🗊Презентация Фундаментальные понятия и основополагающие принципы естествознания. Классификация элементарных частиц и их свойства

Тема: Фундаментальные понятия и основополагающие принципы естествознания. Классификация элементарных частиц и их свойства.

Материя – есть основа всего множества существующих в мире объектов и систем, их свойств, связей, форм, через нее проявляется родство всего сущего

Твердые тела – те, которые сохраняют постоянную форму и объем. Они могут быть по структуре: аморфные кристаллические В зависимости от внутренней специфики: хрупкие пластичные По электрическим свойствам твердые тела: металлы полупроводники диэлектрики

Жидкости – тела, имеющие определенный объем, но не имеющие постоянной формы. Газы – агрегатное состояние вещества, в котором его частицы не связаны или слабо связаны между собой, в результате чего движутся свободно и занимают весь предоставленный им объем. Сегодня выделяют еще одно особое состояние материи – физический вакуум некая праматерия, в которой вещество и поле составляют единство, из которой рождаются как частицы, так и поля

Микромир. Мир микрообъектов. Мир предельно малых масштабов Микромир. Мир микрообъектов. Мир предельно малых масштабов Пространственные характеристики исчисляются от 10-8 до 10-16 см. Время измеряется от бесконечности 10-24 с. Макромир. Мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами жизни на Земле Пространство измеряется в миллиметрах, сантиметрах и километрах Время измеряется в секундах, минутах, часах, годах Мегамир. Мир больших космических масштабов и скоростей Пространство измеряется в астрономических единицах, световых годах и парсеках Время измеряется в миллионах и миллиардах лет

Фундаментальные принципы естествознания Принцип системности (А.Богданов, Пригожин) Любой предмет или объект является системой – упорядоченным множеством взаимосвязанных элементов, которые проявляют себя как целостность по отношению к другим объектам или внешним условиям. Принцип направленности процессов Мироздание является изменяющейся во времени суперсистемой. Все изменения в ней происходят за счет внутренних сил. А раз так, значит Мироздание является самоорганизующейся системой. Все его подсистемы взаимодействуют между собой. Их изменения вызваны не только внутренними, но и внешними причинами, подсистемы являются открытыми и функционируют в едином ритме. Принцип периодичности Системы разной природы могут приходить в определенные состояния с определенной периодичностью (циклы).

Принцип симметрии Под симметрией (соразмерность) понимают однородность, гармонию, пропорциональность каких-либо объектов. 1. зеркальная симметрия – любое тело, которое можно разделить на 2 половинки (человеческое тело, архитектурные сооружения) 2 поворотная симметрия- порот тела на некотрый угол вокруг оси ( в танцах) 3. радиальная симметрия – объект, поворачиваясь вокруг оси, переходит сам в себя 4. трансляция - перенос фигуры на какое-либо расстояние (рисунок на обоях, паркете) 5. винтовая симметрия – перенос тела на некоторое расстоянии в сочетании с его поворотом (листья на растении, винтовые лестницы) 6. симметрия подобия – увеличение или уменьшение расстояния между частями фигуры (в матрешке) Принцип дополнительности (Н.Бор, 1927г.) Поведение элементарных частиц двойственно – корпускулярно-волновой дуализм: ведут себя и как частицы, и как волна. С помощью наших макроскопических органов чувств адекватно воспринимать микропроцессы невозможно и описывать их с помощью макроскопических понятий невозможно. Чтобы компенсировать неадекватность нашего восприятия, нам приходится применять 2 дополняющих друг друга понятия – частицы и волны.

Принцип неопределенности Является частным случаем принципа дополнительности. Говоря о частице, мы представляем себе комочек вещества, находящийся в данный момент в определенной точке пространства, обладающий определенной энергией и движущийся со строго определенной скоростью. Однако, связывая частицу с волной, мы представляем неограниченную синусоиду, простирающуюся во всем пространстве. Утверждение, что электрон приближенно может рассматриваться как материальная точка означает, что его координаты, импульс и энергия могут быть заданы лишь приблизительно. Принцип суперпозиции (наложения) – это допущение, согласно которому результирующий эффект представляет собой сумму эффектов, вызываемых каждым действующим эффектом в отдельности. Принцип соответствия (Н.Бор, 1923г.) Никакая новая теория не может быть справедливой, если она не содержит в качество предельного случая старую теорию, относящуюся к тем же явлениям, поскольку старая теория уже оправдала себя в этой области.

Элементарные частицы частицы, которые не являются атомами или атомными ядрами. Общие характеристики ЭЧ: Масса в покое - Лептоны – легкие частицы - Мезоны – средние частицы с массой от 1 до 1000 электронных масс. - Барионы – тяжелые частицы с массой более 1000 электронных масс. - Фотоны – имеют нулевую массу покоя и движутся со скоростью света Массы большинства ЭЧ имеют порядок величины массы протона, равной 1,7х10-24 Электрический заряд. +; -; 0; и кварки (+/-) - частицы с дробным зарядом. Основной единицей электрического заряда в микромире является заряд электрона, равный 1,6х10-19 кулон. Время жизни. - Стабильные частицы: электрон (t> 5х1021лет), протон (t> 5х1031лет), фотон и нейтрино; - Квазистабильные: распадаются при слабом электромагнитном взаимодействии, ср.время жизни (t> 5х10-20с.), нейтрон (t> 15,3 мин.); - Резонансы, нестабильные, неустойчивые короткоживущие (10-22 -10-24) распадающиеся за счет сильного взаимодействия.

Элементарные частицы (продолжение) частицы, которые не являются атомами или атомными ядрами. Общие характеристики ЭЧ: Спин – (англ. вращение) собственный момент импульса микрочастицы, имеющий квантовую природу; квантовая величина, отражающая вращение электрона вокруг своей оси (обозначается буквой s и может иметь только два значения +1/2, -1/2). Спины бывают целые (0,1,2) и дробные. - Фермионы, имеют полуцелый спин, это множество частиц – электрон, протон, нейтрон. - Бозоны, имеют целый спин, а фундаментальные взаимодействия имеют свой вид бозона: гравитационное – гравитон; электромагнитное – фотон; ядерное – глюон; слабое – тяжелый бозон.

Взаимодействие – развертывающийся во времени и в пространстве процесс воздействия одних объектов на другие путем обмена материей и движением. 1. Гравитационное 2. Слабое 3. Электромагнитное 4. Сильное взаимодействие