Что относится к микромиру

Что такое микромир? Атом. Физика элементарных частиц

Микромир. Атом. Физика элементарных частиц

о Микромире, Микрокосме, об Атомах

Микромир – это молекулы, атомы, элементарные частицы — мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная разномерность которых исчисляется от 10—8 до 10—16 см, а время жизни — от бесконечности до 10-24 с.

Макромир — мир устойчивых форм и соразмерных человеку величин, а также кристаллические комплексы молекул, организмы, сообщества организмов; мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах и километрах, а время — в секундах, минутах, часах, годах.

Мегамир — это планеты, звездные комплексы, галактики, метагалактики – мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световыми годами, а время существования космических объектов — миллионами и миллиардами лет.

МИКРОКОСМ (от микро… и космос) — человек как подобие, отражение, зеркало, символ Вселенной — макрокосма. Учение о микрокосме было распространено в древнегреческой философии (Платон, перипатетическая школа, стоицизм), философии Возрождения (Николай Кузанский, Дж. Бруно, Т. Кампанелла, Парацельс), оно присуще пантеистическим учениям И. В. Гете и немецкого романтизма. В философии Г. В. Лейбница — монада.

МОНАДА (от греч. monas — род. п. monados — единица, единое) — понятие, обозначающее в различных философских учениях основополагающие элементы бытия: число в пифагореизме; единое в неоплатонизме; единое начало бытия в пантеизме Дж. Бруно; психически активная субстанция в монадологии Г. В. Лейбница, воспринимающая и отражающая др. монаду и весь мир («Монада — зеркало Вселенной»).

МАКРОКОСМ(ОС) (от макро… и космос) — Вселенная, универсум, мир в целом, в отличие от микрокосм(ос)а (человека).

Микрургия (от микро… и греч. érgon — работа), микродиссекция (от лат. dissectio — рассечение) — совокупность методических приёмов и технических средств, позволяющих производить под микроскопом операции на очень мелких объектах — микроорганизмах, простейших, клетках многоклеточных организмов или внутриклеточных структурах (ядрах, хромосомах и др.). Микрургия включает в себя также микроизоляции, микроинъекции, микровивисекционные и микрохирургические вмешательства (например, операции на глазном яблоке). Большое развитие Микрургия получила в 20 в. в связи с усовершенствованием микроманипуляторов и специальных микроинструментов — игл, микроэлектродов и др.

Объект помещают в камеру, заполненную физиологическим раствором, вазелиновым маслом, сывороткой крови или другой средой. При помощи Микрургии возможно выделение отдельных клеток, в том числе микробных, разрезание их на части, удаление и пересадка ядер и ядрышек, разрушение отдельных участков и органоидов клетки, введение в клетку микроэлектродов и химических веществ, извлечение из неё органоидов. Микрургия позволяет изучать физико-химические свойства клетки, её физиологическое состояние, пределы реактивности. Особое значение Микрургия приобретает в связи с возможностью пересадки ядер соматических клеток в яйцевые и обратно. Так, Дж. Гёрдон (1963) перенёс ядро из эпителиальной клетки кишечника земноводного в яйцевую клетку того же вида. При Микрургии резко нарушаются строение и жизнедеятельность клетки, поэтому необходим строгий контроль физиологичности производимых операций.

Микро…, микр… (от греч. mikrós — малый, маленький):

1) составная часть сложных слов, указывающая (в противоположность макро…) на малые размеры или малую величину чего-либо (например, микроклимат, микролит, микроорганизмы).

2) Приставка для образования наименований дольных единиц, по размеру равных одной миллионной доле исходных единиц. Обозначения: русское мк, международное m. Пример: 1 мксек (микросекунда) = 10-6сек.

Микромир. Атом

Морфологические и синтаксические свойства

Существительное, неодушевлённое, мужской род, 2-е склонение (тип склонения 1c по классификации А. А. Зализняка).

Префиксоид: микро-; корень: -мир-[Тихонов, 1996].

Источник

Содержание:

Макромир, мегамир и микромир. взаимодействия и силы:

Совокупность окружающих нас тел, которые можно наблюдать невооруженным глазом, называют макромиром.

Это слово происходит от греческого слова «макрос» — большой. Макромир на самом деле велик: от песчинки до д Земли! Именно изучая макромир, ученые начали открывать законы природы: так, Галилео Галилей открыл закон инерции и установил, что причиной различия в падении тел является только сопротивление воздуха.

Мегамир

Мир космических тел называют мегамиром.

Это слово происходит от греческого слова «мега» — огромный. Первый шаг в изучении мегамира сделал также Галилей. С помощью созданного им телескопа он открыл, что у Юпитера, самой большой планеты Солнечной системы, есть спутники. А в середине 17-го века голландский ученый Христиан Гюйгенс, также с помощью телескопа, открыл, что у второй по величине планеты, Сатурна, есть замечательное «украшение» в виде гигантского кольца. На рис. 4.1 приведены сделанные с помощью телескопа фотографии Юпитера и Сатурна (рядом с ними в том же масштабе изображена Земля). Галилей открыл также, что Млечный Путь является колоссальным звездным скоплением.

На рис. 4.2 показан Млечный Путь, каким он виден невооруженным глазом, а на рис. 4.3 — малая часть Млечного Пути, видимая в телескоп. Со времен Галилея телескопы значительно усовершенствовали, благодаря чему астрономы открыли множество огромных звездных систем, каждая из которых состоит из сотен миллиардов звезд! Такие звездные системы назвали галактиками. Одна из них показана на рис. 4.4. Млечный Путь тоже является галактикой.

Микромир

Мир частиц, из которых состоит вещество, называют микромиром.

Это слово происходит от греческого «микрос» — малый. В 17-м веке изобрели микроскоп — прибор для рассматривания очень малых предметов. И сразу выяснилось, что в «малом» ученых ждут не менее удивительные открытия, чем в «великом».

В начале 19-го века английский ботаник Роберт Броун увидел в микроскоп, что взвешенные в воде мелкие частицы цветочной пыльцы пребывают в «вечном танце». Как установили со временем ученые, это непрерывное движение частиц пыльцы обусловлено беспрестанными ударами молекул. Открытие Броуна позволило впервые заглянуть в мир частиц, размеры которых составляют миллионные доли миллиметра!

Как выяснилось со временем, молекулы состоят из еще более мелких частиц — атомов, а атомы, в свою очередь, u состоят из еще более мелких частиц! И это захватывающее путешествие в глубины вещества еще не закончено. На рис. 4.5 изображена модель молекулы воды, состоящей из трех атомов. А на рис. 4.6 вы видите модель строения атома: вокруг положительно заряженного атомного ядра движутся отрицательно заряженные легчайшие частицы — электроны. Атомное ядро тоже является составным: оно состоит из частиц, между которыми действуют огромные силы притяжения. О молекулах и атомах мы расскажем в Главе 2 «Строение вещества».

Взаимодействия в макромире

Силы упругости

Наблюдения показывают, что при непосредственном контакте твердые тела как бы «упираются» друг в друга: поэтому, например, мы не проваливаемся «сквозь землю». Когда тела давят друг на друга, между ними действуют силы упругости. Они обусловлены деформацией тел, то есть изменением их формы. И хотя часто на глаз мы не замечаем деформации тела, ее можно измерить приборами. Иногда же телу намеренно придают такую форму, чтобы его деформация была хорошо заметной, — именно такую форму, например, имеют пружины. Сила упругости — проявление сил электрического взаимодействия между частицами вещества. Об этих силах вы узнаете далее.

Силы трения

Делая шаг, вы отталкиваетесь от Земли с некоторой силой (рис. 4.7). Земля же при этом толкает вас вперед с силой . Обе эти силы являются силами трения. Сила трения разгоняет также автомобили и мотоциклы благодаря тому, что их колеса отталкиваются от дороги (рис. 4.8). Тормозят автомобили тоже благодаря силам трения: тормозные колодки прижимаются к ободам колес и останавливают их вращение.

Силы трения действуют между соприкасающимися телами, движущимися друг относительно друга, а также когда одно тело пытаются сдвинуть относительно другого. Эти силы всегда препятствуют движению одного тела относительно другого.

Силы трения играют огромную роль в макромире, хотя мы их часто не замечаем: так, благодаря им ткани не распадаются на нити, а нити — на волокна. Силы трения, как и силы упругости, — проявление сил электрического взаимодействия между частицами вещества.

Сила тяготения

Третья сила, которая заметно проявляет себя в макромире, — это сипа тяготения, о которой мы уже рассказывали.

Электрические и магнитные силы

Выясним на опыте, могут ли тела взаимодействовать, не касаясь друг друга, то есть на расстоянии.

Расчешите сухие волосы пластмассовой расческой, и она станет притягивать кусочки бумаги (рис. 4.9).

Поднесите магнит к скрепкам или шурупам. Вы увидите, что магнит притягивает эти предметы (рис. 4.10).

В первом опыте действовали электрические силы, а во втором — магнитные. Электрические силы действуют между электрически заряженными телами и частицами. Приобретать электрический заряд тела могут, например, благодаря трению: при этом некоторое количество электронов переходит с одного тела на другое. Тело, потерявшее электроны, приобретает положительный заряд, а тело, на которое перешли электроны, — отрицательный. Заряженное тело, как мы видели, притягивает и незаряженные тела, поскольку в них происходит перераспределение электрических зарядов.

Магнитные силы действуют, например, между постоянными магнитами. У любого магнита есть северный и южный полюсы, названные так потому, что северный полюс свободно подвешенного магнита указывает на север, а южный — на юг. Одноименные (северный-северный или южный-южный) полюсы магнита отталкиваются, а разноименные (северный и южный) — притягиваются. Как мы видели, магнитные силы обнаруживают себя и в притяжении постоянными магнитами железных и стальных предметов. Законы электрических сил установил на опыте французский ученый Шарль Огюстен Кулон в 18-м веке. А в 19-м веке датский ученый Ханс Кристиан Эрстед и французский ученый Андре Мари Ампер обнаружили, что вблизи проводника с током магнитная стрелка поворачивается, а катушка с током притягивает железные и стальные предметы подобно постоянному магниту. Опираясь на эти и свои собственные опыты, английский ученый Майкл Фарадей предположил, что электрическое и магнитное взаимодействия являются проявлениями единого электромагнитного взаимодействия, а его соотечественник Клерк Джеймс Максвелл создал теорию электромагнитных взаимодействий.

Взаимодействия в мегамире

Однажды — это было в 1666 году — падение яблока заставило задуматься юного англичанина Исаака Ньютона: — Может, сила тяготения, действующая со стороны Земли на яблоко, имеет ту же физическую природу, что и сила, которая «заставляет» Луну двигаться вокруг Земли? А может, ту же самую природу имеют и силы, которые «удерживают» планеты на их орбитах вокруг Солнца? Это предположение, будь оно правильным, давало захватывающую возможность понять строение Вселенной! Чтобы проверить его, Ньютон создал даже новые разделы математики — дифференциальное и интегральное исчисления.

Расчеты подтвердили предположение ученого. Так был открыт закон всемирного тяготения. А «яблоко Ньютона» навсегда стало символом гениальной догадки.

Силы всемирного тяготения — важнейшие силы в мегамире. Они «управляют» движением планет, звезд и даже галактик, а также «зажигают» звезды, сжимая огромные массы вещества. При этом температура внутри повышается до десятков миллионов градусов, когда «вступают в игру» ядерные силы, о которых мы расскажем далее.

В начале 20-го века Альберт Эйнштейн предположил, что силы тяготения — проявление искривления пространства вблизи массивных тел. Теория Эйнштейна получила название «общей теорией относительности». Ее следствия были подтверждены астрономическими наблюдениями. Исходя из этой теории, физик Джордж Гамов, родившийся в Украине, смог разгадать загадку происхождения Вселенной (см. § 7. Выдающиеся ученые — наши соотечественники)

Взаимодействия в микромире

Вещество не распадается на отдельные частицы благодаря электрическому взаимодействию: притяжение разноименных зарядов удерживает электроны вблизи атомных ядер, соединяет атомы в молекулы, а молекулы — в вещество.

Чтобы вы смогли представить «могущество» этих сил, приведем пример. Если бы из одной столовой ложки воды можно было «перенести» в другую столовую ложку воды только одну миллионную долю электронов, то эти две ложки воды, находясь на расстоянии одного метра, притягивались бы с силой, равной примерно весу груженого товарного состава длиной от Киева до Харькова! Вот какие колоссальные силы скрыты под гладью воды в одной столовой ложке.

Но даже эти силы очень малы по сравнению с ядерными силами, удерживающими вместе частицы, из которых состоит атомное ядро. Ядерные силы больше электрических примерно в сто раз! Именно действие ядерных сил поддерживает «горение» звезд, в частности и нашего Солнца. Как свидетельствуют наблюдения и расчеты, Солнце светит уже около пяти миллиардов лет. И будет светить еще по крайней мере столько же! В курсе физики старших классов вы узнаете, как ученые «заставили» работать ядерные силы и на Земле.

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Источник

Филин С. Концепции современного естествознания: конспект лекций

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЛЕКЦИЯ № 16. Микро-, макро-, мегамир

1. Микромир

Приставка «микро» означает отношение к очень малым размерам. Таким образом, можно сказать, что микромир – это что-то небольшое. В философии в качестве микромира изучается человек, а в физике, концепции современного естествознания в качестве микромира изучаются молекулы.

Микромир имеет свои особенности, которые можно выразить так:

1) единицы измерения расстояния (м, км и т. д.), используемые человеком, применять просто бессмысленно;

2) единицы измерения веса человека (г, кг, фунты и т. д.) применять также бессмысленно.

Так как была установлена бессмысленность применения единиц измерения расстояния и веса по отношению к объектам микромира, то, естественно, потребовалось изобрести новые единицы измерения. Так, расстояния между ближайшими звездами и планетами измеряются не в километрах, а в световых годах. Световой год – это такое расстояние, которое солнечный свет проходит за один земной год.

Изучение микромира вместе с изучением мегамира способствовало крушению теории Ньютона. Таким образом, была разрушена механистическая картина мира.

В 1927 г. Нильс Бор вносит еще один свой вклад в развитие науки: он сформулировал принцип дополнительности. Причиной, послужившей для формулировки данного принципа, стала двойственная природа света (так называемый корпускулярно-волновой дуализм света). Сам же Бор утверждал, что появление данного принципа было связано с изучением микромира из макромира. В качестве обоснования этого он приводил следующее:

1) предпринимались попытки объяснить явления микромира посредством понятий, которые были выработаны при изучении макромира;

2) в сознании человека возникали сложности, связанные с разделением бытия на субъект и объект;

3) при наблюдении и описании явлений микромира мы не можем абстрагироваться от явлений, относящихся к макромиру наблюдателя, и средств наблюдения.

Нильс Бор утверждал, что «принцип дополнительности» подходит как для исследования микромира, так и для исследования в других науках (в частности, в психологии).

В заключение данного вопроса стоит сказать, что микромир является основой нашего макромира. Также в науке можно выделить «микромикромир». Или, по-другому, наномир. Наномир, в отличие от микромира, является носителем света, точнее, всего спектра электромагнитных процессов, фундаментом, поддерживающим структуру элементарных частиц, фундаментальных взаимодействий и большинства явлений, известных современной науке.

Таким образом, предметы, окружающие нас, а также само тело человека не являются единым целым. Все это состоит из «частей», т. е. молекул. Молекулы, в свою очередь, также делятся на более мелкие составляющие части – атомы. Атомы тоже, в свою очередь, делятся на еще более мелкие составляющие части, которые именуются элементарными частицами.

Всю эту систему можно представить как дом или здание. Здание не является цельным куском, т. к. оно построено, допустим, с помощью кирпичной кладки, а кирпичная кладка состоит непосредственно из кирпича и раствора цемента. Если же начнет разрушаться кирпич, то, естественно, рухнет и все строение. Так и наша Вселенная – разрушение ее, если это произойдет вообще, также начнется с наномира и микромира.

2. Макромир

Естественно, есть объекты, которые по своим размерам гораздо больше объектов микромира (т. е. атомов и молекул). Эти объекты и составляют макромир. Макромир «населяют» только те объекты, которые по своим размерам соизмеримы с размерами человека. К объектам макромира можно отнести и самого человека. И, что естественно, человек является самой главной составляющей макромира.

Что же такое человек? Древний античный философ Платон как-то сказал, что человек – это двуногое животное без перьев. В ответ на это его оппоненты принесли ему ощипанного петуха и сказали: вот, Платон, твой человек! Изучение человека как объекта макромира с точки зрения его физических данных неправильно.

Прежде всего отметим, что человек – это целая совокупность различных систем: кровеносной, нервной, мышечной, костной системы и т. д. Но помимо этого, одной из составляющих человека является его энергия, которая тесно связана с физиологией. Причем энергия может рассматриваться в двух смыслах:

1) как движение и способность производить работу;

2) «подвижность» человека, его активность.

Также энергию называют аурой или ци. Энергию (или ауру) можно, как и физическое тело, развивать и укреплять.

Нервная система, мышечная система, другие системы, энергия – еще не все составляющие человека. Самой главной такой «составляющей» является сознание. Что такое сознание? Где оно находится? Можно ли его потрогать, подержать в руках, посмотреть на него?

До сих пор на эти вопросы ответов нет, да и, скорее всего, не будет. Сознание – это нематериальный объект. Сознание нельзя взять и отделить от человека – оно неотделимо.

Но вместе с этим можно попытаться выделить ингредиенты, которые составляют человеческое сознание:

Интеллект – это мыслительная и умственная способность человека. Психологи утверждают, что главной функцией интеллекта является память. Действительно, мы не можем себе представить, что же было бы с нами, если бы памяти у нас не было вообще. Просыпаясь каждое утро, человек бы начинал соображать: кто я? Что я здесь делаю? Кто меня окружает? и т. д.

К подсознанию относятся все наши «рабочие» навыки. Навыки складываются из многократно повторяемых и однообразных действий. Для того чтобы проиллюстрировать, что такое навыки, достаточно вспомнить, что мы умеем писать и читать. Видя какой-то текст, мы не думаем: а это что за буква, а это что за знак? Мы просто складываем буквы в слова, а слова в предложения.

Сверхсознание. К сверхсознанию относится прежде всего душа человека.

Душа – это также нематериальный объект (ее нельзя ни увидеть, ни подержать в руках). Совсем недавно было заявлено, что ученые узнали, сколько весит душа. Некоторые ученые утверждают, что в момент смерти человека его вес немного уменьшается, т. е. отлетает душа человека. Но данное утверждение необоснованно, так как какой разумный врач положит умирающего на весы и будет сидеть и ждать, когда же больной умрет? В клятве Гиппократа, которую дает каждый начинающий врач, говорится о том, чтобы не навредить человеку. Врач будет не сидеть, а спасать человеческую жизнь. И вообще узнать вес души нереально, так как нематериальные объекты не имеют никакого веса.

Человеческая душа – это религиозная ценность. Все мировые религии направлены на то, чтобы дать людям возможность спасти свою душу после смерти (т. е. жить вечно после физической смерти бренной оболочки души – тела человека). Борьбу за душу всегда ведут Добро и Зло. Например, в христианстве это Бог и Сатана.

3. Мегамир

Если микромир – это мир тех объектов, которые не подходят под единицы измерения человека, макромир – это мир объектов, которые сопоставимы с единицами измерения человека, то мегамир – это мир объектов, которые несоизмеримо больше человека.

Проще говоря, вся наша Вселенная – это мегамир. Ее размеры огромны, она безгранична и постоянно расширяется. Вселенную заполняют объекты, которые значительно больше нашей планеты Земля и нашего Солнца. Нередко бывает, что разница между какой-либо звездой за пределами Солнечной системы в десятки раз превосходит Землю.

Исследование мегамира тесно связано с космологией и космогонией.

Наука космология является очень молодой. Она родилась сравнительно недавно – в начале XX в. Можно выделить две главные причины рождения космологии. И, что интересно, обе причины связаны с развитием физики:

1) Альберт Эйнштейн создает свою релятивистскую физику;

2) М. Планк создает квантовую физику.

Квантовая физика изменила взгляды человечества на структуру пространства-времени и структуру физических взаимодействий.

Также очень важную роль сыграла теория А. А. Фридмана о расширяющейся Вселенной. Эта теория очень недолго оставалась недоказанной: только в 1929 г. ее доказал Э. Хаббл. Вернее, он не доказывал теорию, а обнаружил то, что Вселенная действительно расширяется. Причем следует отметить, что в то время причины расширения Вселенной установлены не были. Они были установлены гораздо позже, в наши дни. Они были установлены тогда, когда к ранней Вселенной применили результаты, полученные посредством изучения элементарных частиц в современной физике.

Космогония. Космогония – это раздел науки астрономии, который изучает происхождение галактик, звезд, планет, а также других объектов. На сегодня космогонию можно разделить на две части:

1) космогония Солнечной системы. Эту часть (или вид) космогонии по-другому называют планетной;

2) звездная космогония.

Во 2-й половине XX в. в космогонии Солнечной системы утвердилась точка зрения, согласно которой Солнце и вся Солнечная система образовались из газо-пылевого состояния. Впервые такое мнение было высказано Иммануилом Кантом. В середине XVIII в. Кант написал научную статью, которая называлась: «Космогония, или попытка объяснить происхождение мироздания, образование небесных тел и причины их движения общими законами развития материи в соответствии с теорией Ньютона». Молодой ученый захотел написать эту работу, потому что он узнал: Прусская академия наук предложила конкурс на аналогичную тему. Но Кант не смог собраться с духом и издать свой труд. Спустя какое-то время он пишет вторую статью, которая называлась: «Вопрос о том, стареет ли Земля с физической точки зрения». Первая статья была написана в сложное время: Иммануил Кант уехал из родного Кенигсберга, пытаясь подработать домашним учителем. Не получив ничего ценного (кроме своих познаний), Кант возвращается домой и в 1754 г. издает эту статью. Обе работы позже были объединены в единый трактат, который был посвящен проблемам космологии.

Теорию Канта о происхождении Солнечной системы в дальнейшем стал развивать Лаплас. Француз подробно описал гипотезу образования Солнца и планет из уже вращающейся газовой туманности, учел основные характерные черты Солнечной системы.
.

Источник