействии с окружением: совершение над системой работы А и сообщения ей количества теплоты Q (1-е начало).

Изображение слайда
1/1
91

Слайд 91: ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

Первое начало термодинамики – закон сохранения энергии, сформулированный для тепловых явлений. Количественная формулировка первого начала термодинамики: К оличество теплоты ∆ Q, сообщенное системе, идет на увеличение внутренней энергии ∆ U системы и совершение системой работы ∆ A над внешними телами : ∆ Q = ∆ U + ∆ A. Первое начало термодинамики, устанавливая баланс различных типов энергии при переходе друг в друга, в то же время не указывает направления процесса, связанного с преобразованием энергии. Из первого начала следует важный вывод: вечный двигатель первого рода невозможен, т.е. нельзя построить периодически действующую машину, которая бы совершала работу больше подводимой к ней энергии.

Изображение слайда
1/1
92

Слайд 92: НУЛЕВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

Первое начало термодинамики – это закон сохранения и превращения энергии в изолированной системе, утверждение существования внутренней энергии, поэтому его называют принципом энергии. В 1847 г. энергия утвердилась как основная сохраняющая величина.Теплота и работа определяют способы передачи энергии. Все тепловые процессы в отличие от механического движения необратимы, т.е. для них обратные процессы, при которых реализуются те же тепловые состояния, но только в обратном направлении, практически невозможны. Нулевое начало термодинамики : Равенство температур во всех точках есть условия равновесия для двух систем или двух частей одной и той же системы. Все термодинамические процессы, приближающиеся к тепловому равновесию, необратимы.

Изображение слайда
1/1
93

Слайд 93: ПОНЯТИЕ ЭНТРОПИИ

Чтобы придать второму началу термодинамики математически строгую форму, используем понятие энтропии : Энтропия системы S – это физическая величина, изменение которой dS при температуре системы Т определяется формулой: dS = dQ/T. Это выражение является формальным, феноменологическим определением энтропии. Энтропия – макропараметр системы, который наряду с другими макропараметрами, характеризует ее состояние. Анализ работы тепловых машин, который привел к открытию второго начала термодинамики, исключает возможность создания вечного двигателя второго рода.

Изображение слайда
1/1
94

Слайд 94: ВТОРОЕ НАЧАЛО – ЗАКОН ВОЗРАСТАНИЯ ЭНТРОПИИ

С помощью понятия энтропии стало возможным сформулировать второй закон термодинамики математически: ∆ S ≥ 0. В любых термодинамических процессах энтропия замкнутой системы не убывает (закон возрастания энтропии). Если процессы обратимые, энтропия остается неизменной. При необратимых процессах энтропия возрастает: ∆ S > 0. Энтропия незамкнутой, открытой системы может вести себя любым образом.

Изображение слайда
1/1
95

Слайд 95: ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

Смысл энтропии проявляется во взаимосвязи двух методов термодинамического и статистического. Методами статистической физики показано, что энтропия системы связана с ее термодинамической вероятностью W ( т.е. с числом способов реализации ее макросостояния) соотношением: S = k ln W, где k – постоянная Больцмана. Это соотношение энтропии и термодинамической вероятности отвечает второму началу термодинамики, ибо замкнутая система постепенно переходит к равновесному состоянию с максимальной энтропией S и остается в нем, как наиболее вероятном из всех возможных. Именно наиболее вероятное состоянием реализуется наибольшим числом способов, т.е. наибольшим числом микросостояний W. Это и отражено в записанном соотношении. Второе начало термодинамики имеет вероятностный характер.

Изображение слайда
1/1
96

Слайд 96: ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

Благодаря статистическому толкованию энтропии, раскрывается ее смысл: энтропия является мерой хаотичности изменений в системе. Энтропия как мера беспорядка в системах (Л. Больцман). В замкнутой макроскопической системе энтропия при любом реальном процессе либо возрастает, либо остается неизменно й : ∆ S ≥ 0. Энтропия замкнутой системы, т.е. системы, которая не обменивается с окружением ни энергией, ни веществом, постоянно возрастает.

Изображение слайда
1/1
97

Слайд 97: ВТОРОЕ НАЧАЛО – ЗАКОН ВОЗРАСТАНИЯ ЭНТРОПИИ

Энтропия впервые выступает в качестве своеобразной стрелы времени – необратимого процесса возрастания энтропии в замкнутой системе. Энтропия как мера неупорядоченности системы. Упорядоченным называется состояние, осуществляемое относительно малым количеством способом, неупорядоченное состояние – относительно многим. Второе начало термодинамики утверждает, что все замкнутые системы эволюционируют в направлении от упорядоченности к хаотичности. Так вместе со вторым началом термодинамики, описывающим однонаправленность необратимых процессов, и понятием энтропии в физику входит понятие эволюции.

Изображение слайда
1/1
98

Слайд 98: ПОНЯТИЕ «КАЧЕСТВА» или «РАНГА» ЭНЕРГИИ

Понятие энтропии позволяет оценить энергию с точки зрения ее «качества» или «ранга». Высший ранг получают низкоэнтропийные виды энергии, способные превращаться в другие виды: механическая и электрическая энергии с упорядоченным движением частиц или зарядов могут полностью превращаться в тепловую энергию. Низший ранг достается теплоте, поскольку энергию, запасенную при какой-то температуре, можно отдать лишь телу, обладающему более низкой температурой. Промежуточной является химическая энергия из-за тепловых явлений, сопровождающих реакции.

Изображение слайда
1/1
99

Слайд 99: ПРОБЛЕМА ТЕПЛОВОЙ СМЕРТИ ВСЕЛЕННОЙ

Необратимое стремление к равновесию всякой системы, не обменивающейся энергией с другими системами, привело Р. Клаузиуса в середине XIX в. к ошибочному выводу о постепенном переходе всех видов энергии во Вселенной в энергию теплового движения. С течением времени энергия равномерно распределится по веществу Вселенной, тогда все макроскопические процессы в ней прекратятся. Такая гипотеза получила название «тепловая смерть Вселенной». Ограниченность такого вывода заключается в том, что бессмысленно применять второе начало термодинамики к незамкнутым системам, к которым относится наша Вселенная.

Изображение слайда
1/1
100

Слайд 100: ТРЕТЬЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

Энтропия любой системы стремится к конечному пределу, не зависящему от давления, плотности или фазы, при стремлении температуры к абсолютному нулю (В. Нернст). Энтропия всякого тела стремится к нулю при стремлении к нулю температуры – тепловая теорема. Третье начало термодинамики предполагает атомное строение вещества. Теоремой Нернста завершается построение классической термодинамики.

Изображение слайда
1/1
101

Слайд 101: КОНТИНУАЛЬНАЯ КОНЦЕПЦИЯ И МОДЕЛЬ КОНТИНУУМА

Истоком континуальной концепции является представление о непрерывной и бесконечно делимой материи, заполняющей все пространство и находящейся в постоянном движении. В XVIII веке картина природы была дополнена понятием силового поля, в XIX веке – учением об электромагнетизме. Так корпускулярная концепция была дополнена континуальной, что расширило общие представления о формах материи. Совокупность значений физической величины (температуры, давления, скорости и т.д.), характеризующей сплошную среду в каждой ее точке, называют полем этой величины (поле температур и т.д.) При полевом описании модели сплошной среды само понятие «поле» означает не физический объект, а математический образ в виде непрерывной функции координат.

Изображение слайда
1/1
102

Слайд 102: ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ КОНЦЕПЦИЯ

Физическое поле – особая форма материи, связывающая частицы (объекты) вещества в единые системы и передающая с конечной скоростью действие одних частиц на другие. К физическим полям относятся электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, а также волновые (квантовые поля), соответствующие различным частицам (н-р, электрон-позитронное поле). Источником физических полей являются частицы. Электризация связана с разделением электрических зарядов. Электрические заряды могут взаимодействовать на расстоянии посредством электрического поля. Электрические поле – особое состояние среды, при котором на электрический заряд, помещенный в любую точку среды, действует электрическая сила.

Изображение слайда
1/1
103

Слайд 103: КОНЦЕПЦИЯ ДАЛЬНОДЕЙСТВИЯ И БЛИЗКОДЕЙСТВИЯ

Концепция дальнодействия – взаимодействие между телами может осуществляться непосредственно через пустое пространство, и передача взаимодействия переходит мгновенно. Концепция близкодействия – взаимодействие между телами осуществляется посредством тех или иных полей, непрерывно распределенных в пространстве. Скорость передачи взаимодействия тел ограничена и не должна превышать скорость света в вакууме. Концепция корпускулярно-волнового дуализма : дискретные и непрерывные свойства материи едины и дополняют друг друга.

Изображение слайда
1/1
104

Слайд 104: ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ТЕОРИЯ МАКСВЕЛЛА

Уравнения Максвелла не симметричны относительно электрического и магнитного полей. Это связано с тем, что в природе существуют только электрические заряды. Из уравнений Максвелла следует, что переменное магнитное поле всегда связано с порождаемым им электрическим полем, а переменное электрическое поле – с порождаемым им магнитным полем, т.е. электрическое и магнитное поле неразрывно взаимосвязаны и образуют единое электромагнитное поле. Электромагнитное поле способно существовать вообще независимо от наличия электрических зарядов и электрических токов.

Изображение слайда
1/1
105

Слайд 105: ВОЛНОВЫЕ И КОРПУСКУЛЯРНЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИИ

Континуальность (непрерывность) и дискретность (прерывность) представляют собой две неразрывно связанные реальности объективного мира. Колебания – повторяющиеся во времени движения или процессы в природе. Резонанс (лат. откликаюсь) – резкое возрастание амплитуды (параметра) вынужденных установившихся колебаний при приближении частоты внешнего гармонического воздействия к частоте одного из собственных колебаний системы. Волны – это изменение состояния среды, распространяющиеся в ней без переноса вещества и несущие с собой энергию и импульс.

Изображение слайда
1/1
106

Слайд 106: ВОЛНОВОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ

Явление отражения Явление преломления Явление дисперсии – зависимость показателя преломления среды от частоты. Явление интерференции Явление дифракции Явление поляризации

Изображение слайда
1/1
107

Слайд 107: КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА

Свет – электромагнитная волна, распространяющаяся в пространстве с конечной скоростью. Свет – поток световых частиц (корпускул), летящих от светящегося тела по прямолинейным траекториям (И. Ньютон). Свет – упругая волна, распространяющаяся в мировом «эфире» *Гюйгенс). Свет имеет двойственную природу, сочетая в себе как волновые свойства, так и свойства, присущие частицам ( фотоэффект, эффект Комптона).

Изображение слайда
1/1
108

Слайд 108: КВАНТОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА

Испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения называется фотоэффектом. Гипотеза Планка (1900 г.): излучение и поглощение света происходит не непрерывно, а дискретно, т.е. определенными порциями (квантами), энергия E которых определяется частотой ν: E = hν, где h – постоянная Планка. Свет имеет сложную природу : он представляет собой единство противоположных свойств – корпускулярного (квантового) и волнового (электромагнитного).

Изображение слайда
1/1
109

Слайд 109

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
110

Слайд 110

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
111

Слайд 111

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
112

Слайд 112: КРИЗИС В ФИЗИКЕ

Уравнения Максвелла являются неинварианты относительно преобразований Галилея. Теория эфира как абсолютной системы координат, к которой «привязаны» уравнения Максвелла, не нашли экспериментального подтверждения.

Изображение слайда
1/1
113

Слайд 113: КВАНТОВЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

Молекулярный, атомный, нуклонный и кварковый уровни строения материи

Изображение слайда
1/1
114

Слайд 114: ПОНЯТИЕ МИКРОМИРА

Микромир – это мир молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. Это мир предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых микрообъектов, размеры которых составляют от 10 -8 до 10 -16 см, а время их жизни – от бесконечности до 10 -24 сек. Все эти микрообъекты описываются особой наукой – квантовой механикой и квантовой теорией поля.

Изображение слайда
1/1
115

Слайд 115

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
116

Слайд 116: РЕВОЛЮЦИЯ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ И СМЕНА ПРЕЖНЕЙ КАРТИНЫ МИРА

В конце XIX и начале ХХ вв. были сделаны крупнейшие открытия : Открытия, связанные со строением вещества: электроны (Дж. Томсон, 1897), позднее протоны (начало 20-х гг.), нейтроны (1932) и т.д. Открытия взаимосвязи вещества и энергии: явления радиоактивности (А. Беккерель, 1896) и радиоактивного распада (Э. Резерфорд, 1902). Неудачные попытки теоретического описания поведения микрочастиц на базе классических представлений о характере процессов привели к появлению принципиально новых, квантовых представлений о характере процессов в микромире. На их основе постепенно сформировался раздел физики, получивший название квантовой физики.

Изображение слайда
1/1
117

Слайд 117: КВАНТОВАЯ ГИПОТЕЗА. ФОТОН

Гипотеза Макса Планка (1900) для объяснения теплового излучения тел : атомы излучающего тела отдают электромагнитную энергию порциями (квантами), причем энергия Е одного кванта пропорциональна частоте излучения ν Е = h ν, где h - постоянная Планка. Гипотеза Эйнштейна для объяснения внешнего фотоэффекта (1905): свет не только излучается, но и поглощается квантами. Следовательно, распространение света также связано с переносом отдельных порций световой энергии. В результате физики пришли к понимание света как потока частиц – фотонов, каждый из которых обладает квантом энергии Е = h ν и распространяется со скоростью света с.

Изображение слайда
1/1
118

Слайд 118: ПРИНЦИП КОРПУСКУЛЯРНО – ВОЛНОВОГО ДУАЛИЗМА СВЕТА

В результате описанной эволюции представлений постепенно утвердилось понимание света как физического явления совершенно необычного для классической физики типа – в нем сочетаются свойства потока частиц (корпускул, обладающих определенной энергией и импульсом) и волнового процесса ( характеризуемого длиной волны и частотой). Такие неразрывное единство физически принципиально различных свойств светового излучения стали именовать корпускулярно-волновым дуализмом света.

Изображение слайда
1/1
119

Слайд 119: КОНЦЕПЦИЯ ДИСКРЕТНОСТИ

Из квантовых представлений о свете вытекает наличие у фотона не только фиксированной энергии h ν, но и импульса p = h /λ. Это означает, что при взаимодействии вещества и излучения существуют минимальные порции обмена энергией и импульсом. Таким образом, с возникновением представлений о фотонах произошло закрепление идеи дискретности, квантования физических характеристик микрообъектов. Квант – частица – носитель свойств какого-либо физического поля (квант электромагнитного поля – фотон). Постоянная Планка h – основная постоянная квантовой теории, минимальный квант действия.

Изображение слайда
1/1
120

Слайд 120: ПЛАНЕ ТАРНАЯ МОДЕЛЬ СТРУКТУРЫ АТОМА

В 1911 г. Э. Резерфорд разработал т. н. планетарную модель структуры атома. Основу этой модели составляет массивное ядро, обладающее положительным электрическим зарядом, вокруг которого вращается определенное число отрицательно заряженных электронов, образующих пространственную электронную оболочку, превосходящую по размерам атомное ядро примерно на четыре порядка, т.е. в 10 000 раз. Планетарная модель атома предполагала рассмотрение электронов в качестве объектов, обладающих механическими свойствами, что очень скоро привело к многочисленным противоречиям в объяснении опытных данных проводимых исследований. В дальнейшем понятием атом стали обозначать мельчайшую частицу вещества, все еще обладающая химическими свойствами.

Изображение слайда
1/1
121

Слайд 121: ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТРУКТУРЫ АТОМА

Выходом из создавшейся ситуации стала энергетическая модель структуры атома водорода, предложенная Н. Бором в 1913 г. Изменения, внесенные Н. Бором в планетарную модель Резерфорда, касались в основном электронной оболочки атома. Глубокое убеждение Н. Бора: физика микромира кардинально отличается от принципов классической механики. Подтверждением такой убежденности в последствии стали принцип корпускулярно-волнового дуализма микрообъектов (1924) и принцип дополнительности, предложенный Бором для микромира (1927).

Изображение слайда
1/1
122

Слайд 122: ПОСТУЛАТЫ БОРА

В любой атомной системе, независимо от вида химического элемента, действуют следующие постулаты : 1. Существуют стационарные квантовые состояния, находясь в которых атомная система, не испытывающая внешних воздействий, не изменяется с течением времени. 2. Электроны в стационарном состоянии атомной системы существуют в энергетических слоях, имея дискретные значения своей энергии. 3. Переход электронов из одного энергетического слоя в другой сопровождается поглощением или выделением квантов энергии. Энергетическая модель атома обеспечивает четкую взаимосвязь между заполненностью слоев и подслоев электронной оболочки и физико-химических свойств элементов в Периодической системе Менделеева.

Изображение слайда
1/1
123

Слайд 123: ПРИНЦИП КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОГО ДУАЛИЗМА МИКРООБЪЕКТОВ

Луи де Бройль (1924) – Принцип корпускулярно-волнового дуализма провозгласил двойственную природу вещества и поля для всех элементарных частиц микромира как единственно возможный способ примирить между собой накопленные противоречивые результаты многочисленных экспериментальных исследований. В 30-е годы ХХ в. экспериментально доказано: между веществом и полем не существует непроходимой границы – в определенных условиях элементарные частицы вещества обнаруживают волновые свойства, а частицы поля – свойства корпускул.

Изображение слайда
1/1
124

Слайд 124

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
125

Слайд 125

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
126

Слайд 126: ПРИНЦИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ Н. БОРА (1927)

В развитие корпускулярно-волнового дуализма Н. Бор (1927) предложил для микромира принцип дополнительности, согласно которому невозможно в полной мере описать свойства любого объекта микромира без учета как вещественных, так и волновых его характеристик, взаимно дополняющих друг друга.

Изображение слайда
1/1
127

Слайд 127

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
128

Слайд 128

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
129

Слайд 129

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
130

Слайд 130: ПОЛНОЕ ОПИСАНИЕ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЧАСТИЦЫ В АТОМНОЙ СИСТЕМЕ

С учетом корпускулярно-волнового дуализма (КВД) набор из четырех дискретно меняющихся квантовых чисел (главное квантовое число n, дополнительное (азимутальное) квантовое число l, магнитное квантовое число m и магнитное спиновое квантовое число s, полностью описывает состояние элементарной частицы в атомной системе. С этим полным набором квантовых чисел как раз и связан принцип В. Паули (1900-1958).

Изображение слайда
1/1
131

Слайд 131: АТОМ КАК КВАНТОВАЯ СИСТЕМА

Главное кантовое число (n) определяет энергию электрона в атоме в размеры электронного облака. Орбитальное (l) и магнитное (m) квантовые числа определяют пространственную конфигурацию и ориентацию электронного облака; они связаны с орбитальным и моментом импульса электрона. Спином называется ( spin - вращаться) собственный момент импульса частицы, не связанный с ее перемещением в пространстве. Спин характеризуется спиновым квантовым числом (s), которое может принимать целые (бозоны) или полуцелые (фермионы)значения. Атом определенного элемента способен излучать или поглощать только свой, определенный набор длин волн, т.е. имеет свой индивидуальный спектр электромагнитного излучения

Изображение слайда
1/1
132

Слайд 132: ПРИНЦИП ПАУЛИ

В одной атомной системе не может быть двух частиц с одинаковым набором квантовых чисел. По сути дела принцип Паули утверждает невозможность нахождения в одной точке пространства двух совершенно одинаковых материальных части и представляет собой один из важнейших законов физики микромира.

Изображение слайда
1/1
133

Слайд 133: КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА (1925-1927)

1925 г. – В. Гейзенберг создал матричную механику, где устанавливалась связь матриц с координатами и скоростями электрона. 1926 г. – Э. Шредингер предложил волновое уравнение для описания волновых свойств микрочастиц во внешних силовых полях. М. Борн дал вероятностное толкование волновой функции. (Невозможно точно предвидеть поведение каждой конкретной частицы во времени и пространстве, но статистические закономерности для множества частиц выполняются в микромире вполне определенно).

Изображение слайда
1/1
134

Слайд 134: ВЕРОЯТНОСТЬ В МИКРОМИРЕ

Важнейшей особенностью физики микромира является стохастический, вероятностный характер происходящих в нем процессов с микрочастицами. В соответствии с этой особенностью невозможно точно предвидеть поведение каждой конкретной частицы во времени и пространстве, но статистические закономерности для множества частиц выполняются в микромире вполне определенно. Распределение вероятностей нахождения элементарных частиц в определенных точках пространства в конкретные моменты времени математически описывается волновой функцией, имеющей в зависимости от начальных условий различный вид в одном из наиболее важных уравнений физики микромира – уравнении Э. Шредингера, полученном в 1926 г.

Изображение слайда
1/1
135

Слайд 135: УРАВНЕНИЕ ШРЁДИНГЕРА

Уравнение Шрёдингера как и многие уравнения физики не выводится, а постулируется. Решая уравнение Шрёдингера, получают данные о поведении микросистем в каких-то конкретных условиях. При этом по исходному значению волновой функции может быть определено ее значение в любой последующий момент времени. Волновая функция определяет вероятность нахождения микросистемы в любой точке пространства. Более точно квадрат модуля волновой функции есть плотность вероятности нахождения микрочастицы в соответствующем месте пространства.

Изображение слайда
1/1
136

Слайд 136: ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ В. ГЕЙЗЕНБЕРГА (1927)

С указанным вероятностным свойством тесно связан принцип неопределенности: Невозможно одновременно со сколь угодно высокой точностью определить пространственные координаты (местоположение) и количество движению (энергию) элементарной частицы. М икрочастица (микрообъект) не может иметь одновременно определенную координату х и определенный импульс р, причем неопределенности этих величин удовлетворяют условию ∆ x • ∆ p x ≥ h, где h – постоянная Планка. Соотношение неопределенностей является квантовым ограничением применимости классической механики к микрообъектам.

Изображение слайда
1/1
137

Слайд 137: ПРИНЦИП ТОЖДЕСТВЕННОСТИ

Различия между квантовой и классической механикой выявились при рассмотрении системы многих частиц. Классический подход к столкновению двух одинаковых частиц позволяет различить их движение после удара. Ведь каждая частица имеет свою собственную траекторию, даже если они оказались симметричны. В квантовой механике траекторий нет, в процессе столкновения области локализации частиц перекрываются, различить их после взаимодействия невозможно даже в принципе. Следовательно, одинаковые частицы оказываются неразличимыми – тождественными.

Изображение слайда
1/1
138

Слайд 138: СИММЕТРИЯ ВОЛНОВОЙ ФУНКЦИИ И ПРИНЦИП ПАУЛИ

Неразличимость тождественных частиц ведет к определенному свойству симметрии волновой функции. Если при перестановке частиц местами волновая функция не меняет знака, то она называется симметричной, если меняет – антисимметричной. Свойство симметрии или антисимметрии – характерный признак определенного класса микрочастиц.

Изображение слайда
1/1
139

Слайд 139: СПИН МИКРОЧАСТИЦ – ИХ СОБСТВЕННЫЙ МОМЕНТ ИМПУЛЬСА

Симметрия или антисимметрия волновых частиц определяется спином частиц – их собственным моментом импульса. В зависимости от характера симметрии все элементарные частицы и построенные из них системы (атомы, молекулы) делятся на два класса. Частицы с полуцелым спином (например, электроны, протоны, нейтроны) описываются антисимметричными волновыми функциями и подчиняются статистике Ферми–Дирака: такие частицы называются фермионами. Частицы с нулевым или целочисленным спином (например, пи-мезоны, фотоны), описываемые симметричными волновыми функциями и статистикой Бозе–Эйнштейна, относятся к классу бозонов.

Изображение слайда
1/1
140

Слайд 140: ФЕРМИОНЫ И БОЗОНЫ. ПРИНЦИП ПАУЛИ

Сис темы фермионов встречаются в природе только в состояниях, описываемых антисимметричными волновыми функциями. две тождественные частицы с полуцелым спином (фермионы) не могут одновременно находиться в одном квантовом состоянии. в системе одинаковых фермионов любые два из них не могут находится в одном и том же состоянии. Следует отметить, что число однотипных бозонов, находящихся в одном и том же состоянии, не ограничивается. Принцип Паули : в одном и том же атоме не может быть более одного электрона с одинаковым набором четырех квантовых чисел.

Изображение слайда
1/1
141

Слайд 141: КОНЦЕПЦИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЙ МИКРООБЪЕКТОВ

В отличие от классического подхода к описанию природы, в соответствии с которым моделируется сам объект, отображаемый совокупностью его «точно» установленных характеристик, в квантовой механике проявляется новый, неклассический подход. С помощью уравнения Шрёдингера моделируется не сам объект, а его состояние. Оно задается вероятностями тех или иных значений характеристик микрообъекта. Сами же вероятности однозначно задаются волновой функцией. Уравнение Шрёдингера определяет вероятностное, статистическое поведение объектов микромира. Таким образом, уравнение Шрёдингера позволяет описывать эволюцию микросистемы. Т.о. в неклассической физике на смену концепции моделирования объекта приходит концепция моделирования состояния объекта.

Изображение слайда
1/1
142

Слайд 142: ТРИ ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ:

корпускулярно-волновой дуализм, т.е. двойственная природа вещества и поля всех объектов и явлений в микромире; дискретный, порционный характер всех параметров объектов и протекающих процессов микромира; вероятностный, статистический смысл любых расчетов, утверждений и выводов о поведении элементарных частиц в микромире.

Изображение слайда
1/1
143

Слайд 143: ИЗМЕРЕНИЯ В КВАНТОВОЙ МЕХАНИКЕ. РОЛЬ ПРИБОРА

«Гораздо легче измерять, чем знать, что измерять» - Галилео Галилей. При описании поведения квантовых частиц сам объект изучения микромира и экспериментальный прибор составляют единую систему. Проявление квантового объекта в качестве или частицы или волны будет зависеть от того, как мы измеряем. Поэтому волновой или корпускулярный характер квантовая частица приобретает лишь в глазах экспериментатора.

Изображение слайда
1/1
144

Слайд 144: ПРИНЦИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ Н. БОРА (1927)

Принцип дополнительности часто объясняют влиянием измерительного прибора (макроскопического объекта) на состояние микрообъекта. При экспериментальном исследовании микрообъекта могут быть получены точные данные либо о его энергиях и импульсах, либо о поведении в пространстве и времени. Эти две взаимоисключающие картины – энергетически-импульсная и пространственно-временная, получаемые при взаимодействии микрообъекта с макроскопическими измерительными приборами, дополняют друг друга.

Изображение слайда
1/1
145

Слайд 145: КОПЕНГАГЕНСКИЙ ТИП ФИЗИЧЕСКОЙ РЕАЛЬНОСТИ

Проблема роли наблюдателя и прибора в квантовой физике. Принцип дополнительности отражает объективные свойства квантовых систем, не связанные с наблюдателем. Н. Бор о роли прибора: работа приборов должна описываться на языке классической, а не квантовой физики. В. Гейзенберг и В. Фок описывают квантовый объект как множество «объективных» существующих потенциальных возможностей. Роль наблюдателя состоит в том, что при наблюдении эти возможности реализуются как объективные факты – только одна реализуется, другая же нет. Приборы играют роль систем отсчета. В своем качестве «быть прибором» они описываются на языке классической физики, так как только наблюдатель с их помощью может получить информацию о квантовой системе.

Изображение слайда
1/1
146

Слайд 146: ИНФОРМАЦИЯ И СОЗНАНИЕ НАБЛЮДАТЕЛЯ

На языке «объективно существующих потенциальных возможностей» и роли наблюдателя в ней важную роль приобретает понятие информации и сознание наблюдателя. Квантовые объекты «существуют» объективно, но, будучи подчиненными другой логике, они оказываются доступными нашему сознанию, использующему приборы, дающие информацию о них, так что их свойства «становятся» истинными или ложными при измерении. Возникновение времени (а также пространстве в ранней Вселенной) можно понимать как следствие логики, вернее различие логик нашего сознания и физического мира.

Изображение слайда
1/1
147

Слайд 147

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
148

Слайд 148: СТРОЕНИЕ ЯДЕР

Протонно-нейтронная модель ядра предложена русским физиком Д.Д. Иваненко, и затем развита В.Гейзенбергом. Нейтрон, электрически нейтральная элементарная частица со спином ½ и массой покоя, незначительно превышающей массу протона; относится к классу адронов и входит в группу барионов; открыт в 1932 г. английским физиком Дж. Чедвиком. Нейтрон стабилен только в составе ядер. Свободный нейтрон распадается на электрон, протон и электронное антинейтрино. Его период полураспада около 12 мин. Протон, стабильная элементарная частица со спином ½, ядро атома водорода; имеет положительный заряд, по модулю равный заряду электрона, и массу покоя, превосходящую массу электрона примерно в 1836 раз; протон является адроном и относится к классу барионов. Связь нуклонов в ядре обеспечивают ядерные силы, намного превышающие силы других фундаментальных взаимодействий. Основные свойства ядерных сил : короткодействие, зарядовая независимость, ядерные силы – силы только притяжения, насыщения, зависимость от взаимной ориентации спинов нуклонов и др.

Изображение слайда
1/1
149

Слайд 149: ДЕФЕКТ СВЯЗИ И ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ ЯДРА

Масс-спектроскопические измерения показывают, что масса ядра меньше суммы масс составляющих его нуклонов. Разность суммы масс нуклонов и массы ядра называется дефектом массы ∆ m. Энергия, которую необходимо затратить, чтобы расщепить ядро на отдельные нуклоны, называется энергией связи ядра Е св. Она определяется формулой Е св = ∆ m с 2, где с – скорость света. Наиболее устойчивыми, с энергетической точки зрения, оказываются ядра элементов средней части таблицы Менделеева. Тяжелые и легкие ядра менее устойчивы. Это означает, что энергетически выгодны два процесса: 1)     деление тяжелых ядер на более легкие; 2)     слияние легких ядер и образование более тяжелых (синтез ядер). Оба процесса практически реализованы в виде соответственно цепной реакции деления и термоядерного синтеза. Они сопровождаются выделением огромного количества энергии.

Изображение слайда
1/1
150

Слайд 150: РАДИОАКТИВНОСТЬ

В современном представлении радиоактивность – способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц. Различают радиоактивность естественную, наблюдаемую в существующих в природе неустойчивых изотопах и искусственную – у изотопов, полученных посредством ядерных реакций. Принципиального физического различия между ними нет: для них характерны одни и те же закономерности радиоактивного превращения. Различают три основных вида радиоактивного излучения: альфа-, бета- и гамма-излучение. З акон радиоактивного распада: число нераспавшихся ядер убывает со временем по экспоненте.

Изображение слайда
1/1
151

Слайд 151: ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ

Элементарные частицы – мельчайшие известные частицы материи. Представление об элементарных частицах отражает ту степень в познании строения материи, которая достигнута современной наукой. Характерная особенность элементарных частиц – способность к взаимным превращениям. Основу превращений составляет внутренняя неустойчивость частицы. Каждая элементарная частица (за исключением нейтральных частиц) имеет свою античастицу.

Изображение слайда
1/1
152

Слайд 152

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
153

Слайд 153: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЧАСТИЦЫ

Адроны – класс элементарных частиц, участвующих в сильных взаимодействиях. К адронам относятся все барионы и мюоны, включая резонансы. Барионы – группа «тяжелых» элементарных частиц с полуцелым спином и массой не менее массы протона (нуклоны, гипероны и др.). Мюоны – нестабильные заряженные элементарные частицы со спином ½, временем жизни 2,2۰10 -6 с и массой приблизительно в 207 раз превышающей массу электрона ; относятся к классу лептонов. Лептоны – класс элементарных частиц с полуцелым спином, не обладающих сильным взаимодействием. К лептонам относятся электрон, мюон, нейтрино, открытый в 1975 г. тяжелый лептон и соответствующим им античастицы. Все лептоны имеют спин ½, т.е являются фермионами.

Изображение слайда
1/1
154

Слайд 154

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
155

Слайд 155

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
156

Слайд 156

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
157

Слайд 157

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
158

Слайд 158

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
159

Слайд 159: ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЧЕТНОСТИ

Специфическая характеристика элементарных частиц – четность – это квантовое число, определяющее симметрию волновой функции относительно зеркального отражения. Если при зеркальном отражении волновая функция не меняет знака, то ее четность положительна, если меняет знак – отрицательна. Из квантовой механики следует закон сохранения четности : при всех превращениях системы частиц четность состояния не изменяется. Закон сохранения четности выполняется для сильного и электромагнитного взаимодействий.

Изображение слайда
1/1
160

Слайд 160: КВАРКОВАЯ МОДЕЛЬ (1964)

Кварки – микроскопические частицы с дробным электрическим зарядом и спином ½; элементарные составляющие всех адронов, баринов и мезонов. В пределах точности современного эксперимента – точечные, бесструктурные образования, менее 10 -16 см. Кварки в свободном состоянии не существуют. В основу модели было положено представление о том, что мезоны образуются из пары кварк–антикварк, а барионы из трех кварков. К варковая модель оказалась весьма плодотворной – они позволила определить квантовые числа многих элементарных частиц.

Изображение слайда
1/1
161

Слайд 161: СВОЙСТВА ФИЗИЧЕСКОГО ВАКУУМА

По определению, вакуум (лат. – пустота) – пространство, в котором отсутствуют реальные частицы и выполняется условие минимума плотности энергии в данном объеме. В квантовой теории поля – вакуум - наинизшее энергетическое состояние. Физический вакуум рассматривается как особый вид вещества, состоящий из виртуальных частиц и ответственный за квантовые и релятивистские свойства всех вещественных тел.

Изображение слайда
1/1
162

Слайд 162

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
163

Слайд 163

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
164

Слайд 164

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
165

Слайд 165

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
166

Слайд 166: ПРИНЦИПИАЛЬНО НОВЫЕ ВЫВОДЫ В ИССЛЕДОВАНИИ МИКРОМИРА

КАЖДАЯ ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЧАСТИЦА ОБЛАДАЕТ КАК КОРПУСКУЛЯРНЫМИ, ТАК И ВОЛНОВЫМИ СВОЙСТВАМИ; ВЕЩЕСТВО МОЖЕТ ПЕРЕХОДИТЬ В ИЗЛУЧЕНИЕ (АНИГИЛЯЦИЯ ЧАСТИЦЫ И АНТИЧАСТИЦЫ ДАЕТ ФОТОН, Т.Е. КВАНТ СВЕТА); МОЖНО ПРЕДСКАЗАТЬ МЕСТО И ИМПУЛЬС ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЧАСТИЦЫ ТОЛЬКО С ОПРЕДЕЛЕННОЙ ВЕРОЯТНОСТЬЮ; ПРИБОР, ИССЛЕДУЮЩИЙ РЕАЛЬНОСТЬ, ВЛИЯЕТ НА НЕЕ; ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ ТОЧНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ВОЗМОЖНО ТОЛЬКО В ПОТОКЕ ЧАСТИЦ, НО НЕ ОДНОЙ ЧАСТИЦЫ. О КОНЦЕПЦИЯХ МИКРОМИРА Перечислим еще раз эти концепции. Это концепция кванта действия как мельчайшей, далее неделимой единицы действия. Это концепция корпускулярно-волнового дуализма, согласно которой микрочастицы обладают волновыми свойствами и математически описываются волновой функцией, позволяющей вычислять вероятности тех или иных значений физических величин, характеризующих микрочастицы. Это концепция дополнительности, говорящая о существовании у микрочастиц дополнительных характеристик, так что одновременно они существовать не могут, хотя в разные моменты времени могут наблюдаться. Это концепция индетерминизма, утверждающая наличие объективной случайности в микромире. Наконец, это зависимость существования определенных значений дополнительных величин от наблюдателя и производимых им измерений.

Изображение слайда
1/1
167

Слайд 167: ПРИНЦИПЫ ПРИЧИННОСТИ И СООТВЕТСТВИЯ (1923)

С остояние механической системы в начальный момент времени с известным законом взаимодействия частиц есть причина, а ее состояние в последующие момент – следствие. С остояние системы микрочастиц, определяемое в квантовой механике, однозначно вытекает из предшествующего состояния, как того требует принцип причинности. Принцип соответствия Н. Бор, 1923): В сякая новая более общая теория, являющаяся развитием классической, не отвергает ее полностью, а включает в себя, указывая границы ее применимости, причем в определенных предельных случаях новая теория переходит в старую.

Изображение слайда
1/1
168

Слайд 168: ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР

КВАНТОВЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ФИЗИКА ВСЕЛЕННОЙ

Изображение слайда
1/1
169

Слайд 169: ПОНЯТИЕ МЕГАМИРА (от греч. – большой )

Мегамир – мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояния в котором измеряются световыми годами, а время существования объектов – миллионами и миллиардами лет. Световой год – единица звездных расстояний; равен пути, который проходит свет за год, т.е. 9,46. 10 12 км. Объекты мегамира – звезды и их объединения (галактики), системы галактик; часто к мегамиру относят и элементы звездных систем – планеты, кометы и др. Основной чертой, определяющей принадлежность объекта к мегамиру, является использование общей теории относительности ( ОТО ) для описания его движения и существования.

Изображение слайда
1/1
170

Слайд 170

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
171

Слайд 171

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
172

Слайд 172: Происхождение Вселенной

Вселенная – место вселения человека, доступное эмпирическому наблюдению. Все знания о Вселенной происходят из наблюдений. Единственным источником информации является свет, пришедший из дальних миров. Вселенную в целом изучает космология – наука о Космосе. Космос (гр.) - порядок, гармония, в противоположность Хаосу – беспорядку.. Космология открывает упорядоченность нашего мира и нацелена на поиск законов его функционирования. Открытие этих законов – цель изучения Вселенной как единого упорядоченного целого.

Изображение слайда
1/1
173

Слайд 173: Выводы космологии называются моделями происхождения и развития Вселенной

Наука формулирует универсальные законы благодаря методологическому правилу, согласно которому управляемые и воспроизводимые эксперименты над объектами приводят к одному результату ; на основе этих экспериментов делают заключение о наличии закона, которым подчиняется функционирование изучаемых объектов. Ко Вселенной это правило остается неприменимым, ибо над объектами мегамира нельзя провести контрольных экспериментов. Можно наблюдать лишь естественный ход событий. Вселенная уникальна. Поэтому все заключения о происхождении и развитии Вселенной являются не законами, а лишь моделями, т.е. возможными вариантами объяснения. Строго говоря, все законы и научные теории являются моделями.

Изображение слайда
1/1
174

Слайд 174: ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ – ТЕОРИЯ ТЯГОТЕНИЯ

Современная физическая теория пространства, времени и тяготения (ОТО) создана А.Эйнштейном в 1916 г. В этой теории А. Эйнштейн расширил принцип относительности и распространил его на неинерциальные системы, используя факт пропорциональности инертной и гравитационной масс, А. Эйнштейн сформулировал принцип эквивалентности : силы инерции в ускоренной системе отсчета эквивалентны гравитационному полю: т.е. m и = m г. Равенство масс означает, что действие тяготения и изменение энергии описывают одно и то же явление. Математическое оформление принципа эквивалентности приведет к искривленному четырехмерному пространству-времени, т.н. пространству-времени Минковского. Т.о. в теории тяготения гравитационное поле является проявлением искривления четырехмерного пространства-времени. Пространство-время искривляют массы, создающие поле тяготения. В поле тяготения все тела будут двигаться по искривленным геодезическим линиям.

Изображение слайда
1/1
175

Слайд 175: ФИЗИЧЕСКИЕ ВЫВОДЫ ОТО

Под действием сил гравитации, в присутствии гравитационных масс происходит искривление окружающего пространства. Ход световых лучей в искривленном гравитацией пространстве не является прямолинейным. С ростом напряженности гравитационного поля течение времени замедляется. Все взаимодействия распространяются в конечной скоростью: изменения гравитационного поля распространяются в вакууме со скоростью света. Уравнения для потенциала гравитационного поля определяют взаимосвязь пространства и времени с характеристиками материи; они нелинейны, значит, не удовлетворяют принципу суперпозиции, что означает гораздо более сложную связь между материей и пространством.

Изображение слайда
1/1
176

Слайд 176: АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ СТО И ОТО ЭЙНШТЕЙНА СЕГОДНЯ

Выявленная важная роль геометрии пространства-времени и ее взаимосвязь с гравитацией, во-первых, имеют фундаментальное значение для физики всех происходящих в окружающем мире процессов, а во-вторых, сама геометрия физического мира является многомерной. В топологии известны примеры построений, свойства которых, с позиций ОТО, смогут, возможно, привести к целому ряду результатов в физике пространственно-временных процессов. В частности, к числу таких перспективных геометрических конструкций относятся т.н. лист Мебиуса и бутылка Клейна, которые, являясь в реальности трехмерными объектами, обладают свойствами односторонней поверхности и одностороннего пространства.

Изображение слайда
1/1
177

Слайд 177

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
178

Слайд 178

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
179

Слайд 179: КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ

Космологическая модель А. Эйнштейна – А. Фридмана. Модель расширяющейся Вселенной. Модель Большого взрыва ( Big Bang). Стандартная модель эволюции Вселенной.

Изображение слайда
1/1
180

Слайд 180: Космологическая модель А. Эйнштейна – А. Фридмана

В 1917 г. А. Эйнштейн предложил первую современную космологическую теорию и показал, что ОТО однозначно объясняет возможность существования статической Вселенной, которая не изменяется со временем. «Бог не для того создал Вселенную, чтобы она изменялась». В 1922 г. А. Фридман на основе уравнений ОТО создал теорию эволюции наблюдаемой Вселенной.В соответствии с этой теорией Вселенная является системой сугубо нестационарной, причем характер ее эволюции может быть поставлен в зависимость от пространственной плотности Вселенной в целом.

Изображение слайда
1/1
181

Слайд 181: Космологическая теория А.Фридмана

А.А. Фридман сумел расчетным путем определить критическое значение пространственной плотности Вселенной ρ кр = 10 -29 г/см 3, которое соответствует состоянию неустойчивого равновесия всей Метагалактики. По Фридману возможны два основных варианта эволюции нестационарной Вселенной: 1) бесконечного расширения ( ρ < ρ кр ) ; 2) пульсирующего расширения и сжатия ( ρ > ρ кр ). Оба возможных варианта эволюции имеют лишь одну общую исходную точку, связанную с начальным моментом развития Вселенной, который впоследствии получил название Большой Взрыв. Отметим заслугу Фридмана в осознании нестационарности глобальных процессов, протекающих в Метагалактике.

Изображение слайда
1/1
182

Слайд 182

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
183

Слайд 183: ЗАКОН ХАББЛА

В 1929 г. американский астроном Э. Хаббл открыл явление пропорционального увеличения скорости V «разбегания» галактик в зависимости от их удаленности L, получивший название закон Хаббла: V = HL, где H – постоянная Хаббла, равная ~ (3–5) 10 -18 с -1. Эффект красного смещения – спектры излучения удаляющихся звездных объектов всегда смещены к инфракрасной области. Эффект Допплера – изменение частоты любых волновых колебаний (световых, звуковых и т.д.) при относительном движении наблюдателя и источника этих волн (1842 г.). Из H можно определить возраст Вселенной ( t ~ 1/ H ), который оценивается в 10–20 миллиардов лет. По данным радиоактивного распада некоторых веществ возраст Земли оценивается в 5 миллиардов лет.

Изображение слайда
1/1
184

Слайд 184

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
185

Слайд 185: Модель расширяющейся Вселенной Экспериментально подтверждена законом Хаббла

Наиболее общепринятой в космологии является модель однородной изотропной нестационарной горячей расширяющейся Вселенной, построенная на основе общей теории относительности и релятивистской теории тяготения. В основе этой модели лежат два предположения: (1) свойства Вселенной одинаковы во всех точках (однородность) и направлениях (изотропность); (2) наилучшим известным описанием гравитационного поля являются уравнения Эйнштейна. Из этого следует так называемая кривизна пространства и связь кривизны с плотностью массы (энергии). Геометрия Вселенной определяется, в частности, кривизной четырехмерного пространства-времени. Нестационарность модели определяется двумя постулатами теории относительности: (1) принципом относительности (в любых системах координат все основные законы физики описываются одинаково) и (2) экспериментально подтвержденным постоянством скорости света.

Изображение слайда
1/1
186

Слайд 186: Модель Большого Взрыва ( Big Bang)

Закон Хаббла позволяет на основе скорости «разбегания» галактик реконструировать ход событий в обратном порядке вплоть до момента Большого Взрыва. Модель Большого взрыва (БВ) была предложена в 1948 г. нашим соотечественником Г.А. Гамовым. В основе теории БВ лежит п редположение Гамова: физическая Вселенная образовалась в результате гигантского взрыва примерно 15–20 миллиардов лет назад, когда все вещество и энергия современной Вселенной были сконцентрированы в одном сгустке с плотностью свыше 10 25 г/см 3 и температурой свыше 10 16 К, в т.н. сингулярной точке. Огромное радиационное давление внутри этого сгустка привело к необычайно быстрому его расширению –Большому Взрыву.

Изображение слайда
1/1
187

Слайд 187: Теория Большого Взрыва Гамова

Начальное состояние Вселенной : первоначальное сингулярн ое, т.е. сверхплотное состояние вещества Вселенной с бесконечн ой кривизн ой пространства и взрывное, замедляющееся со временем расширение при высокой температуре, при которой могла существовать только смесь элементарных частиц (включая фотоны и нейтрино). Гамов предположил, что все элементы Вселенной обрадовались в результате ядерных реакций в первые моменты после БВ. В результате взрыва высвободилось огромное количество энергии и раскаленного до млрд. градусов первовещества, состоящего из различных видов элементарных частиц. Стремительно расширяясь в пространстве и являясь источником мощнейшего электромагнитного излучения, первовещество разбивалось на отдельные потоки, нарушение симметрии распространения которых привело к образованию вихреобразных турбулентностей, что стало основой образования многочисленных звездных галактик. Подтверждением научной концепции Гамова стало открытие в 1965 г. т.н. реликтового излучения фотонов и нейтрино, образовавшихся на ранней стадии расширения Вселенной.

Изображение слайда
1/1
188

Слайд 188: РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Реликтовое излучение (от лат – остаток) – фоновое космическое излучение, спектр которого близок к спектру излучения абсолютно черного тела с температурой около 3 К. Происхождение реликтового излучения связывают с эволюцией Вселенной, которая в прошлом имела очень высокую температуру. Реликтовое излучение, принимаемое из любой точки небесной сферы, представляет собой остаточное свидетельство первичного моря образовавшейся при Большом Взрыве электромагнитной энергии. Авторы открытия Р.и. – лауреаты Нобелевский премии 1978 г. – американские астрофизики А. Пензиас и Р. Вилсон. Лауреаты Нобелевский премии 2006 г. американские физики Д. Смут и Д. Мазер восстановили максимально точную картину рождения Вселенной в результате исследования реликтового излучения, Р.и. - своеобразное «эхо» «Большого взрыва» - рождение Вселенной из сгустка материи, случившееся около 13 млрд. лет назад.

Изображение слайда
1/1
189

Слайд 189

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
190

Слайд 190

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
191

Слайд 191

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
192

Слайд 192: ФИЗИЧЕСКИЙ ВАКУУМ: СВЯЗЬ СВОЙСТВ МИКРОМИРА СО СТРОЕНИЕМ ВСЕЛЕННОЙ

Вакуум, который физика XIX в. считала пустотой, по современным научным представлениям, является своеобразной формой материи, способной при определенных условиях «рождать» вещественные частицы без нарушения законов сохранения материи и движения. Современная квантовая механика допускает (это не противоречит теории), что вакуум может приходить в «возбужденное состояние», вследствие чего в нем может образоваться поле, а из него (что подтверждается современными физическими экспериментами) – вещество. Рождение Вселенной из «ничего» означает с современной научной точки зрения ее самопроизвольное возникновение из физического вакуума, когда в отсутствие частиц происходит случайная флуктуация. Флуктуации представляют собой появление виртуальных частиц, так называемых квантов релятивистских волновых поле й, которые также участвуют во взаимодействиях, как и реальные частицы. Виртуальные частицы возникают в промежуточных состояниях процессов перехода и взаимодействия частиц, но для них не выполняется релятивистское соотношение между энергией и импульсом. Физический вакуум рассматривается как особый вид вещества, состоящий из виртуальных частиц и ответственный за квантовые и релятивистские свойства всех вещественных тел.

Изображение слайда
1/1
193

Слайд 193: КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСТУЛАТЫ

Для различных моделей Вселенной общим является представление о нестационарном изотропном и однородном характере ее моделей, т.н. космологические постулаты: нестационарность, изотропность и однородность отсутствие во Вселенной сил, препятствующих силам тяготения. Пространственно-временные свойства Вселенной с большой точностью описываются одной из трех моделей Фридмана – открытой, замкнутой или плоской. Тип геометрии зависит от средней плотности материи. Если пространство Вселенной имеет положительную кривизну (риманово пространство), то такая Вселенная будет замкнутой, она расширяется до определенного предела, а затем начнет сжиматься. Вселенная с отрицательной кривизной (геометрия Лобачевского) будет открытой, ее судьба – постоянное расширение. Если же Вселенная плоская, т.е. обладает нулевой кривизной и евклидовой геометрией, то она будет также открытой с постоянным расширением. По современным оценкам мы живем в открытой Вселенной, расширяющейся в ускорением, но с заниженной средней плотностью материи.

Изображение слайда
1/1
194

Слайд 194: ВЫВОДЫ О ХАРАКТЕРЕ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ

Существует проблема темной или скрытой материи … Т емную материю могут составлять и элементарные частицы. Поэтому окончательный вывод о характере эволюции Вселенной, открытая она или закрытая, еще не сделан. Независимо от того, рассматриваются ли открытые или замкнутые модели Вселенной, все ученые сходятся на том, что первоначально Вселенная находилась в условиях, которые трудно вообразить на Земле. Эти условия характеризуются наличием высокой температуры и давления в сингулярности, в которой была сосредоточена материя. Такое допущение вполне согласуется с установлением расширения Вселенной, которое могло начаться с некоторого момента, когда она находилась в очень горячем состоянии и постепенно охлаждалась по мере расширения.

Изображение слайда
1/1
195

Слайд 195

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
196

Слайд 196: ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ

В результате эволюции Вселенной возникли все существующие формы материи, включая живые и разумные существа. Оказалось, что универсальные физические константы (это константы гравитационного, электромагнитного, сильного и слабого взаимодействий) имеют значения, обеспечивающие возникновение жизни на нашей планете. Расчеты показывают, что даже незначительные отклонения известных постоянных воспрепятствовали бы появлению тяжелых металлов, галактик и живых существ. Разумеется, речь идет о водно-углеродной форме жизни. Этот факт носит название антропного принципа.

Изображение слайда
1/1
197

Слайд 197: АНТРОПНЫЙ ПРИНЦИП

Антропный принцип впервые в 1958 году был предложен нашим соотечественником Г. Идлисом и затем Б. Картером в 1974 году., но в неявном виде он уже функционировал и раньше в виде антропоморфизма. Этот принцип применяется в слабом и сильном вариантах. Слабый антропный принцип. На свойства Вселенной накладываются ограничения наличием нашей разумной жизни. То, что наблюдают астрономы, зависит от присутствия наблюдателя. Сильный антропный принцип. Свойства Вселенной должны быть такими, чтобы в ней обязательно была жизнь. Согласно этим принципам между фундаментальными свойствами Вселенной и возможностью существования в ней жизни установлены строго определенные отношения. Как мы уже отмечали, фундаментальные свойства мира количественно выражается через фундаментальные постоянные. Таким образом, антропный принцип, по сути, превращает факт появления человека во Вселенной из случайного, незначительного в центральный, приоритетный. Любая физическая теория, которая противоречит существованию человека, очевидно, не верна.

Изображение слайда
1/1
198

Слайд 198: В 2000 г. в ЦЕРНе в Женеве получено новое состояние материи – кварк-глюонная плазма

После БВ, п о мере расширения и охлаждения Вселенной происходили процессы разрушения существовавших раньше симметрий и возникновения на этой основе новых структур (принцип положительной обратной связи). Главный итог современных космологических исследований состоит в том, что они показали, что Вселенная не находится в стационарном состоянии, она непрерывно изменяется вследствие понижения в ней температуры и связанного с этим процесса ее расширения. Именно в результате такого процесса происходит эволюция материи, связанная с появлением все новых и сложных структур.

Изображение слайда
1/1
199

Слайд 199

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
200

Слайд 200

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
201

Слайд 201

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
202

Слайд 202

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
203

Слайд 203

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
204

Слайд 204

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
205

Слайд 205

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
206

Слайд 206

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
207

Слайд 207

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
208

Слайд 208

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
209

Слайд 209

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
210

Слайд 210

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
211

Слайд 211

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
212

Слайд 212

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
213

Слайд 213

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
214

Последний слайд презентации: ФИЗИЧЕСКИЙ ВЗГЛЯД НА МИР: КОНЦЕПЦИИ СТРОЕНИЯ И ЭВОЛЮЦИИ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ И ЗЕМЛИ

Абсолютный возраст планеты Земля оценивается приблизительно в 4,6 – 4,7 млрд. лет В настоящее время можно со всей определенностью утверждать, что планета Земля как часть Солнечной системы и результат сложных процессов планетообразования представляет собой редчайший пример природной сбалансированности огромного количества случайных природных факторов, приведших в результате длительной планетной эволюции к появлению жизни и разума в нашей части Галактики.

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже