Вивчення - мікросвіт
Вивчення мікросвіту за допомогою електронного мікроскопа наштовхується ще на одну перешкоду. Розсіювання електронів в дуже маленьких частинках, що складаються до того ж з нещільного речовини, мало чим відрізняється від розсіювання електронів в ділянках плівки, що оточують частинки. Але ж принцип дії в нашому мікроскопі саме і будується на цій різниці. [1]
При вивченні мікросвіту спочатку застосовували поняття і закони, введені і встановлені для макроскопічних тел. Електрон, наприклад, розглядався як твердий або деформується кульку, за обсягом якого розподілений електричний заряд. Вважалося, що поведінка електрона керується тими ж законами механіки та електродинаміки, які були експериментально встановлені для макроскопічних електрично заряджених тіл; що всі поняття і закони макроскопічної фізики застосовні і мають сенс для тел як завгодно малих розмірів і як завгодно малих проміжків часу; що для розуміння явищ мікросвіту не потрібно нових понять і законів, крім тих, якими володіє макроскопічна фізика, тобто мікросвіт розглядався просто як зменшена копія макросвіту. Такий підхід до вивчення явищ природи і теорії, засновані на ньому, називаються класичними. [2]
При вивченні мікросвіту фізики спочатку застосовували поняття і закони, введені і встановлені для макроскопічних тел. Електрон, наприклад, розглядався як твердий або деформується кульку, за обсягом якого якось розподілений електричний заряд. [3]
Обчислення середніх має важливе значення при вивченні мікросвіту. Коли в розглянутому стані фізична величина не має певного значення, середнє значення в якійсь мірі характеризує стан. [4]
Питання про можливість застосування або незастосування класичного підходу до вивчення мікросвіту не може бути вирішене умоглядно. На це питання може відповісти тільки досвід. Досліди показали, що класичний підхід до вивчення явищ мікросвіту не застосовують, або, точніше, його застосовність до цього кола явищ обмежена. Адекватне опис явищ мікросвіту (застосовне, звичайно, також в якихось межах) дає квантова механіка, яка значно відрізняється від механіки класичної. Квантова механіка вводить радикальні зміни в наші уявлення про рух. Так, класична артіна руху частинки вздовж траєкторії, в кожній точці якої частка має певну швидкість, в загальному випадку не може бути застосована при описі руху мікрочастинок. Рух в мікросвіті є більш складною формою руху, ніж механічне переміщення тіл в просторі. Взагалі, опис явищ в квантовій механіці позбавлене наочності в тому сенсі, що тут потрібні принципово нові уявлення і поняття, що не зводяться до звичних уявлень і понять, які виникли при вивченні макроскопічних об'єктів. Оскільки наш курс механіки присвячений вивченню руху макроскопічних тіл, немає необхідності зупинятися на подальшій характеристиці квантової механіки. Досить вказати межі застосування понять і законів, якими ми будемо користуватися. [5]
Питання про можливість застосування або незастосування класичного підходу до вивчення мікросвіту не може бути вирішене умоглядно. На це питання може відповісти тільки досвід. [6]
Розвиток наших уявлень про закони руху матерії виявилося тісно пов'язаним з вивченням мікросвіту. [7]
Звичайне зображення настільки малих чисел, з якими доводиться мати справу при вивченні мікросвіту. є громіздким і незручним. Тому в цих випадках для скорочення запису таких чисел, як, наприклад, 1/1 000000, пишуть Ю-6, що означає одиницю, поділену на одиницю з шістьма нулями. [8]
Другий, абсолютно новою і не відомої з класики особливістю, розкритою і виявленої в об'єктивної дійсності завдяки вивченню мікросвіту. є принцип Паулі, або принцип антисиметрії хвильових функцій, який в загальних рисах зводиться до того, що два електрона в системі не можуть перебувати в одному і тому ж квантовому стані. [9]
Сам він вважає, що його філософія - особлива, вона вироблена групою провідних фізиків при вирішенні гносеологічних проблем, поставлених фізикою в період, коли вона переходила до вивчення мікросвіту. З точки зору Борна, ця філософія - НЕ матеріалізм, а реалізм. Її сутність ніде не сформульована. Але, мабуть, характерним для неї є визнання фізичної реальності поза людиною; оцінка досвіду як єдиного джерела наших знань; визнання випадковості в якості основної форми взаємозв'язку, і, як результат цього, визнання статистичної закономірності в якості єдиної форми закономірності; принцип додатковості як метод поєднання суперечливих понять, якими ми змушені оперувати. [10]
Суть такого глибокого відмінності між визначеннями стану в класичної та квантової області полягає в тому, що в класичних концепціях не існувало ніякого абсолютного мірила малості. Вивчення мікросвіту відкрило існування ряду атомних констант, що дають таке мірило: елементарний заряд е, елементарна маса електрона і позитрона ц, маси найпростіших важких частинок протона тр і нейтрона т, постійну Планка h і інші. [11]
Для повторення і поглиблення наявних в учнів відомостей про молекулах і їх властивості спочатку вирішують завдання, подібні розглянутим в розділі 4, з урахуванням знань, отриманих учнями в VII-VIII класах. Далі основну увагу приділяють завданням, що дає поняття про методи вивчення мікросвіту і його закономірності. [12]
Інше обмеження, і до того ж не тільки ньютонівської, але і релятивістської макроскопічної механіки, було отримано в результаті вивчення мікросвіту - миру атомів, молекул, електронів тощо. [13]
Сучасні наукові дослідження пред'являють все більш високі вимоги до точності проведених вимірювань. Незважаючи на те, що точність вимірювань завжди була першочерговим завданням метрології, дослідження останнього часу, пов'язані з вивченням мікросвіту. освоєнням космічного простору, створенням, прецизійних пристроїв різного призначення, бурхливий розвиток мікроелектроніки, вимагають проведення особливо точних вимірювань. [14]
З точки зору фізики, все що відбуваються явища є результат прояву взаємодії тіл, при цьому під останніми розуміються як космічні об'єкти, так і елементарні частинки. У цьому сенсі Ньютон ввів в науку гравітаційна взаємодія, дев'ятнадцяте століття - електромагнітні взаємодії, двадцяте століття, століття вивчення мікросвіту. відкрив для нас сильні (ядерні) і слабкі взаємодії. [15]
Сторінки: 1 2
Поділитися посиланням: