26 Законы сохранения импульса,момента импульсаи энергии

Зако́н сохране́ния и́мпульса (Зако́н сохране́ния количества движения) утверждает, что векторная сумма импульсов всех тел (или частиц) системы есть величина постоянная, если векторная сумма внешних сил, действующих на систему, равна нулю.

В классической механике закон сохранения импульса обычно выводится как следствие законов Ньютона. Из законов Ньютона можно показать, что при движении в пустом пространстве импульс сохраняется во времени, а при наличии взаимодействия скорость его изменения определяется суммой приложенных сил.

Как и любой из фундаментальных законов сохранения, закон сохранения импульса связан, согласно теореме Нётер, с одной из фундаментальных симметрий, — однородность пространства

27 Микро-, макро-, мегамиры

В современном естествознании имеют дело с чрезвычайно большой совокупностью

сильно различающихся по своему масштабу и по уровню сложности объектов. Взяв за 21

ориентир пространственно-временной масштаб, привычный для человека, всю

совокупность объектов можно условно представить тремя областями.

Микромир:

- это мир предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых объектов

- пространственная размерность объектов в микромире исчисляется от 10-16

см до 10-6

см

- микромир целиком стал областью интересов квантовой физики

- основные структуры микромира: элементарные частицы; атомные ядра; атомы;

молекулы; биологические системы (нуклеиновые кислоты, белки, вирусы, бактерии,

клетки)

Макромир:

- это мир, непосредственно окружающих человека, объектов

- пространственная размерность объектов в макромире исчисляется от 10-5

см до 104

км

- основные структуры макромира: газообразные, жидкие и твердые тела; биологические

системы (организмы, биогеоценозы, биосфера) и т.д.

- изучение объектов микромира проведено в основном в рамках классического

естествознания

Мегамир:

- основные структуры мегамира: планеты; планетные системы (например, Солнечная

система); звезды; галактики; скопление галактик; Метагалактика; Вселенная

- изучение объектов мегамира осуществляется астрономией, астрофизикой и космологией

- пространственная размерность объектов в мегамире простирается от 104

км до 1023

км

- в мегамире существенными являются гравитационные взаимодействия больших масс,

масс космического масштаба

28 Структуры микромира и процессы в макромире4

Структуры микромира

Ранее элементарными частицами называли частицы, входящие в состав атома и

неразложимые на более элементарные составляющие, а именно электроны и ядра.

Позднее было установлено, что ядра состоят из более простых частиц – нуклонов

(протонов и нейтронов), которые в свою очередь состоят из других частиц. Поэтому

элементарными частицами стали считать мельчайшие частицы материи,

исключая атомы и их ядра.

На сегодняшний день открыты сотни элементарных частиц, что требует их

классификации.

Классификация элементарных частиц по временам жизни:

- стабильные: частицы, время жизни которых очень велико (в пределе стремится к

бесконечности). К ним относятся электроны, протоны, нейтрино. Внутри ядер

стабильны также нейтроны, но они нестабильны вне ядра

- нестабильные (квазистабильные): элементарные частицы – это такие частицы, которые

распадаются за счет электромагнитного и слабого взаимодействий, и время жизни

которых больше 10-20

сек. К таким частицам относится свободный нейтрон (т.е. нейтрон

вне ядра атома)

- резонансы (нестабильные, краткоживущие). К резонансам относятся элементарные

частицы, распадающиеся за счет сильного взаимодействия. Время жизни для них меньше

10-20

сек.

Классификация частиц по участию во взаимодействиях:

- лептоны: к их числу относятся электроны и нейтрино. Все они не участвуют в

водовороте внутриядерных взаимодействий, т.е. не подвержены сильному 23

взаимодействию. Они участвуют в слабом взаимодействии, а имеющие электрический

заряд участвуют и в электромагнитном взаимодействии

- адроны: частицы, существующие внутри атомного ядра и участвующие в сильном

взаимодействии. Самые известные из них это протон и нейтрон.

Макромир и микромир - две специфические области объективной реальности, различающиеся уровнем структурной организации материи. Сфера макроявления - это обычный мир, в котором живет и действует человек (планеты, земные тела, кристаллы, большие молекулы и др.). Качественно иную область представляет микромир (атомы, ядра, элементарные частицы и др.), где размеры объектов меньше миллиардных долей сантиметра, а временные промежутки порядка миллиардных долей секунды, т. е. непосредственно недоступны наблюдению. Каждый из этих миров характеризуется своеобразием строения материи, пространственно-временных и причинных отношений, закономерностей движения.

Так, в макромире материальные объекты имеют резко выраженную прерывную, корпускулярную или непрерывную, волновую природу и их движение подчиняется динамическим законам классической механики. Для явлений микромира, напротив, характерна тесная связь корпускулярных и волновых свойств, которая находит свое выражение в статистических законах квантовой механики. Своеобразная граница раздела макро- и микромира была установлена в связи с открытием теории, названной постоянной Планка. Существенным аспектом этой новой константы явилась «конечность взаимодействия», означавшая, что любые взаимодействия между объектами в микромире (в т. ч. между прибором и микрочастицей) не могут быть меньше значения кванта действия. Специфика макро- и микромира находит свое отражение в познании, приводит к ограничению сферы применимости старых физических теорий и возникновению новых (теория относительности, квантовая механика, физика элементарных частиц). Современные «физические идеалисты», абсолютизируя различие макро- и микромира, особенности их познания, приходят к отрицанию объективности и познаваемости микромира. В действительности же наука показывает тесную связь между макро- и микромиром и обнаруживает, в частности, возможности появления макроскопических объектов при столкновении микрочастиц высокой энергии. Проникновение физики в мир атома, а затем атомного ядра и элементарных частиц явилось блестящим подтверждением и обогащением принципов диалектического материализма.

Основное содержание проблем детерминизма и причинности — это соотношение динамических и статистических закономерностей.