Закон сохранения импульса
жүктеу/скачать 0.49 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Первый закон
- Второй закон Ньютона
- Третий закон Ньютона
- Момент инерции
- Основные положения классического естествознания
- Законы фотоэффекта
. Много лет исследовалось световое излучение нагретых тел и газов. Излучение пропускалось через призму. Разложение в спектр излучения раскаленных твердых тел давало картину непрерывного спектра. Излучение нагретых газов состояло из отдельных линий. Оказалось, что линейчатые спектры атомов газов имеют строго индивидуальную структуру. К концу девятнадцатого века в области спектроскопии накопилось много экспериментальных данных. В 1885-м г. Бальмер установил формулу, позволяющую вычислять частоты в видимой части спектра излучения атомов водорода:  здесь: R- постоянная Ридберга, она равна  Гц, целое число, равное двум  , целое число, которое может принимать значения, начиная с трех и выше, т.е.  Эта формула соответствовала экспериментальным данным. Бальмер говорил, что водород имеет много спектральных линий в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. Например, при  должны были получиться частоты для инфракрасной части спектра излучения водорода. Через двадцать лет предсказания Бальмера подтвердились: Тот факт, что при изменении значений целых чисел получались различные частоты в спектре атомов водорода, должен был навести на мысль о дискретности внутренней энергии атомов. (далее не обяз-но): В Англии Дж. Дж. Томсон (1856-1940) и лорд Кельвин (1824-1907) предложили модель атома в виде однородно заряженной положительным зарядом сферы, «начиненной» отрицательно заряженными электронами. Предложенная структура атома не могла быть устойчивой.Позже Резерфорд приступил к экспериментальному изучению структуры атома.. Резерфорд пришел к выводу, что атом -это рыхлая структура, в центре-ядро. Резерфорд рассматривал возможность планетарной модели атома, но такая модель, рассматриваемая с классической точки зрения, является неустойчивой. Следующий шаг в исследовании атома был сделан Бором. На основе своих постулатов Бор вывел формулу, описывающую спектр излучения атома водорода : 
Бор независимо от Бальмера получил формулу, описывающую спектр атома водорода.
Созданная в 20веке неклассическая квантовая механика показала, что реальный мир далек от статики.Все естественное непременно содержит элементы случайности и необратимости. За короткий период в 12 месяцев были опубликованы сразу три оригинальных и независимо сделанных варианта полной квантовой теории.Первая – матричная квантовая механика – Гейзенбергом. Вторая – волновая механика – Шредингером.Третья – квантовая алгебра – Дираком. Вскоре было показано, что все три варианта теории эквивалентны. Гейзенберг отказался от попытки создать наглядную картину атома и построил формализованную (абстрактную) версию квантовой механики. Многим физикам было трудно согласиться с отказом от визуализации всех аспектов физического мира, поэтому они не восторженно отнеслись к теории Гейзенберга. В частности, Шредингер не одобрил новую математически сложную и лишенную наглядности теорию. Он разработал другой вариант теории, основанный на концепции волн де Бройля. Шредингер верил в то, что его версия окажется более приемлемой для физиков и позволит вернуться к представлениям непрерывности и наглядности мира классической физики. Шредингер оказался прав только в первой части своих предположений. Сегодня процессы в микромире описывают: Квантовая механика – это физическая теория, описывающая явления атомного масштаба: движение элементарных частиц и состоящих из них систем со скоростями много меньшими скорости света. Процессы с участием релятивистских микрочастиц, сопровождающиеся, как правило, изменением числа частиц, их рождением и поглощением, рассматриваются в квантовой теории поля. Свойства систем из огромного числа частиц, движение которых подчинено законам квантовой механики, изучается в квантовой статистике. Квантовая механика, квантовая статистика и квантовая теория поля в совокупности составляют квантовую теорию материи
В основе КСЕМ лежит идея,согласно к-рой объективность научного знания достигается только тогда,когда из описания и объяснения исключается все,что относится к чел-ку и процедурам его познавательной деятельности. В КСЕМ система «чел-к+прибор» полностью отделена от исследуемого явления или объекта. Прибор явл.абсолютно «прозрачным» каналом связи между объектом и исследователем.Он представляет собой идеальный индикатор состояния объекта.«Считывая» все данные, прибор остается внешним наблюдателем,не влияет на состояние изучаемого объекта.Идеалом КСЕМ явл. построение абсолютно истинной картины природы,в к-рой свойства целого полностью определяются состоянием и свойствами его частей,а под движением понимается перемещение в пространстве с течением времени по вполне определенным траекториям. К числу основных характеристик траекторий относятся регулярность, детерминированность и обратимость.Для вычисления любой траектории необходимо записать уравнения движения и задать одно мгновенное состояние системы. Общие законы движения позволяют вывести из заданного начального состояния бесконечную серию состояний, последовательно проводимых системой со временем. Замечательная особенность динамических траекторий сост.в том,что в том случае, когда известны силы, одного-единственного состояния оказывается достаточно для полного описания системы- не только ее будущего, но и прошлого. Из уравнений динамики следует, что если мгновенно изменить направление вектора скорости, то система «повернет вспять». В классической науке основной акцент делался на законах, не зависящих от времени. Предполагалось, что как только произвольно выбранное начальное состояние системы будет точно задано (измерено), обратимые законы науки позволят предсказать будущее и полностью восстановить прошлое системы.С точки зрения классической физики движение атомов, планет и небесных светил подчиняется единому закону.ИЛИ:
Билет№20
Те системы отсчета, по отношению к которым выполняется первый закон Ньютона, называются инерциальными системами отсчета (ИСО). Следовательно, первый закон Ньютона утверждает существование ИСО.
 ,
здесь Масса  – это скалярная физическая величина, количественно характеризующая инертные и гравитационные свойства материи.
Понятие массы не тождественно понятиям веса и силы тяжести. Она не зависит от полей тяготения и ускорений. Момент инерции – тензорная физическая величина, количественно характеризующая инертность твёрдого тела, проявляющуюся во вращательном движении. при описании вращательного движения задать массу недостаточно. Инертность тела во вращательном движении зависит не только от массы, но и от ее распределения относительно оси вращения. 1. Момент инерции материальной точки  ,
где m – масса материальной точки; r – расстояние от точки до оси вращения. 2. Момент инерции системы материальных точек
3. Момент инерции абсолютно твердого тела  .
Сила – это векторная физическая величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого тело приобретает ускорение или деформируется (изменяет свою форму или размеры).
Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом электропроводящем контуре при изменении магнитного потока через площадь этого контура. Закон Фарадея-Ленца: электродвижущая сила электромагнитной индукции в проводящем контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.  
Во многом поиск решения проблем и ответов на вопросы определяется формированием такого типа мышления и методов познания, которые позволяют выявить фундаментальные закономерности и универсальные принципы, управляющими процессами в окружающем мире. Стратегия познавательной деятельности рождалась из наблюдений и размышлений о мире в целом. Сумма получаемых сведений постепенно складывалась в совокупность устойчивых представлений об однозначной воспроизводимости результатов наблюдений в известных условиях. С развитием наук подобная система представлений получила название классической стратегии естественно-научного мышления (КСЕМ). Представления, которые рождаются на основе КСЕМ, всегда наглядны. Они так или иначе воспроизводят реальные предметы ( КСЕМ в полной мере адекватна природе). Прекрасным примером классического понимания природы является второй закон Ньютона. Основные положения классического естествознания:
Теория относительности, изучающая универсальные физические закономерности во Вселенной, и квантовая механика, раскрывающая законы микромира, нелегки для понимания, и тем не менее они имеют дело с системами, которые с точки зрения современного естествознания считаются простыми. Простыми в том смысле, что в них входит небольшое число переменных, и поэтому взаимоотношения между ними поддаются математической обработке и подчиняются универсальным законам. Однако, помимо простых, существуют сложные системы, которые состоят из большого числа переменных и стало быть большого количества связей между ними. Чем оно больше, тем труднее исследование объекта, выведение закономерностей его функционирования. Трудность изучения таких систем объясняется еще и тем обстоятельством, что чем сложнее система, тем больше у нее так называемых эмерджентных свойств, т.е. свойств, которых нет у ее частей и которые являются следствием эффекта целостности системы. Подобные сложные системы изучает, например, метеорология— наука о климатических процессах. Именно потому, что метеорология изучает сложные системы, процессы образования погоды гораздо менее известны, чем гравитационные процессы, что, на первый взгляд, кажется парадоксом. Действительно, чем можно точно определить, в какой точке будет находиться Земля или какое-либо другое небесное тело через миллионы лет, а предсказать погоду на завтра удается не всегда? Потому, что климатические процессы представляют гораздо более сложные системы, состоящие из огромного количества переменных и взаимодействий между ними. Разделение систем на простые и сложные является фундаментальным в естествознании. Среди всех сложных систем наибольший интерес представляют системы с так называемой обратной связью. Это еще одно важное понятие современного естествознания.
Резерфорд приступил к экспериментальному изучению структуры атома. Серия экспериментов по рассеянию  - частиц от тонкой золотой фольги. Большинство -частиц проходило сквозь фольгу, слабо изменяя направление своего первоначального движения. Но некоторые -частицы отражались от тоненькой фольги, изменяя направление движения на 180 градусов. Резерфорд сделал вывод, что атом представляет рыхлую структуру, в центре - ядро. Резерфорд определил размер атома ( м). Он рассматривал возможность планетарной модели атома. Электроны должны были излучать электромагнитные волны и, теряя энергию, постепенно «падать» на ядро (классич. теория). Бор чувствовал, что классическая теория для объяснения строения атома не годится.1-ый постулат: атом может находиться в стационарных состояниях, не излучает фотонов. Бор получил: - формулу для вычисления радиусов стационарных орбит:
 ,здесь q заряд электрона, n=1,2,3,…главное квант. Число  диэлектрич. постоянная.вычислил энергию  соответствующую состоянию атома:
 2-ОЙ ПОСТУЛАТ: излучение света происходит при переходе атома изстационар. состояния с большей энергией с стационарное с меньшей. Энергия фотона равна разности энергий стационар. состояний На основе своих постулатов Бор вывел ф-лу, описывающую излучения атома водорода :  ,
Законы фотоэффекта:написал уравнение для фотоэффекта(Эйнштейн):  . – постоянная Планка, V– частота,  – работа выхода электрона из металла,  – масса покоя электрона, v – скорость электрона.Уравнение объясняет экспериментально установленные законы фотоэффекта:Так как работа выхода электрона из вещества постоянна, то, с ростом частоты, растет и скорость электронов.Каждый фотон выбивает один электрон. Следовательно, количество выбитых электронов не может быть больше числа фотонов. Когда все выбитые электроны достигнут анода, фототок расти прекращает. С ростом интенсивности света растет и число фотонов, падающих на поверхность вещества. Следовательно, увеличивается число электронов, которые эти фотоны выбивают. При этом растет фототок насыщения.Если энергии фотоны хватает лишь на совершение работы выхода, то скорость вылетающий электронов будет равна нулю. Это и есть «красная граница» фотоэффекта.
жүктеу/скачать 0.49 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
– сила, действующая на первую материальную точку со стороны второй; 
– сила, действующая на вторую материальную точку со стороны первой. Эти силы приложены к разным материальным точкам (телам), всегда действуют парами и являются силами одной природы.
.