Основные этапы развития научной картины мира. Роль физики в развитии

Основные этапы развития научной картины мира. Роль физики в развитии

1этап: 18 век(механическая картина)всё многообразие вселенной – это 3 закона Ньютона и закон всемирного тяготения.

2этап: 19 век(электромагнитная картина)механическое взаимодействие дополнялось электромагнитным взаимодействием.

3этап: (современная научная картина)теория относительности Эйнштейна, квантовая теория, теория горячей вселенной.

Вывод: Новая теория не отменяет старой, а только включает в себя как частный случай.

Роль: Физика больше всего способствует развитию техники, появлению новых областей. Достижения являются базой, на которой развивается техника.

Получение радиоактивных изотопов и их применение.

Изотопы – это атомы имеющие одинаковое кол-во протонов и электронов, но разное число нейтронов (различный атомный вес).

С помощью ядерных реакций можно получить изотопы всех хим. элементов. Радиоактивные изотопы получают в атомных реакторах и на ускорителях элементарных частиц. Основной метод – метод «меченых атомов». Применение:

В биологии (обмен веществ), в медицине (постановка диагноза, исследование кровообращения), в сель\хозе (облучение семян растений для мутаций), в промышленности (контроль износа двс, диффузии металлов в доменных печах).

53.Строение атомного ядра. Энергия связи атомных ядер. 1932(Иваненко, Гейзенберг) «Протонно-нейтронная модель ядра»

Атом состоит из атомного ядра «A»(Z-протоны и N-нейтроны) и атомной оболочки (электроны).

Энергия связи ядра – это величина работы, которую нужно совершить для расщепления ядра на составляющие его нуклоны.

Дефект масс: разность m₂-m₁ = Zm_p + Nm_n – Mя

Закон радиоактивного распада. Период полураспада.

Для каждого радиоактивного вещ-ва сущ-ет опр. Интервал времени, на протяжении которого его активность убывает в 2 раза – это «период полураспада»

(Время, в течение которого распадается половина наличного числа радиоактивных атомов).

N=N0*2^–t/T m=m0*2^–t/T N-оставшееся число атомов m-оставшаяся масса вещ-ва.

Радиоактивные превращения. Правило смещения.

Радиоактивность – самопроизвольное превращение одних ядер в другие, сопровождаемое испусканием различных частиц.

1.)Альфа распад – превращение атомных ядер, сопровождаемое испусканием Альфа-частиц. Перемещение хим. элемента на 2 клетки влево.

2.)Бетта распад – радиоактивные ядра могут выбрасывать поток электронов в результате превращения нейтронов в протоны. Перемещение на 1 кл. вправо.

 

Радиоактивность. Виды рад. излучений и их биологическое действие.

Радиоактивность – явление самопроизвольного излучения, возникает при распаде ядер атомов радиоактивных элементов (Полоний, Радий, Уран).

19век, Беккерель(фран.) Ряд элементов начиная с 83 самопроизвольно создают различные излучения. (Мария Складовская-Кюри и Пьер Кюри – большой вклад)

1.)Гамма-лучи(нейтральные) – это электромагнитные волны очень малой длины. Распределяются со скоростью света, большая энергия и проникающая способность. Для поглощения нужен слой свинца 20см. 2.)Альфа-частицы(+заряженные) – это ядра атомов Гелия(Не). Их может задержать обычный лист бумаги. 3.)Бетта-лучи(-заряженные) – это поток быстрых электронов. Алюминиевая пластинка толщиной несколько мм задерживает.

Биологическое действие: интенсивность облучения гамма-лучами определяется поглощенной вещ-вом энергией радиации. Единица поглощения (р)Рентген.

Методы наблюдения и регистрации заряженных частиц.

1.)Газоразрядный счетчик Гейгера.(Автоподсчёт). Применяется для регистр. Электронов и гамма-квантов(фотонов большей энергии).Для обнаружения нужен катод, из которого гамма-кванты выбивают электроны. 2.) Камера Вильсона(1912г) Действие основано на конденсации перенасыщенного пара на ионах с образованием капелек воды. Эти ионы создает вдоль своей траектории движущаяся заряженная частица. 3.)Пузырьковая камера (1952г Глейзер) Для обнаружения треков частиц используется перегретая жидкость под высоким давлением. Преимущество перед камерой Вильсона – большая плотность рабочего вещ-ва. 4.)Метод толстослойных фотоэмульсий. Фотоэмульсия содержит большое кол-во микроскопических кристалликов Бромида серебра.

Квантовые постулаты Бора. Трудности теории Бора.

1.)Атомная система может находиться только в особых стац. или квантовых состояниях, к каждому из которых соответствует опр. потенциальная энергия. В стац. состоянии атом не излучает свет. 2.) Излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией(кинетической) в стационарное состояние с меньшей энергией(потенциальной). Энергия излученного фотона: h*ню = Ек – Еп Атом поглощая свет переходит из низших энергетических состояний в высшие.

Опыты Резерфорда по рассеянию частиц. Строение атома.

Модель Томпсона: атом – это +заряженный шар, внутри которого находятся электроны, т.е. атом подобен кексу, в котором изюм. Резерфорд бомбардировал атомы с помощью альфа-частиц, их масса в 8000 раз больше электрона. а.)В отсутствие фольги на экране возникал светлый кружок, вызванный пучком альфа-частиц. б.)Когда на пути альфа-частиц помещали фольгу, то они из-за рассеяния распределялись на экране по большей площади. Вывод: альфа-частица могла быть отброшена назад лишь в том случае, если +заряд атома и его масса сконцентрированы в очень малой области пространства «атомном ядре».

В рез-тате своих опытов резерфорд создал планетарную модель атома: электроны обращаются вокруг ядра подобно тому, как планеты вокруг солнца.

Давление света. Опыты Лебедева. Химическое действие света.

Давление света было впервые измерено Лебедевым в 1900г. По углу закручивания нити Лебедев определил давление оказываемое светом.

1.)Фотосинтез – усвоение растениями углекислоты под действием света. 2.)Многие хим. вещ-ва разлагаются под действием света. В сетчатке глаза чел-ка имеется 120 млн светочувствительных клеток – палочек. Вещ-во, заполняющее эти клетки – зрительный пурпур разлагается под действием света, раздражая нервные окончания, вызывая зрительные отношения. 3.)Фотографии.

Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Применение фотоэффекта в технике.

Фотоэффект – это испускание электронов вещ-вом (металлом, полупроводником, диэлектриком) под действием электромагнитного излучения.

Законы: 1.)Фототок прямо пропорционален интенсивности излучения. 2.)Максимальная кинетическая энергия выбиваемых излучением электронов не зависит от интенсивности излучения, а определяется его частотой или длиной волны. 3.)Красная граница фотоэффекта – наибольшая длина волны, опр. только материалом электрода и не зависит от интенсивности излучения. С уменьшением частоты света кинетич. энергия фотоэлектронов уменьшается, и фотоэффект прекращается.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта – это закон сохранения энергии при фотоэффекте: h*ню = А + (mV²max/2) Энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода (А) из металла и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону максимальной кинетич. энергии при фотоэффекте.

Применение: Фотоэлемент – осевое устройство, в котором энергия света управляет энергией электромагнитного тока или преобразуется в нее. (Станки, метро, тв).

Квантовая гипотеза Планка. Энергия импульса фотонов.

Свет излучается и поглощается в виде единых неделимых порций энергии – квантов. Связь между волновыми и корпускулярными свойствами выражается формулой Планка: ξ = Н*ню = Н*с/λ (энергия кванта). Естественные источники: солнце, звезды. Искусственные источники: лампа, свеча. Луч света – это узкий пучок света. Вещ-ва, пропускающее свет – прозрачные, остальные – поглощающие и отражающие.

Эйнштейн вывел формулу энергии связи с массой: Е=мс² Масса движущегося фотона: ξ =h*ню = мс² => м=h*ню/с² Импульс фотона: Р=h*ню/с = h/λ

Дисперсия света. Цвета тел.

Дисперсия – это разложение белого цвета в спектральные цвета(КОЖЗГСФ)(спектр)

Угол отклонения – это угол между входящим лучом в призму, и лучком, выходящим из неё после 2го преломления

«Основной цвет» – это цвет, который нельзя разложить на составные части.

 

 

Физические основы радиосвязи. Примеры использования.

Этапы развития радиосвязи:

1)Передача кодированных высокочастотных сигналов «ню»=100000 Гц.

2)Передача низко частотных сигналов(речь, музыка).

7мая 1895 – Попов продемонстрировал устройство, способное принимать и регистрировать сигналы, передаваемые при помощи эл.маг. волн. Этот день – изобретения радио.

Принцип радиотелефонной связи:

|

|

|

|

|

|

|

1)Задающий генератор вырабатывает гармонические колебания высокой частоты(несущая частота> 100000Гц)

2)микрофон преобразует механические звуковые колебания в электрические той же частоты.

3)Модулятор изменяет по частоте или амплитуде высокочастотные колебания низкой частоты.

4)Усилители высокой и низкой частоты усиливают по мощности высокочастотные и звуковые(низкочастотные, электрические колебания).

5)Передающая антенна излучает модулированные электромагнитные волны.

6)Приемная антенна принимает эл.маг.волны. Волна достигающая приемной антенны, индуцирует в ней переменный ток той же частоты, на который работает передатчик.

7)Усилитель высоких частот (УВЧ).

8)Детектор выделяет из модулированныхвысокочастотных колебаний – низкочастотные.

9)Усилитель низких частот(УНЧ).

10)Динамик преобразует электромагнитные колебания в механические звуковые колебания.

Радиолокация – основана на свойстве отражения ЭМВ.

Обнаружение и точное определение места нахождения объекта с помощью радиоволн.

Радиолокатор – это комбинация УКВ радио преднастроенного на эту частоту радиоприемника.

S=c(t₂-t₁)/2

 

Основные этапы развития научной картины мира. Роль физики в развитии

1этап: 18 век(механическая картина)всё многообразие вселенной – это 3 закона Ньютона и закон всемирного тяготения.

2этап: 19 век(электромагнитная картина)механическое взаимодействие дополнялось электромагнитным взаимодействием.

3этап: (современная научная картина)теория относительности Эйнштейна, квантовая теория, теория горячей вселенной.

Вывод: Новая теория не отменяет старой, а только включает в себя как частный случай.

Роль: Физика больше всего способствует развитию техники, появлению новых областей. Достижения являются базой, на которой развивается техника.

123Следующая ⇒

Поделиться: