1: Тема 3: Материя и её свойства Содержание: Понятие, свойства, виды, уровни материи. Классификация. Фундаментальные взаимодействия. Тепловое излучение. Опыт Резерфорда. Модель атома Резерфорда.
2: 1. 1 Понятие и свойства материи. Материя – бесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем, совокупность их свойств и связей, отношений и форм движения. Включает в себя наблюдаемые объекты и тела природы, а также все те, которые не даны человеку в его ощущениях. Свойство материи – движение. Виды движения материи: механическое, колебательное и волновое, тепловое движение атомов и молекул, равновесные и неравновесные процессы, радиоактивный распад, химические и ядерные реакции, развитие живых организмов и биосферы.
3: 1. 2 Виды материи Вещество – основной вид материи, обладающий массой покоя (элементарные частицы, атомы, молекулы и многочисленные образованны из них материальные объекты). Физическое поле – особый вид материи, обеспечивающий физическое взаимодействие материальных объектов и их систем (электромагнитное и гравитационные поля, поля ядерных сил, волновые поля). Источником физических полей являются частицы. Физический вакуум – это низшее энергетическое состояние квантового поля.
4: 1. 3 Уровни материи Микромир – то область предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых материальных микрообъектов (размер от 10-8 до 10-16 см; время жизни от бесконечности до 10-24 с). Это мир от атомов до элементарных частиц. Макромир – мир материальных объектов, соизмеримых по своим масштабам с человеком (размер от мм до км; время от секунд до лет). Макромолекулы, вещества в различных агрегатных состояниях, живые организмы, человек и продукты его деятельности. Мегамир – сфера огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в которой измеряется астрономическими единицами (1 а. е. 8,3 световых минуты), световыми годами (1 световой год 10 млн. км) и парсеками (1 пк 30 трлн. км), а время существования космических объектов – миллионами и миллиардами лет. К этому уровню относятся планеты и их системы, звезды, галактики и их скопления.
5: 2. Классификация элементарных частиц Составные э. ч. : протон, нейтрон. Несоставные э. ч. : электрон, нейтрино, фотон. В зависимости от массы покоя частицы выделяют: фотоны – частицы, которые не имеют массы покоя и движутся со скоростью света; лептоны – легкие частицы (электроны и нейтроны); мезоны – средние частицы с массой от 1 до 1000 масс электрона (пи-мезон, ка-мезон и др. ); барионы – тяжелые частицы с массой 1000 масс электрона (протоны, нейтроны и др. )
6: 2. Классификация элементарных частиц В зависимости от электрического заряда выделяют: частицы с отрицательным зарядом (электроны); частицы с положительным зарядом (протон, позитроны); частицы с нулевым зарядом (нейтрино); частицы с дробным зарядом (кварки).
7: 2. Классификация элементарных частиц С учетом типа фундаментального взаимодействия, в котором участвуют частицы, выделяют: Адроны – участвующие в электромагнитном, сильном и слабом, взаимодействии. Лептоны – участвуют только в э/м и слабом взаимодействии. Частицы – переносчики взаимодействия. фотоны – переносчики э/м взаимодействия; гравитоны – переносчики гравитационного взаимодействия; глюоны – переносчики сильного взаимодействия; векторные бозоны – переносчики слабого воздействия.
8: 2. Классификация элементарных частиц По времени жизни делятся: стабильные; квазистабильные; нестабильные.
9: 3. Фундаментальные взаимодействия Взаимодействие – основная причина движения материи. Гравитационное взаимодействие; Электромагнитное взаимодействие; Сильное взаимодействие; Слабое взаимодействие.
10: 4. Тепловые излучения 1900г. – Планк изложил свою гипотезу квантовой природы теплового излучения и новую формулу излучения. Он установил, что тепловое излучение (э/м волна) спускается не сплошным потоком, а порциями (квантами). Энергия каждого кванта: E h v h – постоянная Планка 6,62 10-34 Дж с В 1905 г. А. Эйнштейн разработал теорию фотоэффекта (Нобелевская премия 1922 г. ) Свет обладает и волновыми, и корпускулярными свойствами. Он излучается, распространяется и поглощается квантами (порциями). Квант света – фотон.
11: 5. Опыт Резерфорда. Модель атома Резерфорда В 1911 г. Резерфорд предложи ядерную модель атома (или планетарную). Ядро заряженное, в котором сосредоточена преобладающая часть массы атома. Вокруг ядра вращаются - заряженные электроны. Атом в целом электронейтрален. d атома – 10-8 см d ядра – 10-13 – 10-12 см
