Фундаментальные взаимодействия.

Естествознание. Тенденции в развитии естествознания. Темпы развития естествознания. Физические революции. Фундаментальные и прикладные науки (сущность и проблемы).

Естествознание-это совокупность наук о природе. Тенденции в развитии естест.: дифференциация и интеграция наук. Дифференциация-разделение наук (вирусология, микробиология). Интеграция- слияние наук(биофизика.) этапы развития: Аристотель(384 – 322 г. До н.э.) основоположник формальной логики, т.е. учении о доказательствах. Во времена Аристотеля было известно 20 наук. Философия Эпикура (341-270 г. До н.э.)Николай Коперник(1473-1543) творец гелиоцентрической системы мира а так же теории о вращении земли вокруг солнца. Р. Декарт(1596-1650гг) основоположник рационализма. Фундаментальные науки – изучают базисные структуры мира. Прикладные науки – применяют результаты фундаментальных исследований для решения как познавательных, так и социально-практических задач. В недрах прикладной науки рождаются наукоемкие технологии. Фундаментальные науки - позволяют поддерживать высокий уровень прикладных исследований. 5 физических революций: 1)переход от природы в целом к субстанциям 4в до н.э.. разделение агрегатных состояний вещества. 2) 16в. Введение в рассмотрение веществ. Немецкий врач Парацельс прародитель фармакологии. 3) переход к корпускулам (по Ломоносову), элементам (по Лавуазье0) минимальной частицей которых была названа молекула 18 в. 4) 1824г. Переход к атому(Дальтон) 5)переход к «элементарным частицам» 15в модель атома резерфорда(1911) открыты протон, нейтрон, электрон, развитие атомных технологий.

.

Представления о материи, движении, пространстве и времени. Понятие о структурных уровнях организации материи. Мегамир, макромир и микромир.

Материя – это бесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем, субстрат любых свойств, связей, отношений и форм движения. Материя включает в себя не только все непосредственно наблюдаемые объекты и тела природы, но и все те, которые в принципе могут быть познаны в будущем на основе совершенствования средств наблюдения и эксперимента.

Движение материи- любые изменения, происходящие с материальными объектами в результате их взаимодействия. Время- выражает порядок смены физических состоянийи является объективной характеристикой любого процесса или явления. Пространство -выражает порядок сосуществования физических тел. Различают три вида материи- вещество- основной вид материи, обладающий массой; физический вакуум- низшее физическое состояние квантового поля; физическое поле- особый вид материи, обеспечивающий физическое взаимодействие материальных объектов и их систем.

Важнейшее сво-во материи- ее структурная и системная организация, которая выражает упорядоченность существования материи в виде огромного разнообразия материальных объектов, связанных между собой единой системой иерархии. Современная наука выделяет в мире три структурных уровня: Микро, Макро, Мега миры.

Микромир – это молекулы, атомы, элементарные частицы — мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная разномерность которых исчисляется от 10-8 до 10-16 см, а время жизни — от бесконечности до 10-24 с.

Макромир — мир устойчивых форм и соразмерных человеку величин, а также кристаллические комплексы молекул, организмы, сообщества организмов; мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах и километрах, а время — в секундах, минутах, часах, годах.

Мегамир — это планеты, звездные комплексы, галактики, метагалактики – мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световыми годами, а время существования космических объектов — миллионами и миллиардами лет.

Фундаментальные взаимодействия.

Концепция дальнодействия – взаимодействие материальных объектов, находящихся даже на большом расстоянии друг от друга передается через пустое пространство мгновенно. Концепция близкодействия – взаимодействие передается по средствам физических полей с конечной скоростью, не превышающей скорости света.

Современные экспериментальные данные свидетельствуют, что существует только четыре качественно различных вида взаимодействий, в которых участвуют элементарные частицы. Эти взаимодействия называются фундаментальными, то есть самыми основными, исходными, первичными. По мере увеличения интенсивности фундаментальные взаимодействия располагаются в следующем порядке: гравитационное, слабое, электромагнитное и сильное. Каждое из этих взаимодействий характеризуется соответствующим параметром, называемым константой связи, численное значение которого определяет интенсивность взаимодействия. Гравитационное взаимодействие характерно для всех материальных объектов вне зависимости от их природы. Оно заключается во взаимном притяжении тел и определяется фундаментальным законом всемирного тяготения. Гравитационным взаимодействием определяется падение тел в поле сил тяготения Земли. Законом всемирного тяготения описывается движение планет Солнечной системы, а также других макрообъектов. Предполагается, что гравитационное взаимодействие обусловливается некими элементарными частицами - гравитонами, существование которых к настоящему времени экспериментально не подтверждено. Электромагнитное взаимодействие обуславливается электрическими зарядами и передается электрическим и магнитным полями. Электрическое поле возникает при наличии электрических зарядов, а магнитное поле - при их движении. В природе существуют как положительные, так и отрицательные заряды, что и определяет характер электромагнитного взаимодействия. Например, при движении зарядов в зависимости от их знака и направления движения между ними возникает либо притяжение, либо отталкивание. Электромагнитное взаимодействие описывается фундаментальными законами электростатики и электродинамики: законом Кулона, законом Ампера и др. Наконец, слабое взаимодействие описывает некоторые виды ядерных процессов. В нем участвуют все элементарные частицы, кроме фотона. Оно короткодействующее и характеризует все виды бета-превращений. Сильное взаимодействие обеспечивает связь нуклонов в ядре, отвечает за стабильность атомных ядер.