Структуры микромира

Системные уровни организации материи

Микро-, макро-, мегамиры

Структурные уровни и системная организация материи

Лекция №4

ПЛАН ЛЕКЦИИ:

3. Структурные уровни и системная организация материи

3.1. Микро-, макро, мегамиры

3.2. Системные уровни организации материи

3.3. Структура микромира

Вселенная в разных масштабах: микро-, макро- и мегамир

Критерий подразделения: соизмеримость с человеком (макромир) и несоизмеримость с ним (микро- и мегамир)

Основные структуры микромира: элементарные частицы, атомные ядра, атомы, молекулы

Основные структуры мегамира: планеты, звёзды, галактики

Единицы измерения расстояний в мегамире: астрономическая единица (Среднее расстояние от Земли до Солнца), световой год, парсек (межзвёздные и межгалактические расстояния)

Звезда как небесное тело, в котором естественным образом происходили, происходят или с необходимостью будут происходить реакции термоядерного синтеза.

Атрибуты планеты:

- не звезда

- обращается вокруг звезды (например, Солнца)

- достаточно массивно, чтобы под действием собственного тяготения стать шарообразным

- достаточно массивно, чтобы своим тяготением расчистить пространство вблизи своей орбиты от других небесных тел

Галактики — системы из миллиардов звёзд, связанных взаимным тяготением и общим происхождением

Наша Галактика, её основные характеристики:

- гигантская (более 100 млрд. звёзд)

- спиральная

- диаметр около 100 тыс. световых лет

- галактический год

Пространственные масштабы Вселенной: расстояние до наиболее удалённых из наблюдаемых объектов более 10 млрд. световых лет

Вселенная, Метагалактика, разница между этими понятиями

Иерархичность природных структур как отражение системности природы: структуры данного уровня входят как подсистемы в структуру более высокого уровня, обладающую интегративными свойствами

Иерархические ряды природных систем:

- физических (фундаментальные частицы — составные элементарные частицы — атомные ядра — атомы — молекулы — макроскопические тела)

- химических (атом — молекула — макромолекула – вещество)

- астрономических (звёзды с их планетными системами — галактики — скопления галактик — сверхскопления галактик)

Элементарные частицы

Фундаментальные частицы – по современным представлениям, не имеющие внутренней структуры и конечных размеров (например, кварки)

Частицы и античастицы

Классификация элементарных частиц:

- по массе: с нулевой массой (фотон); лёгкие (лептоны); тяжёлые (адроны)

- по времени жизни: стабильные (протон, электрон, нейтрино), нестабильные (свободный нейтрон) и резонансы (нестабильные короткоживущие)

Взаимопревращения элементарных частиц (распады, рождение новых частиц при столкновениях, аннигиляция)

Возможность любых реакций элементарных частиц, не нарушающих законов сохранения (энергии, заряда и т.д.)

Вещество как совокупность корпускулярных структур (кварки — нуклоны — атомные ядра — атомы с их электронными оболочками)

Размеры и масса ядра в сравнении с атомом. Ядерные реакции и основы ядерной энергетики. Методы изучения микромира.

Список рекомендуемой литературы: / 1-3, 6, 10 /

Контрольные задания и вопросы:

1. Введите понятие микро-, макро- и мегамир.

2. Перечислите основные структуры микромира.

3. Перечислите основные структуры мегамира.

4. Сформулируйте основные единицы измерения в микро- и мегамире.

5. В чем отличие звезды от планеты? Основные атрибуты планеты.

6. Что такое галактика? Опишите нашу Галактику.

7. Пройдитесь по иерархическому ряду природных систем.

8. Что понимают под элементарными и фундаментальными частицами?

9. Введите понятие частиц и античастиц.

10. Проведите классификацию элементарных частиц.

11. Опишите взаимные превращения элементарных частиц.

12. Размеры и масса ядра, его состав. Основы ядерной энергетики.