Каков физический смысл массы тела каким свойством оно обладает
Ðåãóëÿðíî ñòàëêèâàþñü ñ òåì, ÷òî ëþäè íå ïîíèìàþò ðàçíèöó ìåæäó âåñîì è ìàññîé. Ýòî â îáùåì-òî ïîíÿòíî, ïîñêîëüêó ìû íàõîäèìñÿ âñþ æèçíü â íåïðåêðàùàþùåì ñâî¸ äåéñòâèå ãðàâèòàöèîííîì ïîëå Çåìëè, è ýòè âåëè÷èíû äëÿ íàñ ïîñòîÿííî ñâÿçàíû. È ýòà ñâÿçü åù¸ è ëèíãâèñòè÷åñêè çàêðåïëÿåòñÿ òåì, ÷òî ìû óçíà¸ì ìàññó ñ ïîìîùüþ âåñîâ, «âçâåøèâàåì» ñåáÿ èëè, ñêàæåì, ïðîäóêòû â ìàãàçèíå.
Íî äàâàéòå âñ¸-òàêè ïîïðîáóåì ðàçâÿçàòü ýòè ïîíÿòèÿ.  òîíêîñòè (òèïà îòëè÷àþùåãîñÿ g â ðàçíûõ ìåñòàõ Çåìëè è ïðî÷åãî) ìû âäàâàòüñÿ íå áóäåì. Îòìå÷ó, ÷òî âñ¸ ýòî âõîäèò â øêîëüíûé êóðñ ôèçèêè, ïîýòîìó åñëè âñ¸ íèæåñêàçàííîå äëÿ âàñ î÷åâèäíî, íå ðóãàéòåñü íà òåõ, êòî íå óñïåë ýòè âåùè ïîíÿòü, à çàîäíî íà òåõ, êòî ðåøèë ýòî â ñîòûé ðàç îáúÿñíèòü. ) ß íàäåþñü, ÷òî íàéäóòñÿ ëþäè, êîòîðûì ýòà çàìåòêà ïîïîëíèò èõ àïïàðàò ïîíèìàíèÿ îêðóæàþùåãî ìèðà.
Èòàê, ïîåõàëè. Ìàññà òåëà — ìåðà åãî èíåðòíîñòè. Òî åñòü ìåðà òîãî, íàñêîëüêî òðóäíî èçìåíèòü ñêîðîñòü ýòîãî òåëà ïî ìîäóëþ (ðàçîãíàòü èëè çàòîðìîçèòü) ëèáî ïî íàïðàâëåíèþ.  ñèñòåìå ÑÈ èçìåðÿåòñÿ â êèëîãðàììàõ (êã). Îáîçíà÷àåòñÿ îáû÷íî áóêâîé m. ßâëÿåòñÿ íåèçìåííûì ïàðàìåòðîì, ÷òî íà Çåìëå, ÷òî â êîñìîñå.
Ñèëà òÿæåñòè, èçìåðÿåòñÿ â ñèñòåìå ÑÈ â Íüþòîíàõ (Í). Ýòî ñèëà, ñ êîòîðîé Çåìëÿ ïðèòÿãèâàåò òåëî, è ðàâíàÿ ïðîèçâåäåíèþ m*g. Êîýôôèöèåíò g ðàâåí 10 ì/ñ2, íàçûâàåòñÿ óñêîðåíèåì ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ. Ñ ýòèì óñêîðåíèåì íà÷èíàåò äâèãàòüñÿ òåëî îòíîñèòåëüíî çåìíîé ïîâåðõíîñòè, ëèø¸ííîå îïîðû (â ÷àñòíîñòè, åñëè òåëî ñòàðòîâàëî èç íåïîäâèæíîãî ñîñòîÿíèÿ, åãî ñêîðîñòü êàæäóþ ñåêóíäó áóäåò óâåëè÷èâàòüñÿ íà 10 ì/ñ).
À òåïåðü ðàññìîòðèì òåëî ìàññîé m, íåïîäâèæíî ëåæàùåå íà ñòîëå. Äëÿ îïðåäåë¸ííîñòè ïóñòü ìàññà ðàâíà 1 êã. Íà ýòî òåëî âåðòèêàëüíî âíèç äåéñòâóåò ñèëà òÿæåñòè mg (ñîáñòâåííî ñàìà âåðòèêàëü îïðåäåëÿåòñÿ êàê ðàç íàïðàâëåíèåì ñèëû òÿæåñòè), ðàâíàÿ 10 Í.  òåõíè÷åñêîé ñèñòåìå åäèíèö ýòó ñèëó íàçûâàþò êèëîãðàìì-ñèëîé (êãñ).
Ñòîë íå ïîçâîëÿåò ðàçãîíÿòüñÿ íàøåìó òåëó, äåéñòâóÿ íà íåãî ñ ñèëîé N, íàïðàâëåííîé âåðòèêàëüíî ââåðõ (ýòó ñèëó ïðàâèëüíåå ðèñîâàòü îò ñòîëà, íî ÷òîáû ëèíèè íå íàêëàäûâàëèñü, íàðèñóþ òîæå èç öåíòðà òåëà):
N íàçûâàåòñÿ ñèëîé ðåàêöèè îïîðû, óðàâíîâåøèâàåò ñèëó òÿæåñòè (â äàííîì ñëó÷àå ðàâíà ïî ìîäóëþ òåì æå ñàìûì 10 Íüþòîíàì), òàê ÷òî ðàâíîäåéñòâóþùàÿ ñèëà F (ñóììà âñåõ ñèë) ðàâíà íóëþ: F = mg — N = 0.
À òî, ÷òî ñèëû óðàâíîâåøåíû, ìû âèäèì èç âòîðîãî çàêîíà Íüþòîíà F = m*a, ñîãëàñíî êîòîðîìó åñëè óñêîðåíèå òåëà a ðàâíî íóëþ (òî åñòü îíî ëèáî ïîêîèòñÿ, êàê â íàøåì ñëó÷àå, ëèáî äâèæåòñÿ ðàâíîìåðíî è ïðÿìîëèíåéíî), òî ðàâíîäåéñòâóþùàÿ ñèëà F òîæå ðàâíà íóëþ.
Âîò òåïåðü ìîæíî íàêîíåö ñêàçàòü, ÷òî òàêîå âåñ — ýòî ñèëà, ñ êîòîðîé òåëî äåéñòâóåò íà ïîäñòàâêó èëè ïîäâåñ. Ñîãëàñíî òðåòüåìó çàêîíó Íüþòîíà ýòà ñèëà ïðîòèâîïîëîæíà ñèëå N è ðàâíà åé ïî ìîäóëþ. Òî åñòü â äàííîì ñëó÷àå ñîñòàâëÿåò òå æå 10 Í = 1 êãñ. Âàì, ìîæåò áûòü, ïîêàæåòñÿ, ÷òî âñ¸ ýòî èçëèøíå ñëîæíî, è íàäî áûëî ñðàçó ñêàçàòü, ÷òî âåñ è ñèëà òÿæåñòè — îäíî è òî æå? Âåäü îíè ñîâïàäàþò è ïî íàïðàâëåíèþ, è ïî âåëè÷èíå.
Íåò, íà ñàìîì äåëå îíè îòëè÷àþòñÿ ñóùåñòâåííî. Ñèëà òÿæåñòè äåéñòâóåò ïîñòîÿííî. Âåñ ìåíÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò óñêîðåíèÿ òåëà. Äàâàéòå ïðèâåä¸ì ïðèìåðû.
1. Âû ñòàðòóåòå ââåðõ íà ñêîðîñòíîì ëèôòå (ñêîðîñòíîì, ÷òîáû ôàçà óñêîðåíèÿ áûëà ýôôåêòíåå/çàìåòíåå). Âàøà ìàññà, ñêàæåì, 70 êã (âû ìîæåòå ïåðåñ÷èòàòü âñå ÷èñëà íèæå äëÿ âàøåé ìàññû). Âàø âåñ â íåïîäâèæíîì ëèôòå (ïåðåä ñòàðòîì) ðàâåí 700 Í (èëè 70 êãñ).  ìîìåíò ðàçãîíà ââåðõ ðåçóëüòèðóþùàÿ ñèëà F íàïðàâëåíà ââåðõ (èìåííî îíà âàñ è ðàçãîíÿåò), ñèëà ðåàêöèè N ïðåâûøàåò ñèëó òÿæåñòè mg, è ïîñêîëüêó âàø âåñ (ñèëà, ñ êîòîðîé âû äåéñòâóåòå íà ïîë ëèôòà) ïî ìîäóëþ ñîâïàäàåò ñ N, âû èñïûòûâàåòå òàê íàçûâàåìóþ ïåðåãðóçêó. Åñëè áû ëèôò ðàçãîíÿëñÿ ñ óñêîðåíèåì g, òî âû áû èñïûòàëè âåñ 140 êãñ, òî åñòü ïåðåãðóçêó 2g, â 2 ðàçà ïðåâûøàþùóþ âåñ â ñîñòîÿíèè ïîêîÿ. Íà ñàìîì äåëå â øòàòíîì ðåæèìå òàêèõ ïåðåãðóçîê â ëèôòàõ íå áûâàåò, óñêîðåíèå îáû÷íî íå ïðåâûøàåò 1 ì/ñ2, ÷òî ïðèâîäèò ê ïåðåãðóçêå âñåãî 1.1g. Âåñ â íàøåì ñëó÷àå ñîñòàâèò 77 êãñ. Êîãäà ëèôò ðàçîãíàëñÿ äî íóæíîé ñêîðîñòè, óñêîðåíèå ðàâíî íóëþ, âåñ âîçâðàùàåòñÿ ê íà÷àëüíûì 70 êãñ. Ïðè çàìåäëåíèè âåñ, íàïðîòèâ, óìåíüøàåòñÿ, è åñëè óñêîðåíèå ïðè ýòîì ïî ìîäóëþ ðàâíî 1 ì/ñ2, òî ïåðåãðóçêà ñîñòàâèò 0.9g. Ïðè äâèæåíèè â îáðàòíóþ ñòîðîíó (âíèç) ñèòóàöèÿ ïåðåâîðà÷èâàåòñÿ: ïðè ðàçãîíå âåñ óìåíüøàåòñÿ, íà ðàâíîìåðíîì ó÷àñòêå âåñ âîññòàíàâëèâàåòñÿ, ïðè çàìåäëåíèè âåñ óâåëè÷èâàåòñÿ.
2. Âû áåæèòå, è âàø âåñ â ñîñòîÿíèè ïîêîÿ ïî-ïðåæíåìó 70 êãñ.  ìîìåíò áåãà, êîãäà âû îòòàëêèâàåòåñü îò çåìëè, âàø âåñ ïðåâûøàåò 70 êãñ. À ïîêà âû ëåòèòå (îäíà íîãà îòîðâàëàñü îò çåìëè, äðóãàÿ — åùå íå êîñíóëàñü), âàø âåñ ðàâåí íóëþ (ïîñêîëüêó âû íå âîçäåéñòâóåòå íè íà ïîäñòàâêó, íè íà ïîäâåñ). Ýòî — íåâåñîìîñòü. Ïðàâäà, ñîâñåì êîðîòêàÿ. Òàêèì îáðàçîì, áåã — ýòî ÷åðåäîâàíèå ïåðåãðóçîê è íåâåñîìîñòè.
Íàïîìíþ, ÷òî ñèëà òÿæåñòè âî âñåõ ýòèõ ïðèìåðàõ íèêóäà íå äåâàëàñü, íå ìåíÿëàñü, è ñîñòàâëÿëà âàøè «êðîâíûå» 70 êãñ = 700 Í.
Òåïåðü ñóùåñòâåííî óäëèíèì ôàçó íåâåñîìîñòè: ïðåäñòàâüòå, ÷òî âû íàõîäèòåñü íà ÌÊÑ (ìåæäóíàðîäíîé êîñìè÷åñêîé ñòàíöèè). Ïðè ýòîì ìû íå óñòðàíèëè ñèëó òÿæåñòè — îíà ïî-ïðåæíåìó äåéñòâóåò íà âàñ — íî ïîñêîëüêó è âû, è ñòàíöèÿ íàõîäèòåñü â îäèíàêîâîì îðáèòàëüíîì äâèæåíèè, òî îòíîñèòåëüíî ÌÊÑ âû â íåâåñîìîñòè. Ìîæíî ïðåäñòàâèòü ñåáÿ ãäå óãîäíî â îòêðûòîì êîñìîñå, ïðîñòî ÌÊÑ íåìíîãî ðåàëèñòè÷íåå. )
Êàêèì áóäåò âàøå âçàèìîäåéñòâèå ñ îáúåêòàìè? Âàøà ìàññà 70 êã, âû áåð¸òå â ðóêó îáúåêò ìàññîé 1 êã, îòáðàñûâàåòå åãî îò ñåáÿ.  ñîîòâåòñòâèè ñ çàêîíîì ñîõðàíåíèÿ èìïóëüñà îñíîâíóþ ñêîðîñòü ïîëó÷èò 1-êã-îáúåêò, êàê ìåíåå ìàññèâíûé, è áðîñîê áóäåò ïðèìåðíî ñòîëü æå «ëåãêèì», êàê è íà Çåìëå. Íî åñëè âû ïîïûòàåòåñü îòòîëêíóòüñÿ îò îáúåêòà ìàññîé 1000 êã, òî âû ôàêòè÷åñêè îòòîëêíåòå ñåáÿ îò íåãî, ïîñêîëüêó îñíîâíóþ ñêîðîñòü â ýòîì ñëó÷àå ïîëó÷èòå âû ñàìè, è äëÿ ðàçãîíà ñâîèõ 70 êã ïðèä¸òñÿ ðàçâèòü áÎëüøóþ ñèëó. ×òîáû ïðèìåðíî ýòî ïðåäñòàâèòü, êàêîâî ýòî, ìîæåòå ïîäîéòè ñåé÷àñ ê ñòåíå è îòòîëêíóòüñÿ îò íå¸ ðóêàìè.
Òåïåðü âû âûøëè èç ñòàíöèè â îòêðûòûé êîñìîñ è õîòèòå ïîìàíèïóëèðîâàòü êàêèì-òî ìàññèâíûì îáúåêòîì. Ïóñòü åãî ìàññà áóäåò, êàê óïîìÿíóòî â ïîñòå https://pikabu.ru/story/kosmonavtyi_vruchnuyu_lovyat_5tonnyiy… (ñîáñòâåííî, òîò ïîñò ìåíÿ è ñïîäâèã ðàñïèñàòü âñ¸ ýòî ïîäðîáíåå), ïÿòü òîíí.
×åñòíî ñêàçàòü, ÿ áû ïðÿìî î÷åíü ïîîñòåðåãñÿ óïðàâëÿòüñÿ ñ ïÿòèòîííûì îáúåêòîì. Äà, íåâåñîìîñòü è âñå äåëà. Íî äîñòàòî÷íî ëèøü íåáîëüøîé åãî ñêîðîñòè îòíîñèòåëüíî ÌÊÑ, ÷òîáû ïðèæàòü âàì ïàëåö èëè ÷åãî-òî ïîñåðü¸çíåå. Ýòè ïÿòü òîíí ñëîæíî ïåðåìåñòèòü: ðàçîãíàòü, îñòàíîâèòü.
À óæ ïðåäñòàâëÿòü, êàê ïðåäëîæèë îäèí ÷åëîâåê, ñåáÿ ìåæäó äâóìÿ îáúåêòàìè ìàññîé ïî 100 òîíí è âîâñå íå õî÷åòñÿ. Ìàëåéøåå èõ âñòðå÷íîå äâèæåíèå, è îíè âàñ ñ ë¸ãêîñòüþ ïðèäàâÿò.  ïîëíåéøåé, ÷òî õàðàêòåðíî, íåâåñîìîñòè. )
Íó è íàêîíåö. Åñëè âû áóäåòå âåñåëî ëåòåòü ïî ÌÊÑ è óäàðèòåñü îá ñòåíêó/ïåðåáîðêó, òî âàì áóäåò áîëüíî ðîâíî òàê æå, êàê åñëè áû âû ñ òîé æå ñêîðîñòüþ áåæàëè è óäàðèëèñü îá ñòåíó/êîñÿê â ñâîåé êâàðòèðå. Ïîòîìó ÷òî óäàð óìåíüøàåò âàøó ñêîðîñòü (òî åñòü ñîîáùàåò âàì óñêîðåíèå ñî çíàêîì ìèíóñ), à âàøà ìàññà îäèíàêîâà â îáîèõ ñëó÷àÿõ. À çíà÷èò ïî âòîðîìó çàêîíó Íüþòîíà è ñèëà âîçäåéñòâèÿ áóäåò ñîðàçìåðíà.
Ðàäóåò, ÷òî â ôèëüìàõ ïðî êîñìîñ («Ãðàâèòàöèÿ», «Èíòåðñòåëëàð», ñåðèàë «The Expanse») âñ¸ áîëåå ðåàëèñòè÷íî (ïóñòü è íå áåç îãðåõîâ òèïà Äæîðäæà Êëóíè, áåçíàä¸æíî îòòàñêèâàåìîãî îò Ñàíäðû Áóëëîê íåâåäîìîé ñèëîé) îòîáðàæàþò áàçîâûå âåùè, îïèñàííûå â ýòîì ïîñòå.
Ðåçþìèðóþ. Ìàññà «íåîò÷óæäàåìà» îò îáúåêòà. Åñëè îáúåêò ñëîæíî ðàçîãíàòü íà Çåìëå (îñîáåííî åñëè âû ïîñòàðàëèñü ìèíèìèçèðîâàòü òðåíèå), òî åãî òàê æå ñëîæíî ðàçîãíàòü è â êîñìîñå. À ÷òî êàñàåòñÿ âåñîâ, òî êîãäà âû íà íèõ ñòàíîâèòåñü, îíè ïðîñòî èçìåðÿþò ñèëó, ñ êîòîðîé èõ ñäàâëèâàþò, è äëÿ óäîáñòâà îòîáðàæàþò ýòó ñèëó íå â Íüþòîíàõ, à â êãñ. Íå äîïèñûâàÿ ïðè ýòîì áóêâó «ñ», ÷òîáû âàñ íå ñìóùàòü. )
Краткое описание документа:
Результатом освоения учебной дисциплины Физика являются, подлежащие проверке
умения:
-описывать и объяснять физические явления и свойства тел: движение небесных тел и ИСЗ, свойства газов, жидкостей и твердых тел, электромагнитную индукцию, распространение электромагнитных волн, волновые свойства света, излучение и поглощение света атомом, фотоэффект;
-делать выводы на основе экспериментальных данных;
-отличать гипотезы от научных теорий;
-применять полученные знания по физике для решения физических задач;
-приводить примеры, показывающие, что наблюдения и эксперимент являются основой для выдвижения гипотез и теорий, позволяют проверить истинность теоретических выводов, физическая теория дает возможность объяснять известные явления природы и научные факты, предсказывать еще неизвестные явления;
-приводить примеры практического использования физических знаний законов механики, термодинамики, электродинамики в энергетике, различных видов электромагнитных излучений для развития радио и телекоммуникаций, квантовой физики в создании ядерной энергетике, лазеров;
-воспринимать и на основе полученных знаний самостоятельно оценивать информацию, содержащуюся в сообщениях СМИ, Интернете, научно-популярных статьях;
-определять характер физического процесса по графику, таблице, формуле;
-измерять ряд физических величин, представляя результаты измерений с учетом их погрешности;
-использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: для обеспечения безопасности жизнедеятельности в процессе использования транспортных средств, бытовых электроприборов, средств радио и телекоммуникаций, рационального природопользования и охраны окружающей среды.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
знания:
-смысл понятий: физическое явление, гипотеза, закон, теория, вещество, взаимодействие, электромагнитное поле, волна, фотон, атом, атомное ядро, ионизирующие излучения, планета звезда, галактика, Вселенная;
-смысл физических величин: скорость, ускорение, масса, сила, импульс, работа, механическая энергия, внутренняя энергия, абсолютная температура, средняя кинетическая энергия, количество теплоты, элементарный электрический заряд;
-смысл физических законов классической механики, всемирного тяготения, сохранения энергии, импульса, электрического заряда, термодинамики, электромагнитной индукции;
-вклад российских и зарубежных ученых оказавших наибольшее влияние на развитие физики.
Перечень объектов контроля и оценки
Объекты оценивания | Критерии |
ОК-1. Способность самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять своё научное мировоззрение. | Своевременность выполнения практической работы. Выполнение работы в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений; |
ПК-1. Способность свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения научно-инновационных задач и способностью свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и синтеза физической информации | Своевременность выполнения практической работы. Выполнение работы в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений; |
ПК-2. Способность организовать и планировать физические исследования и способностью использовать полученные знания по физике в процессе учебной деятельности для решения профессиональных задач. | Самостоятельно и рационально выбрать и подготовить для опыта все необходимое оборудования, все опыты провести в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью; Своевременность; |
У-1. Уметь проводить наблюдения | Своевременность выполнения практической работы. Выполнение работы в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений; |
У-2. Уметь планировать и выполнять эксперименты | Своевременность выполнения практической работы. Выполнение работы в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений; |
У-3. Уметь применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ, практического использования физических знаний | Своевременность выполнения практической работы. Выполнение работы в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений; |
У-4. Уметь использовать приобретенные знания и умения для решения практических задач повседневной жизни, обеспечения безопасности собственной жизни, рационального природопользования и охраны окружающей среды | Своевременность выполнения практической работы. Выполнение работы в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений; |
3-1. Знать смысл понятий: физическое явление, гипотеза, закон, теория, вещество, взаимодействие, электромагнитное поле, | Обнаруживать полное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, знание законов и теорий, умеет подтвердить их конкретными примерами, применить в новой ситуации и при выполнении практических заданий; |
3-2. Смысл физических величин: скорость, ускорение, масса, импульс, сила, работа, механическая энергия, внутренняя энергия, абсолютная температура, средняя кинетическая энергия, количество теплоты, электрический заряд | Технически грамотно выполнять физические опыты, чертежи, схемы, графики, сопутствующие ответу, правильно записывает формулы, пользуясь принятой системой условных обозначений; |
3-3. Смысл физических законов всемирного тяготения, сохранения энергии, импульса, электрического заряда, термодинамики, | Дать точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения; |
Критерии оценивания заданий
Оценка в пятибалльной шкале | Критерии оценки | Количество правильно данных вопросов |
«2» | Выполнено менее 70% задания | Даны верные ответы менее, чем на 55 вопросов |
«3» | Выполнено70-79% задания | Даны верные ответы на 62-65вопроса |
«4» | Выполнено 80-89% задания | Даны верные ответы на 68-70вопросов |
«5» | Выполнено более 90% задания | Данные верные ответы на 72-75вопросов |
Критерии оценивания заданий:
За каждое правильно выполненное тестовое задание (верный ответ) ставится 1 балл,за правильное выполненное ситуационное задание (верный ответ) ставится 2 балла, за
неверный ответ — 0 баллов.
«отлично» — 79-82
«хорошо» — 75-77
«удовлетворительно» — 69-72
«неудовлетворительно» — менее 60
Время выполнение заданий -240мин
Количество вариантов-2
Критерии оценивания выполнения практического задания
Своевременность выполнения практической работы.
Выполнение работы в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности
проведения опытов и измерений;
-демонстрация знаний сущности основных физических законов;
— демонстрация знаний при решении задач и заданий по физике;
— обучающийся демонстрирует полное понимание основных законов, понятий и явленийфизики.
Примечание: ответы на вопросы, оцениваемые в 2 балла, подтверждаются выполненным письменным решением.
Что такое атомная масса?
Согласно современным научным представлениям все вещества состоят из атомов.
Атом – это минимальное количество вещества, обладающее его химическими свойствами.
Как выглядит атом? Принято считать, что он представляет собой довольно плотный шарик со сложной структурой. Планетарная модель атома предполагает, что в центре атома находится плотное и тяжелое, положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются электронные облака (отрицательно заряженные) на различных орбитальных (энергетических) уровнях.
Ядро, в свою очередь, состоит из нуклонов (протонов и нейтронов), которые и составляют основную массу атома (около 99%).
Однако такая модель строения атома, разделяющая его на положительные и отрицательные составляющие, слишком сложна, громоздка и весьма противоречива. Например, неясно, почему отрицательные электроны не падают на положительное ядро, а вращаются вокруг него с бешеной скоростью? И какая сила удерживает в крохотном ядре положительно заряженные протоны?
Кроме того, при изучении его составляющих выясняется, что и они имеют сложные структуры, изучение которых уходит куда-то в дурную бесконечность, не имеющую никакого смысла.
И мне пришла в голову идея отказаться от полярной модели атома, а рассматривать его как элемент множества, составляющего химическое вещество.
Такой подход значительно упрощает математическую модель атома и позволяет избавиться от множества искусственно созданных противоречий.
Мы не будем рассматривать атомы как отдельные «шарики». Вещество (будь то газ, жидкость или твердое тело) – это довольно однородная масса. И нам нет нужды разбивать его на какие-то элементарные «первокирпичики».
Физические (а также биологические – на определенном уровне развития) свойства вещества определяются химическими элементами, из которых оно состоит.
Химический элемент – это множество довольно однородных (похожих по своим свойствам) атомов. Здесь можно провести аналогию с видами животных или растений в биологии. Например, есть вид приматы, который включает в себя множество обезьян. Различные подвиды и популяции аналогичны изотопам химических элементов.
Что же является основной, определяющей характеристикой атома, от которой зависят его химические свойства? Это атомная масса! И это неудивительно, ведь известная всем периодическая таблица химических элементов Менделеева построена именно по этому принципу. Именно масса атома определяет её химические свойства!
Что такое атомная масса? Это константа, которая задаёт силу притяжения ядра. Здесь хороша аналогия с гравитационным ускорением планеты. У каждого небесного тела есть своя гравитационная характеристика, которая и задает её свойства (размер, плотность, массу, температуру, положение в пространстве относительно других тел и т.д.). У Земли это число g = 9,80665 м/с.
Каждый атом представляет собой некую индивидуальность, обладающую элементарным сознанием, т.е. возможностью некоего выбора. Не надо смеяться или закатывать глазки, это не имеет ничего общего с мистикой или религией! Это всего-навсего природное свойство, физический закон, лежащий в основе саморазвития материи.
Выбор этот состоит в том, чтобы взять вещество себе (эгоизм) или отдать от себя (альтруизм). Та частица, которая отдаёт больше, чем получает, считается положительно заряженной. Та, которая больше получает, чем отдаёт – отрицательно заряженной. И наконец, та частица, которая соблюдает некую гармонию с окружающим миром, воспринимается как электрически нейтральная.
Если посмотреть на таблицу Менделеева, то мы видим, что химические элементы в ней расположены в некой периодической последовательности. С возрастанием атомной массы увеличивается и сложность строения атома и его валентность, т.е. способность вступать в различные сложные химические соединения. Но при достижении некоего предела начинается новый период химической таблицы. И вещество напоминает по своим свойствам элемент из верхней строчки таблицы, но уже на другом – более высоком и сложном атомном уровне. Такие вертикальные ряды в таблице Менделеева имеют свои названия (например, галогены, щелочноземельные металлы и т.д.).
Т.е. усложнение строения вещества происходит как бы по расширяющейся спирали, на каждом витке которого есть похожие, резко разграниченные периоды развития. Переход от одного уровня к другому происходит скачкообразно, квантово. Именно это и служит причиной разнообразия и сложности строения материи и определяет законы её эволюции.
Продолжение следует…