Виды , свойства , материи

Содержание.

I. Введение ………………………………………………………………….3

II. Основная часть

1)     Происхождение, развитие и виды материи………………………4

2)     Кварки и их свойства, дробный заряд…………………… ………7

3)     Четыре состояния веществ. Что такое плазма?…………..………9

4)     Почему атом, химический элемент и элементарные частицы так называются?......................................................................................10

5)     Отличие вещества от поля…………………………………………13

6)     Гравитационная и интерная массы. Их эквивалентность и отличии друг от друга………………………………………………………...13

III. Заключение………………………………………………………………16

IV. Список литературы ……………………………………………………..17

Введение.

Материя - объективная реальность, данная человеку в его ощущениях, которые копируются, отображаются нашими ощущениями и существуют независимо              от              них.
       Нас окружает множество предметов, процессов, свойств и отношений. Некоторые свойства и состояния вещей во всех превращениях сохраняются. Мыслители назвали их первоматерией. Одни философы считают, что все вещи состоят из жидкой материи (воды), другие - из огненной, третьи - из воды,              огня,              земли                            и              воздуха.
       На этой основе возникли первые идеи о возникновении Солнечной системы и Земли, гипотезы о строении вещества.
Еще в V веке до н.э. возникла идея об атомном строении вещества.
В XVII - XVIII вв. она считается господствующей: материя - совокупность атомов, совершаюших механическое движение в пустоте. Исходя из этого, Ньютон ввел в физику понятие массы, сформулировал закон всемирного тяготения.
        В конце XIX века выяснилось, что атом делим и состоит из элементарных              частиц-              ядер              и              электронов.                                                        Возникла необходимость в понимании связи материи, движения, пространства              и              времени.
Некоторые физики и философы считали, что материально лишь то, что вещественно.
         Раньше масса считалась мерой количества материи. Изменение массы в связи с изменением скорости движения материи было истолковано так, будто материя исчезает и материализм терпит крах.
С точки зрения диалектики, материя есть объективная реальность. Она проявляется в бесчисленных свойствах: движение, пространство, время, отражение.

Происхождение, развитие и виды материи.

Материя — это все то, что прямо или косвенно действует на органы чувств человека и другие объекты. Окружающий нас мир, все существующее вокруг нас представляет собой материю. Неотъемлемое свойство материи — движение.

Движение материи — любые изменения, происходящие с материальными объектами в результате их взаимодействия.

Материя не существует в бесформенном состоянии, из нее образуется сложная иерархическая система материальных объектов различных масштабов и сложностей.

Для естествоиспытателей представляет интерес не материя или движение вообще, а конкретные виды материи и движения.

            Все предметы существуют вне зависимости от сознания, отображаясь в              наших              ощущениях.
          Вещи              -конкретные              формы проявления материи.
Движение
Движение - это способ существования материи. Существуют его разные формы: механическое, физическое, химическое, биологическое, социальное.
Пространство              и              время
Пространство и время - всеобщие формы существования материи.
Пространство - форма координации сосуществующих объектов, состояний материи.
Время - форма координации сменяющихся объектов и их состояний.
Всеобщая              связь              и              взаимодействие
          Любой предмет -              звено              в              бесконечной              цепи.
В неорганической природе существуют механическая, физическая и химическая связи. В живой природе - ...и биологическая, в обществе - ...и социальная.
           Связь - это зависимость одного предмета от другого.
Определенный тип связи и взаимодействия образуют направление. Во Вселенной нет ничего окончательно завершенного. Все находится в пути к нему, что рождает развитие. Развитие необратимо: через одно и то же состояние все происходит лишь однажды.

Развитие материи.

Формы развития материи присущи самым разным формам живой материи -
микробам, насекомым и животным, что и является критерием их выявления. Но только люди, овладев познанием мира, научились эти формы развития материи создавать, осваивать и совершенствовать. Другое дело, что для осознанного применения таких знаний важно видеть эти формы как единую иерархию, а иначе этими формами люди оперируют случайно, по наитию или интуиции в отдельности. В мировоззренческой матрице ВНМС формы развития материи составляют иерархию по имени "Экономия", которая определяет одно из двух измерений этой матрицы. При этом в целом эта иерархия определяет области деятельности" человека, "организации" или "социума", а матрицаметодологической надстройки ВНМС позволяет формировать знания для прогресса человека и социума. Благодаря этому, легко понять роль современного государства в обеспечении прогресса человека и общества, хотя пока что многие науки развиваются фрагментарно, в отрыве друг от друга, поэтому их знания не составляют знаний о мире в целом. Современное общество крайне нуждается именно в единых, подлинных знаниях о мире в целом.

Мы не можем утверждать, что такие же формы не существуют в неживой материи: она является "колыбелью жизни", а её сложные формы в истории Земли постепенно сформировали и материальные условия для появления и развития форм живой материи - наличие воды, углерода, кислорода, азота, фосфора и так далее. Поэтому наше понятие "форма развития материи" не содержит имени "живая". Формы развития материи обеспечивают сначала жизнь (Природа), а затем и прогресс человечества (Наука, Техника, Технология, Организация и Экономия). Понятия "техника" и "технология" общеизвестны, поэтому комментировать одноимённые формы развития материи нет необходимости.

Виды материи.

В современном естествознании различают 3 вида материи:

1.      Вещество — основной вид материи, обладающий массой. К вещественным объектам относятся элементарные частицы, атомы, молекулы, многочисленные образовавшиеся из них материальные объекты. В химии вещества подразделяются на простые (с атомами одного химического элемента) и сложные (химические соединения). свойства вещества зависят от внешних условий и интенсивности взаимодействия атомов и молекул. Это и обуславливает различные агрегатные состояния вещества (твердое, жидкое, газообразное + плазма при сравнительно высокой температуре) переход вещества из одного состояния в другое можно рассмотреть как один из видов движения материи.

2.      Физическое поле — особый вид материи, который обеспечивает физическое взаимодействие материальных объектов и систем.

Физические поля:

      Электромагнитное и гравитационное

      Поле ядерных сил

      Волновые (квантовые) поля

Источник физических полей — элементарные частицы. Направление для электромагнитного поля — источник, заряженные частицы

Физические поля, которые создаются частицами переносят взаимодействие между этими частицами с конечной скоростью.

Квантовые теории — взаимодействие обусловлено обменом квантами поля между частицами.

3.      Физический вакуум — низшее энергетическое состояние квантового поля. Этот термин введен в квантовой теории поля для объяснения некоторых микропроцессов.

Среднее число частиц (квантов поля) вакууме равно нулю, однако в нем могут рождаться виртуальные частицы, то есть частицы в промежуточном состоянии, существующие короткое время. Виртуальные частицы влияют на физические процессы.

Принято считать, что не только вещество, но и поле и вакуум имеют дискретную структуру. Согласно квантовой теории поле, пространство и время в очень малых масштабах образуют пространственно-временную среду с ячейками. Квантовые ячейки настолько малы (10-35–10-33 ), что их можно не учитывать при описании свойств электромагнитных частиц, считая пространство и время непрерывными.

Вещество воспринимается как непрерывная сплошная среда. для анализа и описания свойств такого вещества в большинстве случаев учитывается только его непрерывность. Однако, то же вещество при объяснении тепловых явлений, химических связей, электромагнитных излучений рассматривается как дискретная среда, которая состоит из взаимодействующих между собой атомов и молекул.

Дискретность и непрерывность присущи физическому полю, но при решении многих физических задач принято считать гравитационное, электромагнитное и другие поля непрерывными. Однако в квантовой теории поля предполагается, что физические поля дискретны, следовательно, для одних и тех же видов материи характерна прерывность и непрерывность.

Для классического описания природных явлений достаточно учитывать непрерывные свойства материи, а для характеристики различных микропроцессов — дискретные.

Непрерывность и дискретность — неотъемлемые свойства материи.

2)     Кварки и их свойства, дробный заряд.

          Ква́рк — элементарная частица в квантовой хромодинамике, рассматриваемая как составная часть адронов. Известно 6 разных видов кварков, для различия которых вводится такое понятие как «аромат». Для краткости кваркам присвоены следующие имена: u-кварк, d-кварк, c-квар Особенностью кварков является то, что они не наблюдаются в свободном состоянии. Это означает, что хотя они могут быть внутри адронов, но при распаде частиц кварки каким-то образом комбинируются так, что в результате в продуктах распада видны не кварки, а только какие-то элементарные частицы. Данную ситуацию описывают как конфайнмент, то есть удержание кварков внутри адронов.  Вследствие ненаблюдаемости кварков все их свойства определяются путём расчётов косвенным путём через свойства адронов.

U-кварк и d-кварк имеют наименьшие массы среди кварков. При распадах адронов, протекающих очень быстро, входящие в состав некоторых адронов более массивные кварки должны преобразовываться в конце концов в u-кварки и d-кварки. В семействе адронов только нуклоны, состоящие из u-кварков и d-кварков, имеют наибольшее время жизни, так что маломассивные кварки наиболее стабильны и распространены во вселенной. Для рождения новых адронов и массивных кварков требуются столкновения частиц с большой энергией, как это происходит в ускорителях частиц и при взаимодействии космических лучей с веществом.

к, s-кварк, t-кварк, b-кварк.

Свойства кварок.

          В силу неизвестных пока причин, кварки естественным образом группируются в три так называемые поколения (они так и представлены в таблице). В каждом поколении один кварк обладает зарядом +2/3, а другой — −1/3. Подразделение на поколения распространяется также и на лептоны.

Кварки участвуют в сильных, слабых и электромагнитных взаимодействиях. Сильные взаимодействия (обмен глюоном) могут изменять цвет кварка, но не меняют его аромат. Слабые взаимодействия, наоборот, не меняют цвет, но могут менять аромат. Необычные свойства сильного взаимодействия приводят к тому, что одиночный кварк не может удалиться на какое-либо заметное расстояние от других кварков, а значит, кварки не могут наблюдаться в свободном виде (явление, получившее название конфайнмент). Разлететься могут лишь «бесцветные» комбинации кварков — адроны.

Дробный заряд.

Однако кварки не казались вполне совершенным ответом. Гелл-Манн и Цвейг признали, что их идея имеет серьезные проблемы. Одна из них связана с необходимостью дробного заряда кварков, который должен быть связан с известными зарядами мезонов и барионов. Однако, частицы с таким дробным зарядом никогда ранее не наблюдались.

Перед Гелл-Манном и Цвейгом стояли две другие серьезные проблемы, которые нужно было разрешить до принятия их теории. Во-первых, кварки не наблюдались, и никто не мог объяснить этот факт. Во-вторых, можно было предположить различные комбинации кварков, но эти другие комбинации никогда не были обнаружены экспериментально.

3) Четыре состояния веществ. Что такое плазма.

Пла́зма (от греч. πλάσμα «вылепленное», «оформленное») — в физике и химии полностью или частично ионизированный газ, который может быть как квазинейтральным, так и неквазинейтральным. Плазма иногда называется четвёртым (после твёрдого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества. Плазма обычно разделяется на идеальную и неидеальную, низкотемпературную и высокотемпературную, равновесную и неравновесную, при этом довольно часто холодная плазма бывает неравновесной, а горячая равновесной.

4) Почему атом, химический элемент и элементарные частицы так называются?

История становления понятия.

Понятие об атоме как о наименьшей неделимой части материи было впервые сформулировано древнеиндийскими и древнегреческими философами (см.: атомизм). В XVII и XVIII веках химикам удалось экспериментально подтвердить эту идею, показав, что некоторые вещества не могут быть подвергнуты дальнейшему расщеплению на составляющие элементы с помощью химических методов. Однако в конце XIX — начале XX века физиками были открыты субатомные частицы и составная структура атома, и стало ясно, что атом в действительности не является «неделимым».

На международном съезде химиков в г. Карлсруэ (Германия) в 1860 г. были приняты определения понятий молекулы и атома. Атом — наименьшая частица химического элемента, входящая в состав простых и сложных веществ.

Модели атомов

        Кусочки материи. Демокрит полагал, что свойства того или иного вещества определяются формой, массой, и пр. характеристиками образующих его атомов. Так, скажем, у огня атомы остры, поэтому огонь способен обжигать, у твёрдых тел они шероховаты, поэтому накрепко сцепляются друг с другом, у воды — гладки, поэтому она способна течь. Даже душа человека, согласно Демокриту, состоит из атомов.

        Модель атома Томсона (модель «Пудинг с изюмом», англ. Plum pudding model). Дж. Дж. Томсон предложил рассматривать атом как некоторое положительно заряженное тело с заключёнными внутри него электронами. Была окончательно опровергнута Резерфордом после проведённого им знаменитого опыта по рассеиванию альфа-частиц.

        Ранняя планетарная модель атома Нагаоки. В 1904 году японский физик Хантаро Нагаока предложил модель атома, построенную по аналогии с планетой Сатурн. В этой модели вокруг маленького положительного ядра по орбитам вращались электроны, объединённые в кольца. Модель оказалась ошибочной.

        Планетарная модель атома Бора-Резерфорда. В 1911 году[3] Эрнест Резерфорд, проделав ряд экспериментов, пришёл к выводу, что атом представляет собой подобие планетной системы, в которой электроны движутся по орбитам вокруг расположенного в центре атома тяжёлого положительно заряженного ядра («модель атома Резерфорда»). Однако такое описание атома вошло в противоречие с классической электродинамикой. Дело в том, что, согласно классической электродинамике, электрон при движении с центростремительным ускорением должен излучать электромагнитные волны, а, следовательно, терять энергию. Расчёты показывали, что время, за которое электрон в таком атоме упадёт на ядро, совершенно ничтожно. Для объяснения стабильности атомов Нильсу Бору пришлось ввести постулаты, которые сводились к тому, что электрон в атоме, находясь в некоторых специальных энергетических состояниях, не излучает энергию («модель атома Бора-Резерфорда»). Постулаты Бора показали, что для описания атома классическая механика неприменима. Дальнейшее изучение излучения атома привело к созданию квантовой механики, которая позволила объяснить подавляющее большинство наблюдаемых фактов.

Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числом протонов, совпадающим с порядковым (атомным) номером в таблице Менделеева. Каждый химический элемент имеет свои название и символ, которые приводятся в Периодической системе элементов Дмитрия Ивановича Менделеева.

              Слово «элемент» (лат. elementum) использовалось еще в античности (Цицероном, Овидием, Горацием) как часть чего-то (элемент речи, элемент образования и т. п.). В древности было распространено изречение «Как слова состоят из букв, так и тела — из элементов». Отсюда — вероятное происхождение этого слова: по названию ряда согласных букв в латинском алфавите: l, m, n, t («el» — «em» — «en» — «tum»).[4]

Близкое к современному пониманию понятие химического элемента отражала новая система химической философии, изложенная Робертом Бойлем в книге «Химик-скептик» (1661). Бойль указал, что ни четыре стихии Аристотеля, ни три принципа алхимиков не могут быть признаны в качестве элементов. Элементы, согласно Бойлю — практически неразложимые тела (вещества), состоящие из сходных однородных (состоящих из первоматерии) корпускул, из которых составлены все сложные тела и на которые они могут быть разложены. Корпускулы могут различаться формой, размером, массой. Корпускулы, из которых образованы тела, остаются неизменными при превращениях последних.

Элемента́рная части́ца — собирательный термин, относящийся к микрообъектам в субъядерном масштабе, которые невозможно расщепить на составные части.

Следует иметь в виду, что некоторые элементарные частицы (электрон, фотон, кварки и т. д) на данный момент считаются бесструктурными и рассматриваются как первичные фундаментальные частицы. Другие элементарные частицы (так называемые составные частицы — протон, нейтрон и т. д.) имеют сложную внутреннюю структуру, но, тем не менее, по современным представлениям, разделить их на части невозможно.

              5) Отличие вещества от поля.

Вещество состоит из атомов и молекул. Хаpактеpной особенностью вещества является его делимость на независимые, самостоятельно существующие части.

Поле есть особый вид матеpии, отличный от вещества, обладающий единством и не поддающийся вследствие этого pазбиению на самостоятельно существующие части. Поле заполняет все пpостpанство.

Поле, в отличие от вещества, не имеет внутренних пустот, обладает абсолютной плотностью.

        Поле (в классическом смысле)

o         Электромагнитное поле

o         Гравитационное поле

        Квантовые поля различной природы. Согласно современным представлениям квантовое поле является универсальной формой материи, к которой могут быть сведены как вещества, так и классические поля

Материальные объекты неясной физической природы

        Тёмная материя

        Тёмная энергия

6. Гравитационная и интерная массы. Их эквивалентность и отличии друг от друга.

Инертная  масса  m  выступает как коэффициент пропорциональности между импульсом  и скоростью  или между силой и ускорением

В основе определения этой массы лежат инертные свойства тел.

      Однако тела обладают не только свойствами инерции, но и способностью возбуждать в окружающем  пространстве гравитационные поля (по аналогии с зарядами в электричестве), при этом сила взаимодействия 

между двумя точечными телами записывается:

Здесь   mg    –  гравитационная  масса,  коэффициент G  введен  для  согласования  системы  единиц,  чтобы  инертная и гравитационная массы измерялись в одних единицах. Важно подчеркнуть, что инерция тел и их способность  возбуждать  гравитационные  поля  не  должны  рассматриваться  как  взаимосвязанные  или,  тем  более, тождественные свойства. В принципе, задавая расстояние r и силу F известными единицами, можно 

при любом                                                        g

              G выбрать единицы гравитационных масс m  .

 Итак,    физический      закон,    установленный       Ньютоном:       сила    гравитационного взаимодействия  пропорциональна  их инертным массам, то есть инертная масса тела пропорциональна его гравитационной   g                                                               массе. Единицы гравитационной массы m  можно выбрать такими же, как и для инертной массы m .

      Это  фундаментальный  физический  закон  - закон  эквивалентности  инертной  и  гравитационной  масс.

Таким  образом,  можно  сформулировать  обобщенный  закон  Галилея:  все  тела  при  свободном  падении  в  одном  и  том  же  гравитационном  поле  приобретают  одинаковое  ускорение  (мы  уже  им  пользовались  в 

предыдущем параграфе). Обобщенный закон Галилея соответствует принципу эквивалентности инертной и  гравитационной масс. 

Принцип эквивалентности сил инерции и сил гравитации.    Эквивалентность  инертной  и  гравитационной  масс  имеет  фундаментальное  значение  для  понимания природы тяготения. А. Эйнштейн обратил на это внимание и задавался вопросом: почему законы природы  записываются  в  одинаковой  форме   только  в  специальных  системах  отсчета  (СО),  которые   движутся  равномерно  и  прямолинейно  относительно  друг  друга  –             т.е.  в  инерциальных  СО  (ИСО).  Это  понять  и  объяснить достаточно трудно, поскольку реально выделить такую систему отсчета в реальном физическом  пространстве невозможно. Но классическая механика и СТО базируются как раз на существовании, хотя бы  в  принципе,  инерциальных  систем  отсчета.  По  мнению  Эйнштейна,  это  противоестественно,  физические  законы должны иметь одинаковую форму в любых системах отсчета.                                                                                                                               В чем состоит недостаток неинерциальных СО? В них появляются не ньютоновы силы – силы инерции. 

Эти силы пропорциональны инертной массе тела.

      С   другой   стороны   в   ИСО   могут   действовать   гравитационные   силы,   которые   пропорциональны  гравитационной массе.                                                         Но  экспериментально  показано,  что  инертная  и  гравитационная  массы  эквивалентны,  следовательно, можно  сделать  вывод,  что  силы инерции эквивалентны  силам гравитации. Эти рассуждения пригодны как  для механики малых скоростей, так и для релятивистской механики.

Заключение.

Вашему вниманию были предложены некоторые из возможных подходов к анализу процессов происходящих в окружающем нас Мире – это, прежде всего рассмотрение основных свойств материи, применение которых позволило несколько иначе интерпретировать некоторые физические явления, хотя и со значительным упрощением. Необходимо отметить, что более детальное развитие анализа происходящих явлений требует значительных затрат во времени, да и значительного запаса знаний, это требует подключения коллектива для работы в предлагаемом направлении. Вполне естественно, что изложенная точка зрения на физическую природу затрагиваемых явлений является субъективной, а поэтому не может претендовать на абсолютную истину, но я надеюсь, что некоторые из положений могут объяснить правильно часть физических явлений. Что касается практической проверки, то помимо известных мне явлений, которые вписывались в рассматриваемые модели, можно предложить проведение некоторых экспериментов. Одним из них является изучение активности радиоактивных элементов на поверхности Земли и в космосе, а также в реакторах при облучении зоны реакции электромагнитными полями.

Помимо предлагавшейся Вашему вниманию устойчивой модели коллапса, можно рассматривать и другие модели, так в некоторой степени я представляю, как может устойчиво существовать модель антиколлапса, хотя недостаточно ясно, для того чтобы производить из нее построение связанных систем.

Список литературы :

1. Алексеев П.В. Философия /Алексеев П.В., Панин А.В. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ТК Велби, Проспект, 2005. – 608 с.

2. Я.С. Яскевич Философия / Под общ. ред. Я.С. Яскевич – Минск, 2006 – 308 с.

3. Калмыков В.Н. Философия: Учебное пособие / В.Н. Калмыков – Мн.: Выш. шк., 2008. – 431 с.

4. Спиркин А.Г. Философия / Спиркин А.Г. 2-е изд. - М.: Гардарики, 2006. - 736 с.

5. А.А.Горелов Концепции современного естествознания: издательство 2003г.

17