конспект лекций ксе. Тема 1. Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира

• Название: Тема 1. Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира
• Анкор: конспект лекций ксе
• Дата: 08.10.2019
• Размер: 108.51 Kb.
• Имя файла: Konspekt_lektsiy_KSE_Nalogi_i_nalogooblozhenie.docx
• Тип: Документы; #89078
• страница: 8 из 17

3 Структура микромира

Ядра атомов состоят из более простых частиц – нуклонов (протонов и нейтронов), которые в свою очередь состоят из других частиц.

В настоящее время элементарными частицами считают мельчайшие частицы материи, исключаяатомы и их ядра. Классификация элементарных частиц по временам жизни: стабильные, нестабильные, резонансы.

Стабильные частицы – это частицы, время жизни которых стремится к бесконечности.

К стабильным частицам относятся электроны, протоны, нейтрино, а внутри ядер стабильны также нейтроны, но они нестабильны вне ядра;

К нестабильным (квазистабильные) относятся элементарные частицы, которые распадаются за счет электромагнитного и слабого взаимодействий, и время жизни которых больше 10^-20 сек.

К нестабильным частицам относится свободный нейтрон (т.е.

нейтрон вне ядра атома)

Резонансные частицы – это нестабильные, краткоживущие

К резонансам относятся элементарные частицы, распадающиеся за счет сильного взаимодействия и время жизни для них меньше 10^-20 сек.

Классификация частиц по участию во взаимодействиях: лептоны, адроны.

Лептоны участвуют в слабом взаимодействии, а имеющие

электрический заряд участвуют и в электромагнитном взаимодействии

Адроны частицы, существующие внутри атомного ядра и участвующие в сильном взаимодействии, а самые известные из них это протон и нейтрон.

У самых известных адронов, протонов и нейтрино имеются сотни родственников, которые во множестве рождаются и тут же распадаются в процессе различных ядерных реакций. За исключением протона, все они нестабильны, и их можно классифицировать по составу частиц, на которые они распадаются:

Если среди конечных продуктов распада частиц имеется протон, то его называют барион.

Если протона среди продуктов распада нет, то частица называется мезон.

Согласно кварковой модели, все адроны состоят из еще более элементарных частиц – кварков.

Барионы (в частности протон) состоят из трех кварков, а мезоны – из пары кварк – антикварк.

Почти каждой элементарной частице соответствует своя античастица.

Античастица – элементарная частица, имеет те же значения массы и других физических характеристик частицы, которой она соответствует, но отличающаяся от нее знаками электрического заряда, магнитного момента и др.

При взаимодействии частицы с парной ей античастицей, происходит их взаимная аннигиляция

Аннигиляция – это уничтожение когда обе частицы прекращают свое существование, а их масса преобразуется в энергию, которая рассеивается в пространстве в виде вспышки фотонов и прочих сверхлегких частиц.

Закон сохранения электрического заряда: при всех превращениях, в которых участвуют элементарные частицы, суммарный электрический заряд этих частиц остается неизменным

Закон сохранения энергии: суммарная энергия всех частиц до взаимодействия и после остается неизменной.

Фундаментальные частицы кварки и лептоны являются своего рода строительным материалом атомного ядра – кирпичиками, из которых сложена Вселенная.

Гравитоны, фотоны, векторные бозоны, глюоны – носители сил, удерживающих частицы вместе - это своего рода «цемент», которым скреплена Вселенная.

4 Процессы в микромире

В микромире все процессы принципиально отличаются от процессов, происходящих в нашем привычном макромире, который изучается классической механикой.

Квантовый мир это мир "невидимка", а Макромир - мир реальных вещей и объектов.

Радиоактивность - самопроизвольное превращение атомов одного элемента в атомы других элементов, сопровождающееся испусканием частиц и жесткого электромагнитного излучения.

Естественные радиоактивные элементы испускают три вида излучений: альфа, бета и гамма.

В воздухе при атмосферном давлении альфа-излучение преодолевает лишь небольшое расстояние, как правило, от 2,5 до 7,5 см.

Бета-излучение обладает большей проникающей способностью, чем альфа-излучение.

Гамма-излучение проникает в вещество гораздо глубже, чем альфа- и бета-излучения.

Большинство атомных ядер нестабильно и поэтому рано или поздно они самопроизвольно распадаются на более мелкие ядра и элементарные частицы.

У всех нам хорошо знакомых химических веществ (железо, кислород, кальций и т. п.) имеется хотя бы один стабильный изотоп.

Изотопом называются разновидности химического элемента с одним и тем же числом протонов в ядре но с разным числом нейтронов.

Распад ядер радиоактивных элементов или изотопов может происходить тремя основными путями: альфа-распад, бета-распад и гамма-распад.

При альфа-распаде выделяется атом гелия, состоящий из двух протонов и двух нейтронов, — его принято называть альфа-частицей.

При бета-распаде ядро испускает электрон, а элемент продвигается на одну позицию вперед по периодической таблице.

Гамма-распад — этораспад ядер с излучением фотонов высоких энергий, которые принято называть гамма-лучами. При этом ядро теряет энергию, но химический элемент не видоизменяется.

Установлено, что радиоактивны все химические элементы с порядковым номером, большим 82 (то есть, начиная с висмута), и некоторые более лѐгкие элементы.

При делении ядра урана-235, которое вызвано столкновением с нейтроном, освобождается 2 или 3 нейтрона и при благоприятных условиях эти нейтроны могут попасть в другие ядра урана и вызвать их деление – цепная реакция.

Цепная реакция в уране с повышенным содержанием урана-235 может развиваться только тогда, когда масса урана превосходит так называемую критическую массу.

Для чистого урана-235 критическая масса составляет около 50 кг.

Критическую массу урана можно во много раз уменьшить, если использовать так называемые замедлители нейтронов.

Термоядерная реакция — это реакция синтеза легких ядер в более тяжелые.

В настоящее время контролируемая термоядерная реакция осуществляется путем синтеза дейтерия Н₂ и трития Н₃.

Квантовая физика − раздел физики, изучающий явления, свойственные микромиру, т.е. объектам, имеющим размеры 10^-10 м. и меньше.

Объекты микромира имеют одновременно как волновую, так и корпускулярную природу.

Уникальной естественной самоорганизующейся системой является сам человек.

Природа человека построила так, что современная классическая или т.н. традиционная медицина во многих случаях не в состоянии избавить человека от многих недугов.

Депрессия может вызвать подавление иммунной системы человека, а любовь может ее укрепить.

Несчастье и отчаяние повышают опасность инфаркта и рака, сокращая таким образом жизнь. Это означает, что нельзя, например, отделить биологию от психологии или любую другую сферу деятельности от вселенских квантовых процессов.

Память о неприятностях, являющаяся всего лишь пучком мыслей, вызывает те же разрушительные гормоны, что и само неприятное воздействие.

Разум влияет на каждую клетку организма, процесс старения не постоянен и его можно изменить, ускорить, замедлить, прекратить на время и даже вернуть вспять.