Тема 3 Материя и её свойства Содержание 1

Тема 3: Материя и её свойства Содержание: 1. Понятие, свойства, виды, уровни материи. 2. Классификация. 3. Фундаментальные взаимодействия. 4. Тепловое излучение. 5. Опыт Резерфорда. Модель атома Резерфорда.

1. 1 Понятие и свойства материи. Материя – бесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем, совокупность их свойств и связей, отношений и форм движения. Включает в себя наблюдаемые объекты и тела природы, а также все те, которые не даны человеку в его ощущениях. Свойство материи – движение. Виды движения материи: механическое, колебательное и волновое, тепловое движение атомов и молекул, равновесные и неравновесные процессы, радиоактивный распад, химические и ядерные реакции, развитие живых организмов и биосферы.

1. 2 Виды материи Вещество – основной вид материи, обладающий массой покоя (элементарные частицы, атомы, молекулы и многочисленные образованны из них материальные объекты). Физическое поле – особый вид материи, обеспечивающий физическое взаимодействие материальных объектов и их систем (электромагнитное и гравитационные поля, поля ядерных сил, волновые поля). Источником физических полей являются частицы. Физический вакуум – это низшее энергетическое состояние квантового поля.

1. 3 Уровни материи Микромир – то область предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых материальных микрообъектов (размер от 10 -8 до 10 -16 см; время жизни от бесконечности до 10 -24 с). Это мир от атомов до элементарных частиц. Макромир – мир материальных объектов, соизмеримых по своим масштабам с человеком (размер от мм до км; время от секунд до лет). Макромолекулы, вещества в различных агрегатных состояниях, живые организмы, человек и продукты его деятельности. Мегамир – сфера огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в которой измеряется астрономическими единицами (1 а. е. = 8, 3 световых минуты), световыми годами (1 световой год = 10 млн. км) и парсеками (1 пк = 30 трлн. км), а время существования космических объектов – миллионами и миллиардами лет. К этому уровню относятся планеты и их системы, звезды, галактики и их скопления.

2. Классификация элементарных частиц Составные э. ч. : протон, нейтрон. Несоставные э. ч. : электрон, нейтрино, фотон. • В зависимости от массы покоя частицы выделяют: - фотоны – частицы, которые не имеют массы покоя и движутся со скоростью света; - лептоны – легкие частицы (электроны и нейтроны); - мезоны – средние частицы с массой от 1 до 1000 масс электрона (пи-мезон, ка-мезон и др. ); - барионы – тяжелые частицы с массой > 1000 масс электрона (протоны, нейтроны и др. )

2. Классификация элементарных частиц • В зависимости от электрического заряда выделяют: - частицы с отрицательным зарядом (электроны); - частицы с положительным зарядом (протон, позитроны); - частицы с нулевым зарядом (нейтрино); - частицы с дробным зарядом (кварки).

2. Классификация элементарных частиц • С учетом типа фундаментального взаимодействия, в котором участвуют частицы, выделяют: Адроны – участвующие в электромагнитном, сильном и слабом, взаимодействии. Лептоны – участвуют только в э/м и слабом взаимодействии. Частицы – переносчики взаимодействия. - фотоны – переносчики э/м взаимодействия; - гравитоны – переносчики гравитационного взаимодействия; - глюоны – переносчики сильного взаимодействия; - векторные бозоны – переносчики слабого воздействия.

2. Классификация элементарных частиц • - По времени жизни делятся: стабильные; квазистабильные; нестабильные.

3. Фундаментальные взаимодействия Взаимодействие – основная причина движения материи. • Гравитационное взаимодействие; • Электромагнитное взаимодействие; • Сильное взаимодействие; • Слабое взаимодействие.

4. Тепловые излучения 1900 г. – Планк изложил свою гипотезу квантовой природы теплового излучения и новую формулу излучения. Он установил, что тепловое излучение (э/м волна) спускается не сплошным потоком, а порциями (квантами). Энергия каждого кванта: E = h ∙ v h – постоянная Планка = 6, 62 ∙ 10 -34 Дж ∙ с В 1905 г. А. Эйнштейн разработал теорию фотоэффекта (Нобелевская премия 1922 г. ) Свет обладает и волновыми, и корпускулярными свойствами. Он излучается, распространяется и поглощается квантами (порциями). Квант света – фотон.

5. Опыт Резерфорда. Модель атома Резерфорда В 1911 г. Резерфорд предложи ядерную модель атома (или планетарную). Ядро “+” заряженное, в котором сосредоточена преобладающая часть массы атома. Вокруг ядра вращаются “-” заряженные электроны. Атом в целом электронейтрален. d атома – 10 -8 см d ядра – 10 -13 – 10 -12 см