Естественнонаучная картина мира Раздел III Фундаментальные понятия и

Естественнонаучная картина мира Раздел III. Фундаментальные понятия и принципы естествознания План лекции 3: 1. Представления о материи и ее свойствах. 2. Современные концепции физической картины мира. 3. Пространство и время.

Механистическая физическая картина мира Электромагнитная физическая картина мира Квантово-полевая физическая картина мира

1. Представления о материи и ее свойствах • В основе объяснения явлений природы с точки зрения физики лежат фундаментальные понятия и принципы. К наиболее общим, фундаментальным понятиям физического описания относятся МАТЕРИЯ, ДВИЖЕНИЕ, ФИЗИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ, ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫЕ СВЯЗИ

Механистическая картина мира • Возникло на основе классической механики, обобщении законов движения свободно падающих тел и движения планет, а также создания количественного анализа механического движения в целом.

• Основу механистической картины мира составляет идея атомизма, т. е. все тела состоят из атомов и молекул, находящихся в непрерывном тепловом движении. • Взаимодействие тел: контактное и бесконтактное. • Все пространство заполняет всепроникающий эфир – среда, в которой распространяется свет.

Электромагнитная картина мира (континуальная) На смену механической модели эфира пришла электромагнитная модель: электрическое, магнитное и электромагнитные поля трактовались как разные «состояния» эфира. Затем, необходимость в эфире отпала и пришло понимание того, что электромагнитное поле само есть определенный вид материи и для его распространения не требуется какаялибо особая среда-эфир.

Основные черты электромагнитной картины мира • Материя существует в двух видах – веществе и поле. • Известны два вида поля – электромагнитное и гравитационное. Они непрерывно распределяются в пространстве. • Электромагнитное взаимодействие объясняет не только электрические и магнитные явления, но и оптические, химические, тепловые.

Кризис физики и «новейшая революция в естествознании» Конец XIX в. начало XXв. Кирхгоф: «А разве осталось еще что-нибудь открывать? » НО!! И. Бальмер – серии спектральных линий водорода; Г. Герц – фотоэффект; В. Рентген – рентгеновское излучение; А. Беккерель – радиоактивность; Дж. Томсон – открытие электрона и др. Идеи дискретности, взаимопревращения химических элементов. Кризис физики

Рождение диалектического взгляда • Предметы и явления находятся в движении, во взаимосвязи и развитии. • Материи присуще качественное превращение одних предметов в другие, уничтожение отжившего, устаревшего и утверждение , укрепление нового. Диалектика признает самодвижение, саморазвитие природы и общества.

Диалектика • Материя не исчезла, а исчез тот предел, до которого мы знали материю. • Все грани в природе подвижны, условны, относительны и выражают разные степени приближения нашего ума к познанию материи.

Развитие представлений о материи

Развитие представлений о материи

Элементарные частицы • Основными характеристиками элементарных частиц являются масса, заряд, среднее время жизни, спин и квантовые числа.

Элементарные частицы Фотон – не имеет массы покоя. Остальные частицы по этому признаку делятся на: лептоны — легкие частицы (электрон и нейтрино); мезоны — средние частицы с массой в пределах от одной до тысячи масс электрона; барионы — тяжелые частицы, чья масса превышает тысячу масс электрона и в состав которых входят протоны, нейтроны, гипероны и многие резонансы

Элементарные частицы Электрический заряд является другой важнейшей характеристикой элементарных частиц. Все известные частицы обладают положительным, отрицательным либо нулевым зарядом. Каждой частице, кроме фотона и двух мезонов, соответствуют античастицы с противоположным зарядом. В 1967 г. американский физик М. Гелл. Манн высказал гипотезу о существовании кварков — частиц с дробным электрическим зарядом.

• По времени жизни частицы делятся на стабильные и нестабильные. Стабильных частиц пять: фотон, две разновидности нейтрино, электрон и протон. Именно стабильные частицы играют важнейшую роль в структуре макротел. Все остальные частицы нестабильны, они существуют около 10 -10 — 10 -24, после чего распадаются.

Элементарные частицы • «Спин» -собственный момент количества движения микрочастицы. • «квантовые числа» , выражающим состояние элементарных частиц. • Все элементарные частицы делятся на два класса: фермионы (кварки и лептоны) и бозоны (кванты полей - фотоны, векторные бозоны, глюоны, гравитино и гравитоны)

Развитие представлений о движении

Развитие представлений о движении

Развитие представлений о взаимодействии

Развитие представлений о взаимодействии

Фундаментальные взаимодействия