В физике различают понятия микромир и макромир - соответственно как область физических исследований микрочастиц и привычных нам объектов природы, с которыми обычно сталкивается человек.

Представления о строении материи находят свое выражение в борьбе 2 концепций:

· прерывности или дискретности - корпускулярная концепция (неизменность атомов; все явления природы - результат движения частиц образованных из единой материи, все на Земле состоит из корпускул - мини частиц, т.е. прерывность и дискретность материи).

· непрерывности - континуальная концепция (существует 2 вида материи: вещество и поле, различия между которыми фиксируется на уровне явлений микромира, материя состоит из непрерывных волн, т.е. постоянство материи).

Эти две противоположные концепции описания природы пришли к компромиссу в теории корпускулярно-волнового дуализма (свет обладает и свойствами непрерывных электромагнитных волн и свойствами дискретных фотонов).

Частицы неотделимы от создаваемых ими полей и каждое поле вносит свой вклад в структуру частиц, обуславливая их свойства; единство корпускулярных и волновых свойств всех частиц и фотонов. В этом проявляется единство прерывности и непрерывности в структуре материи. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М.: Культура и спорт, 2003.-367с.

2. Молекулярно-кинетическая теория газа

Макромир описывают 3 концепции:

1. Механическое движение системы описывается классической механикой Ньютона.

2. Внутреннее строение системы и её свойства описывает МКТ.

3. Процессы превращения энергии в системе описываются классической термодинамикой.

Основные положения молекулярно-кинетической концепции.

1. Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении. Интенсивность движения зависит от температуры, поэтому температура - хаотичности системы.

2. Между частицами существуют силы взаимодействия - притяжения и отталкивания. Природа этих сил - электромагнетизм.

3. В отличие от механического движения, нагревание и охлаждение систем может привести к изменению их физических свойств (фазовые переходы - жидкость, газ, твердое тело и т.п.). Фаза - это часть системы, имеющая границу и сохраняющаяся внутри основного физического свойства системы (Давлении, температуре, объеме).

Все эти положения экспериментально доказаны. Подтверждаются явлениями диффузии, броуновского движения и т.д. Количественное подтверждение этой концепции - газовые законы для идеальных газов. Липсон Г. Великие эксперименты в физике. - М.: Мир, 2000.-321с.

Идеальный газ

1. Расстояние между молекулами во много раз превышает размеры самих молекул, причем, размеры молекул применяются за материальную точку.

2. Между молекулами нет сил межмолекулярного взаимодействия.

Идеального газа не существует, но можно приблизиться к идеальному газу - при низком давлении и высокой температуре молекулы движутся, практически не задевая друг друга. Вещество звезд, находящихся на главной последовательности диаграммы Герцшпрунга-Рессела, на определенной глубине находится в состоянии, очень близком к идеальному газу, несмотря на высокую плотность. Кудрявцев П.С. Курс истории физики. Учебн. пособие. - М.: Просвещение, 2001.-358с.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории для идеального газа:

k - постоянная Больцмана.

Этот закон записан для одного моля газа.

- для n-ного количества молей. Если газ одноатомный.

Данный атом имеет три степени свободы (3 координаты, так как вращение вокруг собственной оси не учитывается. i=3

Если газ двухатомный, то i=5 (поступательное).

Если газ многоатомный, но молекула линейная, то степеней свободы будет 5, если многоатомный, но нелинейный, то 6. Все степени свободны являются равноправными и вносят одинаковый вклад в среднюю кинетическую энергию.

3. Основные газовые законы для идеальных газов

К началу XX века были определены размеры, массы и скорости движения молекул, выяснено расположение атомов в молекулах, т. е. была окончательно разработана молекулярно-кинетическая теория строения веществ. Первым основным положением молекулярно-кинетической теории является утверждение, что все вещества состоят из молекул. Молекулой называется минимальная частица вещества, сохраняющая его химические свойства. Каждое физическое тело состоит из огромного числа молекул.

Вторым основным положением молекулярно-кинетической теории является утверждение, что молекулы находятся в непрерывном движении. Третье положение молекулярно-кинетической теории состоит в том, что между молекулами существуют силы взаимодействия - силы притяжения и силы отталкивания.

По современным воззрениям квантовый объект - это не частица и не волна, и даже ни то и другое одновременно. Квантовый объект - это нечто третье, для выражения которого у нас нет соответствующих понятий, соответствующего языка. Мы вынуждены говорить на классическом языке. Но для возможно более полного представления о микрообъекте мы должны использовать два типа микроприборов: один - позволяющий изучать волновые свойства микрообъекта, другой - его корпускулярные свойства. Эти свойства являются несовместимыми в отношении их одновременного проявления, но они оба в равной мере характеризуют микрообъект, а потому не противоречат, а дополняют друг друга. Эта идея была высказана Х.Д. Бором и положена им в основу принципа дополнительности. Принцип дополнительности как общий принцип познания может быть сформулирован следующим образом: всякое истинно глубокое явление природы не может быть определено однозначно и требует для своего определения, по крайней мере, двух взаимоисключающих, дополнительных понятий. Например, иллюстрацией принципа дополнительности в какой-то мере может служить совместное существование науки искусства как двух различных способов изучения окружающего мира.

Список литературы