Вопрос. Структурные уровни организации материи.

 

Согласно современным научным взглядам на природу, все природные объекты представляют собой упорядоченные, структурированные, иерархически организованные системы. В естественных науках выделяются два больших класса материальных систем: системы неживой природы и системы живой природы.

В неживой природе в качестве структурных уровней организации материи выделяют элементарные частицы, атомы, молекулы, поля, физический вакуум, макроскопические тела, планеты и планетные системы, звезды и звездные системы - галактики, системы галактик - метагалактику.

В живой природе к структурным уровням организации материи относят системы доклеточного уровня - нуклеиновые кислоты и белки; клетки как особый уровень биологической организации, представленные в форме одноклеточных организмов и элементарных единиц живого вещества; многоклеточные организмы растительного и животного мира; надорганизменные структуры, включающие в себя виды, популяции и биоценозы и, наконец, биосферу как всю массу живого вещества.

В природе все взаимосвязано, поэтому можно выделить такие системы, которые включают в себя элементы как живой, так и неживой природы - биогеоценозы.

Естественные науки, начав изучение материального мира с наиболее простых непосредственно воспринимаемых человеком материальных объектов, переходят далее к изучению сложнейших объектов глубинных структур материи, выходящих за пределы человеческого восприятия и несоизмеримых с объектами повседневного опыта.

Применяя системный подход, естествознание не просто выделяет типы материальных систем, а раскрывает их связь и соотношение. В науке выделяются три уровня строения материи (см. табл.1).

МАКРОМИР- мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах и километрах, а время - в секундах, минутах, часах, годах.

МИКРОМИР - мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная размерность которых исчисляется от 10"⁸ до 10~¹⁶ см, а время жизни - от бесконечности до 10"²⁴ сек.

МЕГАМИР - мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световыми годами, а время существования космических объектов - миллионами и миллиардами лет.

 

Таблица 1

 

Структурные уровни организации материи	Размер (м)	Материя
Мегамир	10 в 26 ст.	Наблюдаемая вселенная
	10 в 20 ст.	Галактика
		Солнечная система
	10 в 10 ст.	Солнце
Макромир		Земля
	10 в 0 ст.	Вещество		Поле
Микромир	10 в -8 ст.	Молекулы
	10 в -10 ст.	Атомы
	10 в -14 ст.	Ядра
	10 в -15 ст.	Протоны
	10 в -16 ст.	Нейтроны	Андроны	Кванты полей (переносчики фундаментальных взаимодействий
	10 в -18 ст.	Кварки	Лептоны

 

С одной стороны, на этих уровнях действуют свои специфические закономерности, с другой стороны, микро-, макро- и мегамиры теснейшим образом взаимосвязаны.

Макромир: концепции классического естествознания

Мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах и километрах, а время - в секундах, минутах, часах, годах.

Строение макро систем:

Вещество находится в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом.

Учение о строении и свойствах вещества, основанное на представлениях об атомах и молекулах, называется молекулярно-кинетической теорией или статистической механикой. В основе молекулярно кинетических представлений о строении и свойствах макросистем лежат три положения:

- вещество (твердое, жидкое или газообразное) состоит из большого числа атомов и молекул;

- атомы и молекулы всякого вещества находятся в хаотическом движении; интенсивность движения их зависит от температуры вещества;

- между атомами и молекулами действуют силы взаимного притяжения и взаимного отталкивания (на расстояниях порядка 10 в -9ст. м. Преобладают силы притяжения, на расстояниях порядка 10 в -10ст. м. – силы отталкивания).

Тепловое движение атомов и молекул имеет особенности:

- между атомами газа отсутствуют силы взаимодействия, так как расстояние между атомами и молекулами значительно больше размеров молекул;

- в твердых телах силы притяжения и отталкивания между атомами и молекулами уравновешиваются, т.е. результирующая сила равна нулю;

- молекулы жидкости колеблются около положения равновесия; по истечении определенного времени они переходят в новые положения равновесия с другими молекулами и колеблются около них. Эти переходы и определяют свойство текучести жидкостей.

К естественнонаучным концепциям описывающим макромир можно отнести сформулированная на донаучном этапе концепция дискретного строения материи:

1) все тела состоят из атомов, т.е. мельчайших в мире частиц;

2) материя состоит из атомов и пустоты;

3) все природные процессы протекают на основе механического взаимодействия атомов, их притяжения и отталкивания.

Законы классической механики: закона инерции, законов количества движения, действия и противодействия (Г. Галилей и И. Ньютон).

Законы движения планет Иоганна Кеплера.

1) движения и земных и небесных тел подчинены определенным естественным законам;

2) пути открытия законов движения земных и небесных тел принципиально не отличаются.

Волновую теорию. На основе волновой теории X. Гюйгенс объяснил отражение и преломление света.

Электромагнитную теорию Ханса Эрстеда, Майкла Фарадея Джеймса Максвелла.

Несмотря на то, что объектом изучения физики, наряду с веществом, стали разнообразные поля, все равно это была классическая физика, изучающая макромир. Положение в физике коренным образом изменилось, когда ученые перешли к изучению процессов и явлений микромира.

---

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 753; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!