Природу изучает комплекс наук, называемых естествознанием. Физика занимается фундаментальным уровнем организации неживой материи. Изучает её на самом высоком уровне – макро: галактики, их скопления, и на самом низком – микро: забирается внутрь «неделимых» – атомов. Рассмотрим, чем отличается микро от макро, чем они характеризуются, разберёмся с масштабами Вселенной.
Микромир – это в естествознании
Микромиром называется условная область Вселенной, элементы которой имеют размеры ниже 10-7 м. К таким относят молекулы и атомы, ими занимается атомная физика. Явления на расстояниях сравнимых с 10-15 м изучает ядерная физика, с более мелкими объектами (до 10-18 м) работает физика высоких энергий.Относительно рассматриваемой структурной области не применяют привычные единицы измерения: метры, ватты, килограммы. Их место занимают адаптированные под микроскопические величины значения с приставами микро-, нано- или отдельные величины. Длина, например, часто измеряется в ангстремах или ферми, энергия – в электрон-вольтах, вес – в атомных единицах массы.
При изучении микромира учёные сталкиваются с проблемами. Например, в 1927 году Нильс Бор описал принцип дополнительности:
- Протекающие в микромире процессы пытались описать применимыми к макромиру понятиями, однако возникающие в различных структурах Вселенной явления отличаются.
- Человеческому сознанию тяжело отделить объект от субъекта.
- При наблюдении микро- из макромира практически невозможно абстрагироваться от происходящих в нашем мире явлений.
В конце XX – в начале XXI века в физику ввели понятие «наномир», необходимое для изучения строения атомов, элементарных частиц.
Макромир – это в естествознании
Макроскопическими миром называется область Вселенной, масштабы которой соизмеримы с объектами, воспринимаемыми человеком: от живых клеток до планет и прочих космических тел. На этом уровне выделяют два состояния материи:- вещество, к которому относятся и газы;
- поле – свет, прочие электромагнитные излучения, плазма.
ЭМИ, в отличие от иных субстанций, не обладают массой.
| Микромир | Элементарные частицы → ядра атомы → молекулы→ |
| Макромир | → макротела от пылинок до планет → |
| Мегамир | → звезды → галактики → Метагалактика (Вселенная) |
Объекты, имеющие малые скорости относительно наблюдателя (до тысяч километров в час), изучает классическая физика, более быстрыми занимается теория относительности. Для объектов макромира присущ корпускулярно-волновой дуализм – двойственность природы электромагнитных волн.
При изучении макроскопического мира ещё в древности возникла необходимость в понятии «мегамира» – часть Вселенной, масштабы которой измеряются световыми годами – расстояниями, которые световой луч достигает за годы, тысячелетия. Многие явления «большого» мира описываются благодаря пониманию процессов, протекающих в микроскопических масштабах – на уровне молекул, атомов.
Для закрепления материала расскажите, макро – это большой или маленький? Что скрывается под понятием мега относительно структуры Вселенной?
Как вы считаете, материал был полезен?