конспект лекций ксе. Тема 1. Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира
 Скачать 108.51 Kb.
|
6 Развитие представлений о взаимодействииВ Античной натурфилософии взаимодействия рассматривались как одностороннее воздействие движущего на движущее (первоначальная концепция близкодействия). Взаимодействие в физике ─ это воздействие тел или частиц друг на друга, приводящее к изменению состояния их движения В механистической картине мира открывается первое фундаментальное взаимодействие (закон всемирного тяготения). В классической механике (в механической картине мира XVIII – XIX века) взаимное действие тел друг на друга характеризуется силой. В основе представлений о взаимодействии, в этой теории, лежат два закона: а) III закон Ньютона (объясняющий взаимодействие двух тел): силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, равны по величине и противоположно направлены. б) закон всемирного тяготения: два материальных тела, разделенные пространством, притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними и направленной вдоль прямой, соединяющей их. Принцип суперпозиции ─ результат воздействия на частицу нескольких внешних сил (полей) есть сумма результатов воздействия каждой из сил (каждого из полей). Концепция дальнодействия:─ взаимодействие материальных тел не требует материального посредника (может передаваться через пустоту); взаимодействие передается мгновенно. Закон всемирного тяготения является примером дальнодействия (непосредственного взаимодействия тел на расстоянии). Классическая электродинамика (XIX век) (электродинамика Максвелла) – это классическая теория электромагнитного взаимодействия. В электродинамике передача взаимодействия осуществляется материальным посредником – электромагнитным полем (в частном случае – электрическим или магнитным полем). Электрическое поле возникает при наличии электрических зарядов, а магнитное – при их движении, т.е. движущиеся заряды создают в пространстве электромагнитное поле. Полевой механизм передачи взаимодействия заключается в том, что если заряд создает соответствующее поле, то именно оно и действует на другие заряды; Колеблющиеся электрические заряды порождают электромагнитные волны, в которых происходит периодическая «перекачка» электрического поля в магнитное и обратно. В электродинамике утвердилась концепция близкодействия: а) каждое действие на расстоянии должно происходить через материальных посредников; б) скорость передачи воздействия ограничена. В современной научной картине мира устанавливается 4 фундаментальных взаимодействия: 1) гравитационное, 2) электромагнитное, 3) сильное, 4) слабое. В современной картине мира (XX век) формулируется: а) представление о квантово-полевом механизме передачи взаимодействий; б) взаимодействие осуществляется посредником – квантами полей; в) передача взаимодействия основывается на концепции близкодействия. В классической механики взаимные действия объектов описывались на языке сил. В полевой физике классическая механика оказывается одним из частных случаев. В полевой физике частные случаи связаны с условиями, когда массы всех тел определяются исключительно глобальным полем в малой области космоса и поэтому являются строго постоянными. Под глобальным полем понимается совокупное гравитационное поле всех объектов во Вселенной. Для Земли и Солнечной системы основной составляющей глобального поля является гравитационное поле нашей Галактики и, прежде всего, ее центральной части (ядра). При обменном взаимодействии, объекты действуют друг на друга, испуская и поглощая виртуальные частицы. Виртуальными частицами называются такие частицы, которые невозможно экспериментально обнаружить в ходе обменного процесса. Фундаментальные взаимодействия — качественно различающиеся типы взаимодействия элементарных частиц. Элементарная частица — собирательный термин, относящийся к микрообъектам в субъядерном масштабе, которые невозможно расщепить на составные части и составленных из них тел В современной научной картине мира устанавливается 4 фундаментальных взаимодействия: гравитационное, электромагнитное, 3 сильное, 4 слабое. Гравитационное взаимодействие ─ это взаимодействие носит универсальный характер, в нем участвуют все виды материи, все объекты природы, все элементарные частицы! Гравитация определяет движение планет в звездных системах, играет важную роль в процессах, протекающих в звездах, управляет эволюцией Вселенной, в земных условиях проявляет себя как сила взаимного притяжения. В структуре материального мира преобладают следующие фундаментальные взаимодействия с объектами: На уровне микромира (сильное, слабое, электромагнитное); На уровне макромира (электромагнитное); На уровне мегамира (гравитационное) Стабильность объектов, обеспечиваемая конкретным видом взаимодействия: электромагнитное (атом, молекула, вещества); гравитационное (планеты, системы, галактики) ; сильное (ядра атомов) |