Newton introducerede begrebet absolut tid. Stor encyklopædi af olie og gas

Isaac Newton

Moderne fysik har forladt begrebet absolut rum og tid i klassisk newtonsk fysik. Relativistisk teori viste, at rum og tid er relative. Der er tilsyneladende ingen sætninger, der gentages oftere i værker om fysikkens og filosofiens historie. Alt er dog ikke så simpelt, og sådanne udsagn kræver visse præciseringer (selv om det er ret sprogligt). Men at gå tilbage til oprindelsen viser sig nogle gange at være meget nyttig til at forstå den nuværende videnskabstilstand.

Tid kan som bekendt måles ved hjælp af en ensartet periodisk proces. Men uden tid, hvordan ved vi, at processerne uniform? Logiske vanskeligheder med at definere sådanne primære begreber er indlysende. Urets ensartethed må postuleres og kaldes tidens ensartede gang. For eksempel ved at definere tid ved hjælp af ensartet og lineær bevægelse, transformerer vi dermed Newtons første lov til en definition af tidens ensartede gang. Et ur kører ensartet, hvis et legeme, som ikke påvirkes af kræfter, bevæger sig retlinet og ensartet (ifølge dette ur). I dette tilfælde tænkes bevægelsen i forhold til en inerti-referenceramme, som til sin definition også har brug for Newtons første lov og et ensartet løbende ur.

En anden vanskelighed er relateret til, at to processer, der er lige ensartede på et givet nøjagtighedsniveau, kan vise sig at være relativt ujævne, når de måles mere nøjagtigt. Og vi står konstant over for behovet for at vælge en stadig mere pålidelig standard for ensartetheden af ​​tidens gang.

Som allerede nævnt betragtes processen som ensartet, og måling af tid med dens hjælp er acceptabel, så længe alle andre fænomener beskrives så enkelt som muligt. Det er klart, at der kræves en vis grad af abstraktion, når man definerer tid på denne måde. Den konstante søgen efter det rigtige ur er forbundet med vores tro på, at en eller anden objektiv egenskab ved tiden har et ensartet tempo.

Newton var udmærket klar over eksistensen af ​​sådanne vanskeligheder. Desuden introducerede han i sine "Principler" begreberne absolut og relativ tid for at understrege behovet for abstraktion, bestemmelse på grundlag af relativ (almindelig, målt) tid af hans bestemte matematiske model - absolut tid. OG i det hans forståelse af tidens væsen adskiller sig ikke fra den moderne, skønt pga forskelle i terminologi der var en vis forvirring.

Lad os vende os til "Naturfilosofiens matematiske principper" (1687). Forkortede formuleringer af Newtons definition af absolut og relativ tid er som følger:

Absolut (matematisk) tid flyder ensartet uden nogen relation til noget eksternt. Relativ (almindelig) tid er et mål for varighed, forstået af sanserne gennem enhver bevægelse.

Forholdet mellem disse to begreber og behovet for dem er tydeligt synligt ud fra følgende forklaring:

Absolut tid adskilles i astronomi fra almindelig soltid ved tidsligningen. For de naturlige soldage, taget som lige i den almindelige tidsmåling, er faktisk ulige med hinanden. Denne ulighed korrigeres af astronomer for at bruge mere korrekt tid, når de måler himmellegemernes bevægelser. Det er muligt, at der ikke er en sådan ensartet bevægelse (i naturen), hvormed tiden kan måles med perfekt nøjagtighed. Alle bevægelser kan accelerere eller bremse, men strømmen af ​​absolut tid kan ikke ændre sig.

Newtons relative tid er målt tid, mens absolut tid er dens matematiske model med egenskaber afledt af relativ tid gennem abstraktion. Generelt, når vi taler om tid, rum og bevægelse, understreger Newton konstant, at de forstås af vores sanser og derfor er almindelige (relative):

Relative mængder er ikke de samme mængder, hvis navne normalt gives til dem, men er kun resultater af målinger af de nævnte mængder (sandt eller falsk), forstået af sanserne og normalt accepteret som selve mængderne.

Behovet for at bygge en model af disse begreber kræver introduktionen af ​​matematiske (absolutte) objekter, nogle ideelle entiteter, der ikke er afhængige af instrumenternes unøjagtighed. Newtons udsagn om, at "absolut tid flyder ensartet uden nogen som helst relation til noget eksternt", fortolkes normalt i betydningen af ​​tidens uafhængighed af bevægelse. Men som det kan ses af ovenstående citater, taler Newton om behovet for at abstrahere fra mulige unøjagtigheder i den ensartede kørsel af ethvert ur. For ham er absolut og matematisk tid synonyme!

Newton diskuterer ingen steder spørgsmålet om, at tidens hastighed kan variere i forskellige relative rum (referencesystemer). Selvfølgelig indebærer klassisk mekanik den samme ensartethed af tidens gang for alle referencesystemer. Denne egenskab ved tiden virker dog så indlysende, at Newton, meget præcis i sine formuleringer, ikke diskuterer den eller formulerer den som en af ​​definitionerne eller lovene i hans mekanik. Det er denne tidsegenskab, der blev forkastet af relativitetsteorien. Absolut samme tid i Newtons forståelse er stadig til stede i den moderne fysiks paradigme.

Lad os nu gå videre til Newtons fysiske rum. Hvis vi ved absolutte rum forstår eksistensen af ​​en udvalgt, privilegeret referenceramme, så er det unødvendigt at minde om, at det ikke eksisterer i klassisk mekanik. Galileos geniale beskrivelse af umuligheden af ​​at bestemme et skibs absolutte bevægelse er et glimrende eksempel på dette. Den relativistiske teori kunne således ikke opgive det, der manglede i klassisk mekanik.

Newtons spørgsmål om forholdet mellem det absolutte og det relative rum er dog ikke klart nok. På den ene side, for både tid og rum, bruges udtrykket "relativ" i betydningen "en målbar størrelse" (forståelig af vores sanser), og "absolut" i betydningen "dens matematiske model":

Det absolutte rum forbliver ved selve dets essens, uanset noget ydre, altid det samme og ubevægeligt. Den relative er dens mål eller en eller anden begrænset bevægelig del, som er bestemt af vores sanser af dens position i forhold til bestemte kroppe, og som i hverdagen accepteres som ubevægeligt rum.

På den anden side rummer teksten diskussioner om en sømand på et skib, hvilket også kan tolkes som en beskrivelse af den valgte referenceramme:

Hvis Jorden selv bevæger sig, så kan den sande absolutte bevægelse af kroppen findes ud fra Jordens sande bevægelse i det ubevægelige rum og fra skibets relative bevægelser i forhold til Jorden og kroppen i skibet.

Dermed introduceres begrebet absolut bevægelse, som strider mod Galileos relativitetsprincip. Men absolut rum og bevægelse introduceres for straks at så tvivl om deres eksistens:

Det er dog fuldstændig umuligt at se eller på anden måde ved hjælp af vores sanser skelne de enkelte dele af dette rum fra hinanden, og i stedet skal vi henvende os til dimensioner, der er tilgængelige for sanserne. Baseret på positioner og afstande af objekter fra enhver krop, der betragtes som ubevægelig, bestemmer vi steder generelt. Det er også umuligt at bestemme deres (kroppes) sande fred ved deres relative position i forhold til hinanden.

Måske er behovet for at overveje det absolutte rum og den absolutte bevægelse i det forbundet med en analyse af forholdet mellem inertielle og ikke-inertielle referencesystemer. Ved at diskutere et eksperiment med en roterende spand fyldt med vand, viser Newton, at rotationsbevægelsen er absolut i den forstand, at den inden for rammerne af spand-vand-systemet kan bestemmes af formen på vandets konkave overflade. I denne henseende falder hans synspunkt også sammen med det moderne. Misforståelsen udtrykt i sætningerne givet i begyndelsen af ​​dette afsnit opstod på grund af mærkbare forskelle i semantikken i brugen af ​​udtrykkene "absolut" og "relativ" af Newton og moderne fysikere. Når vi nu taler om absolut essens, mener vi, at det er beskrevet på samme måde for forskellige iagttagere. Relative ting kan se anderledes ud for forskellige iagttagere. I stedet for "absolut rum og tid" siger vi i dag "matematisk model af rum og tid."

Derfor krænker de, der fortolker disse ord i den, virkelig betydningen af ​​den hellige skrift.

Den matematiske struktur af både klassisk mekanik og relativistisk teori er velkendt. De egenskaber, som disse teorier giver rum og tid, følger utvetydigt af denne struktur. Vage (filosofiske) diskussioner om forældet "absolutitet" og revolutionær "relativitet" vil næppe bringe os tættere på at løse Hovedmysteriet.

Franskmanden, der sad ved siden af ​​ham, professor Vavier, fortsatte denne tanke:

Desuden: Når vi vender tilbage til Jorden, vil vi se tiden meget realistisk. Tid, hvorfra vi nu løber med lysets hastighed. Min to-årige søn vil allerede være en 32-årig mand. Hvem ved, måske bliver jeg bedstefar om en uge.

John kiggede vantro på sit ur. De viste 15:11 den 23. juli 1981. Den tredje dag af flyvningen, som skulle vare en måned for astronauterne og hele tredive år for resten af ​​jordboerne og, vigtigst af alt, for onkel Harvey, som levede ud af sine dage!

Japanske Okada, chefkronolog, bemærkede Johns vantro blik og smilede:

Jeg kan se, at du ikke kan forstå disse ting med tid og rum...

"Jeg læste engang Wells' historie "The Newest Accelerator," greb Vavier ind, "hvor tiden også "krymper", ligesom vores.

"Og på en eller anden måde stødte jeg på "Lost Horizon" af James Hilton," tilføjede professor Ivanov, "en historie om en bestemt dal i Tibet, hvor tiden flød langsommere. Men hvorfor gå ind i en sådan jungle på jagt efter et "forstørrelsesglas af tid"? Det er nok at se en slowmotion-film (som man plejer at sige, hvilket er helt forkert, alt er lige det modsatte - det er en accelereret film!) for at se, hvordan for eksempel et glas, der danser i luften, falder. på bordet i flere minutter eller en blomst (det er der, Det er bare en slowmotion-film) opløses på få sekunder...

Men pioneren på dette område var måske Andersen - danskeren Jansen ville ikke have været dansker, hvis han ikke havde sagt dette. - Du husker selvfølgelig det eventyr, hvor prinsessen lige før brylluppet på en eller anden måde mirakuløst endte i himlen, tilbragte kun tre måneder der og derefter vendte tilbage til sin elsker. Og i løbet af denne tid så at sige "ind imellem" gik der mange hundrede år på Jorden, og den stakkels tidsrejsende fandt i sin hovedstad kun et meget gammelt monument over en bestemt prinsesse, som uventet forsvandt lige før brylluppet...

Astronauterne blev stille, John tænkte: "Hvad vil der ske, hvis vores ekspedition bliver forsinket lidt, og vi ikke vender tilbage i 2011, men for eksempel i 2100? Vil arveretten udløbe?" For ikke at tænke på sandsynligheden for sådanne triste omstændigheder, talte han igen:

Du kan beskylde mig for uvidenhed, men jeg kan bare ikke forstå alle disse forskellige tider. For mig er tid altid tid. En gang.

Er der virkelig kun én? - Noterede professor Okada tvivlsomt. - Du tror ikke selv på det. Hvor mange gange har du sagt og hørt følgende sætninger: "Sikke en tid i disse dage!", "Hårde tider" og så videre. Hør: "tider", ikke "tid"! Flertal!

Det er bare hvad de siger...

Men sådan er det. Hvorfor fanden skulle der kun være én gang? Tid er formen for stoffets eksistens, rytmen af ​​denne eksistens. Eksistensen kan derfor være anderledes, og det kan rytmerne også. Selv et tøndeorgel er i stand til at ændre sin rytme afhængigt af den hastighed, hvormed vi drejer håndtaget. Selv med den mest pedantiske musiker, der konstant slår på den samme toneart med lige store intervaller, vil vi selv med ham bemærke en ændring i rytmen, fordi det er umuligt at opretholde absolut samme frekvens og kraft af slag. Hvad kan man så sige om det symfoniske superorkester, der er verden! Det er helt klart, at for sådan en Methusalem som for eksempel uran med dets lange halveringstid, er tusind år det samme som et øjeblik for os! Og igen, vores menneskelige øjeblik, der varer et halvt sekund, burde virke som en astronomisk lang tidsperiode for nogle Anti-Methusalem, for eksempel pi-mesonen, der, som Dr. Glasser beregnede tilbage i 1961, "lever" for næsten to ti-milliontedele af en milliardtedel af et sekund!

"Nu forstår jeg noget," tilføjede John skyldigt, men professor Okada viftede utålmodigt med hånden:

Den person, der siger "nu forstår jeg", forstår stadig meget lidt om tid! "Nu" for en person er på ingen måde objektiv modernitet, men... fortiden! For eksempel, når du ser på Solen fra Jorden, ser du den ikke, som den "nu" er i din forståelse, men opfatter kun det, nethinden i dit øje har registreret i øjeblikket, det vil sige et fotografi af Solen, som den var i hele otte år for minutter siden. Det er præcis, hvor lang tid det tager lys at rejse fra Solen til det menneskelige øje. Du ser ikke engang udtrykket på mit ansigt "nu", men kun i fremtiden, selvom det er tæt på, nemlig om... en trehundrede-milliontedel af et sekund, da jeg "nu" er på afstand af en meter fra dig.

Og alt dette er på grund af Einstein,” sukkede professor Ivanov legende. - Helt frem til begyndelsen af ​​vores århundrede var alt simpelt over tid. Newton, som mange før og efter ham, argumenterede; "Absolut tid bevæger sig ensartet og uafhængigt af ethvert objekt."

Selv hvis jeg ikke kendte til Einsteins teori," bemærkede professor Vavier, "ville jeg stadig selv have gættet, at der var noget galt med denne ensartethed og tidsenhed. Tilbage i skolen bemærkede jeg, at en times fodboldspil var væsentligt kortere end en times matematik, hvilket jeg ærligt talt hadede.

Herre forbarm dig! - udbrød professor Ivanov, alvorligt forskrækket, - så ved hvilket mirakel indtog du stillingen som første matematiker? Hvis du roder i dine beregninger og "sparker" vores raket som en fodbold i en lidt anden retning, så kan vores kamp med tid og rum ende meget galt! Kan vi overhovedet...

Han blev ikke færdig, idet han huskede, at rum-etik betragter vittigheder om døden i rummet for at være et tegn på dårlig smag, noget som vittigheder om svigermor.

Spørgsmål om rum og tid har altid interesseret det menneskelige samfund. Et af begreberne i disse begreber kommer fra de gamle atomister - Demokrit, Epikur m.fl.. De introducerede begrebet tomt rum i videnskabelig cirkulation og betragtede det som homogent og uendeligt.

I processen med at skabe et generelt billede af universet kunne Isaac Newton (1642-1726) naturligvis heller ikke ignorere spørgsmålet om begrebet rum og tid.

Ifølge Newton består verden af ​​stof, rum og tid. Disse tre kategorier er uafhængige af hinanden. Stof er placeret i uendeligt rum. Materiens bevægelse sker i rum og tid. Newton opdelte rum i absolut og relativ. Det absolutte rum er ubevægeligt, uendeligt. Det relative er en del af det absolutte. Han klassificerede også tid. Ved subabsolut, sand (matematisk) tid forstod han tid, der flyder altid og overalt jævnt, og relativ tid er ifølge Newton et mål for varighed, der eksisterer i det virkelige liv: sekund, minut, time, dag, måned, år. For Newton eksisterer den absolutte tid og varer ensartet af sig selv, uanset eventuelle begivenheder. Absolut rum og absolut tid repræsenterer beholderen af ​​alle materielle legemer og rum og afhænger hverken af ​​disse legemer eller af disse processer eller af hinanden.

Newton definerer masse som mængden af ​​stof og introducerer begrebet "passiv kraft" (inertikraft) og "aktiv kraft", der skaber bevægelser af legemer.

Efter at have studeret og identificeret bevægelsesmønstrene formulerede Newton sine love på denne måde:

1. lov. Enhver krop fortsætter sin hviletilstand eller ensartede retlinede bevægelse, da den ikke tvinges af påførte kræfter til at ændre denne tilstand.

2. lov. Bevægelsesændringen skal være proportional med den påførte drivkraft og ske i retning af den rette linje, langs hvilken denne kraft virker.

3. lov. En handling møder altid lige stor modstand, eller to kroppes indflydelse på hinanden er lige stor og rettet i modsatte retninger.

I dag er de berømte love formuleret i en mere bekvem form:

> 1. Ethvert materielt legeme opretholder en tilstand af hvile eller ensartet retlinet bevægelse, indtil indflydelsen fra andre legemer tvinger den til at ændre denne tilstand. Ønsket hos en krop om at opretholde en tilstand af hvile eller ensartet retlinet bevægelse kaldes inerti. Derfor kaldes den første lov også inertiloven.

> 2. Den acceleration, et legeme erhverver, er direkte proportional med kraften, der virker på kroppen og omvendt proportional med kroppens masse.

> 3. De kræfter, hvormed vekselvirkende legemer virker på hinanden, er lige store og modsatte i retning.

Newtons anden lov er kendt for os som

F= m×a, eller -en= F/m

hvor accelerationen a modtaget af et legeme under påvirkning af kraften F er omvendt proportional med kroppens masse m. Størrelse m kaldet kroppens inertimasse, karakteriserer den kroppens evne til at modstå den virkende ("aktive") kraft, det vil sige at opretholde en hviletilstand. Newtons anden lov er kun gyldig i inerti-referencerammer.

Den første lov kan opnås fra den anden, da i fravær af indflydelse på kroppen fra andre kræfter, er accelerationen også nul. Den første lov betragtes dog som en selvstændig lov, da den angiver eksistensen af ​​inertielle referencerammer.

>Inerielle referencesystemer- det er systemer, hvor inertiloven er gyldig: et materielt punkt, når ingen kræfter virker på det (eller indbyrdes afbalancerede kræfter virker på det), er i en tilstand af hvile eller ensartet lineær bevægelse.

Teoretisk set kan der være et hvilket som helst antal lige inertielle referencesystemer, og i alle sådanne systemer er fysikkens love de samme. Dette fremgår af Galileos relativitetsprincip (1636).

Videnskabeligt bevis for eksistensen af ​​universel gravitation og det matematiske udtryk for loven, der beskriver den, blev kun muligt på grundlag af mekanikkens love opdaget af I. Newton. Loven om universel gravitation blev formuleret af Newton i hans værk "Mathematical Principles of Natural Philosophy" (1687).

Newton formulerede loven om universel tyngdekraft i følgende teser: "tyngdekraften eksisterer for alle legemer generelt og er proportional med massen af ​​hver af dem," "tyngdekraften mod individuelle lige store partikler af legemer er omvendt proportional med kvadraterne af afstandene mellem steder til partikler." Denne lov er kendt som:

hvor m 1, w 2 er masserne af to partikler, r- afstanden mellem dem, G- gravitationskonstant (i SI-systemet G= 6,672 · 10-11 m2/kg 2). Den fysiske betydning af gravitationskonstanten er, at den karakteriserer tiltrækningskraften mellem to masser, der vejer 1 kg i en afstand af 1 m.

Efter at have opdaget loven om universel gravitation, var Newton i stand til at besvare spørgsmålet om, hvorfor Månen drejer rundt om Jorden, og hvorfor planeterne bevæger sig rundt om Solen. I hvert enkelt tilfælde kunne han beregne tyngdekraften. Men hvordan interaktionen mellem masser, der tiltrækker hinanden, overføres, hvad arten af ​​denne kraft er, kunne Newton ikke forklare.

I Newtons værker er tyngdekraften en kraft, der virker over store afstande og så at sige uden noget materielt mellemled.

Dette førte til konceptet "lang rækkevidde handling". Newton kunne ikke forklare karakteren af ​​"handling på afstand". Han tænkte på en slags materiale "agent", ved hjælp af hvilken gravitationel interaktion udføres, men han mislykkedes i at løse dette problem. Baseret på Newtons lov om universel tyngdekraft tillader himmelmekanik den grundlæggende mulighed for øjeblikkelig transmission af signaler, hvilket er i modstrid med moderne fysik (generel relativitetsteori). Derfor er en bogstavelig forståelse af Newtons gravitationslov uacceptabel fra et moderne synspunkt.

Det newtonske mekanistiske paradigme i naturvidenskaben dominerede i mere end 200 år, selvom det blev kritiseret på en række punkter, blandt andet i forståelsen af ​​rum og tid (Leibniz, Hegel, Berkeley, etc.). I slutningen af ​​det 19. og begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Grundlæggende nye videnskabelige ideer om den omgivende natur opstod. Nye paradigmer dukkede op: først relativistiske og derefter kvante (se tidligere). Begrebet et felt som et materielt miljø, der forbinder partikler af stof og alle fysiske objekter i den materielle verden, er fuldt ud trådt ind i det fysiske billede af verden. I moderne fysik kendes fire typer interaktion mellem materielle objekter: elektromagnetisk, gravitationel, stærk og svag (se ovenfor). De er ansvarlige for alle interaktionsprocesser.

3.2. Fredningslove

Lad os overveje de mest generelle bevarelseslove, som styrer hele den materielle verden, og som introducerer en række grundlæggende begreber i fysikken: energi, momentum (momentum), vinkelmomentum, ladning.

Loven om bevarelse af momentum

Som det er kendt, er mængden af ​​bevægelse, eller impuls, produktet af hastighed og massen af ​​et bevægeligt legeme: p = mv Denne fysiske mængde giver dig mulighed for at finde ændringen i en krops bevægelse over en vis periode. For at løse dette problem ville man skulle anvende Newtons anden lov utallige gange, på alle mellemliggende tidspunkter. Loven om bevarelse af momentum (momentum) kan opnås ved hjælp af Newtons anden og tredje lov. Hvis vi betragter to (eller flere) materielle punkter (legemer), der interagerer med hinanden og danner et system, der er isoleret fra påvirkningen af ​​ydre kræfter, så under bevægelsen kan impulserne fra hvert punkt (legeme) ændre sig, men den samlede impuls af Systemet skal forblive uændret:

m 1 v + m 1 v 2 = konst.

Interagerende kroppe udveksler impulser, mens de bibeholder den samlede impuls.

I det generelle tilfælde får vi:

hvor P Σ er den totale, samlede impuls af systemet, m jeg v jeg- impulser fra individuelle interagerende dele af systemet. Lad os formulere loven om bevarelse af momentum:

> Hvis summen af ​​ydre kræfter er nul, forbliver bevægelsesmængden af ​​legemesystemet konstant under alle processer, der forekommer i det.

Et eksempel på driften af ​​loven om bevarelse af momentum kan betragtes i processen med interaktion af en båd med en person, som har begravet sin næse i kysten, og personen i båden går hurtigt fra agterstavn til stævn ved en fart v 1 . I dette tilfælde vil båden bevæge sig væk fra kysten med en hastighed v 2 :

Et lignende eksempel kan gives med et projektil, der eksploderede i luften i flere dele. Vektorsummen af ​​alle fragmenters impulser er lig med projektilets impuls før eksplosionen.

Loven om bevarelse af vinkelmomentum

Det er praktisk at karakterisere rotationen af ​​stive legemer ved en fysisk størrelse kaldet vinkelmoment.

Når et stift legeme roterer omkring en fast akse, bevæger hver enkelt partikel i kroppen sig i en cirkel med en radius r i med en eller anden lineær hastighed v jeg. Fart v jeg og momentum p = m jeg v i vinkelret på radius r i. Produkt af impuls p = m jeg v jeg per radius r jeg kaldes partiklens vinkelmoment:

L jeg= m jeg v jeg r jeg= P jeg r jeg·

Vinkelmomentum for hele kroppen:

Hvis vi erstatter den lineære hastighed med vinkelhastigheden (v i = ωr i), så

hvor J = mr 2 er inertimomentet.

Vinkelmomentet i et lukket system ændrer sig ikke over tid, dvs L= const og Jω = konst.

I dette tilfælde kan vinkelmomentet af individuelle partikler i et roterende legeme ændre sig som ønsket, men det samlede vinkelmomentum (summen af ​​vinkelmomentet af individuelle dele af kroppen) forbliver konstant. Loven om bevarelse af vinkelmomentum kan demonstreres ved at observere en skater, der spinder på skøjter med armene strakt ud til siderne og med armene hævet over hovedet. Da Jω = const, så i det andet tilfælde inertimomentet J falder, hvilket betyder, at vinkelhastigheden u skal stige, da Jω = konst.

Loven om energibesparelse

Energi er et universelt mål for forskellige former for bevægelse og interaktion. Den energi, som en krop giver til en anden, er altid lig med den energi, som den anden krop modtager. For at kvantificere processen med energiudveksling mellem vekselvirkende kroppe introducerer mekanik konceptet om arbejdet med en kraft, der forårsager bevægelse.

Den kinetiske energi af et mekanisk system er energien af ​​mekanisk bevægelse af dette system. Den kraft, der forårsager en krops bevægelse, virker, og energien af ​​en krop i bevægelse stiger med mængden af ​​brugt arbejde. Som det er kendt, et legeme af masse m, bevæger sig med hastighed v, har kinetisk energi E= mv 2 /2.

Potentiel energi er den mekaniske energi i et system af kroppe, der interagerer gennem kraftfelter, for eksempel gennem gravitationskræfter. Det arbejde, som disse kræfter udfører, når man flytter et legeme fra en position til en anden, afhænger ikke af bevægelsesbanen, men afhænger kun af kroppens indledende og endelige position i kraftfeltet.

Sådanne kraftfelter kaldes potentiale, og de kræfter, der virker i dem, kaldes konservative. Gravitationskræfter er konservative kræfter og den potentielle energi af et masselegeme m, hævet til en højde h over Jordens overflade er lig med

E sved = mgh,

Hvor g- tyngdeacceleration.

Den samlede mekaniske energi er lig med summen af ​​kinetisk og potentiel energi:

E= E kin + E sved

Loven om bevarelse af mekanisk energi(1686, Leibniz) anfører, at i et system af legemer, mellem hvilke kun konservative kræfter virker, forbliver den samlede mekaniske energi uændret i tid. I dette tilfælde kan transformationer af kinetisk energi til potentiel energi og omvendt forekomme i ækvivalente mængder.

Der er en anden type system, hvor mekanisk energi kan reduceres ved omdannelse til andre former for energi. For eksempel, når et system bevæger sig med friktion, reduceres en del af den mekaniske energi på grund af friktion. Sådanne systemer kaldes dissiperende, det vil sige systemer, der spreder mekanisk energi. I sådanne systemer er loven om bevarelse af total mekanisk energi ikke gyldig. Men når mekanisk energi falder, forekommer en mængde energi af en anden type altid svarende til dette fald. Dermed, energi forsvinder eller dukker aldrig op igen, den skifter kun fra en type til en anden. Her manifesteres egenskaben om stoffets uforgængelighed og dens bevægelse.

Loven om bevarelse af ladning

Elektriske ladninger er kilder til elektromagnetiske felter. Hele sættet af elektriske fænomener er en manifestation af eksistensen af ​​bevægelse og interaktion af elektriske ladninger.

I slutningen af ​​det 19. århundrede. Den engelske fysiker Thomson opdagede elektronen - bæreren af ​​en negativ elementær elektrisk ladning (-1,6 · 10 -19 C), og i begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Rutherford opdagede protonen, som har den samme elementære positive ladning. Da hver partikel er karakteriseret ved en vis iboende elektrisk ladning, kan loven om ladningsbevarelse betragtes som en konsekvens af bevarelsen af ​​antallet af partikler, hvis interkonvertering af partikler ikke forekommer.

Når fysiske legemer elektrificeres, ændres antallet af ladede partikler ikke, men kun deres omfordeling i rummet sker. Generelt kan loven om bevarelse af ladning formuleres som følger:

> i et lukket system forbliver den algebraiske sum af systemets ladninger uændret i tid, uanset hvilke processer der sker inden for dette lukkede system.

Dette koncept har eksisteret i fysikken i lang tid, og i 1843 bekræftede M. Faraday eksperimentelt denne lov. Ligesom andre fredningslove, lov om bevaring af ladning gyldig på alle strukturelle niveauer i den materielle verden.

Loven om bevarelse af ladning, sammen med loven om bevarelse af energi, karakteriserer elektronens stabilitet. Det kan ikke spontant forvandle sig til en tungere partikel eller en lettere.

I det første tilfælde er dette ikke tilladt af loven om bevarelse af energi, og i det andet af loven om bevarelse af ladning.

3.3. Principper for moderne fysik

Princippet om symmetri

Symmetri forstås som homogenitet, proportionalitet, harmoni af nogle materielle objekter. Asymmetri er det modsatte begreb. Ethvert fysisk objekt indeholder elementer af symmetri og asymmetri. Lad os overveje symmetrier i fysik, kemi og biologi.

I fysik er symmetri defineret som følger: hvis fysiske love ikke ændres under visse transformationer, som et system (fysisk objekt) kan udsættes for, så anses disse love for at have symmetri (eller er invariante) med hensyn til disse transformationer.

Symmetrier er opdelt i rumlig tid Og indre, sidstnævnte vedrører kun mikrokosmos.

Blandt de rumlige og tidsmæssige vil vi overveje de vigtigste.

1. Tidsforskydning. At ændre oprindelsen ændrer ikke fysiske love. Tiden er ensartet i hele rummet.

2. Skift af det rumlige koordinatreferencesystem. Denne operation ændrer ikke fysiske love. Alle punkter i rummet har lige rettigheder, og rummet er homogent.

3. Rotation af det rumlige koordinatreferencesystem holder også fysiske love uændrede - hvilket betyder, at rummet er isotropt.

4. Klassisk Galileos relativitetsprincip etablerer symmetri mellem hvile og ensartet lineær bevægelse.

5. Omvending af tidens tegnændrer ikke på de grundlæggende love i makrokosmos, det vil sige, at makrokosmos processer også kan beskrives ved at vende tidstegnet. På makrokosmos niveau observeres irreversibiliteten af ​​processer, da de er forbundet med universets ikke-ligevægtstilstand.

I kemi manifesteres symmetrier i den geometriske konfiguration af molekyler. Dette bestemmer både de kemiske og fysiske egenskaber af molekyler. De fleste simple molekyler har symmetriakser, symmetriplaner. For eksempel er ammoniakmolekylet NH 3 en regulær trekantet pyramide, methanmolekylet CH 4 er et regulært tetraeder. Begreber om symmetri er meget nyttige i den teoretiske analyse af strukturen af ​​komplekse forbindelser, deres egenskaber og adfærd.

I biologi er symmetrier længe blevet undersøgt af specialister. Af størst interesse er den strukturelle symmetri af biologiske objekter. Det viser sig i form af en eller anden regelmæssig gentagelse. På de lavere stadier af udviklingen af ​​levende natur findes repræsentanter for alle klasser af punktsymmetri (regelmæssige polyedre, kugler). På højere stadier af evolution findes planter og dyr hovedsageligt med aksial og aktinomorf symmetri. Biologiske objekter med aksial symmetri er kendetegnet ved en symmetriakse (vandmænd, phlox-blomst) og med aktinomorfe - en symmetriakse og fly, der krydser denne akse (for eksempel en sommerfugl med bilateral symmetri).

Symmetrien af ​​krystaller er almindeligt kendt. Denne egenskab ved krystaller synes at kombinere med sig selv i forskellige positioner gennem rotationer, refleksioner og parallelle overførsler. Symmetrien af ​​den ydre form af krystaller bestemmes af symmetrien af ​​deres atomare struktur.

Alt dette skyldes symmetrien af ​​de fysiske egenskaber af krystaller.

Symmetri og bevaringslove

I 1918 beviste den tyske matematiker Emmy Noether et grundlæggende teorem, der etablerede en forbindelse mellem symmetriens egenskaber og bevarelseslovene. Essensen af ​​sætningen er, at kontinuerlige transformationer i rum-tid, der efterlader handlingen invariant, er: skift i tid, skift i rum, tredimensionel rumlig rotation, firedimensionelle rotationer i rum-tid. Ifølge Noethers sætning følger loven om energibevarelse af invarians med hensyn til tidsforskydning; fra invarians med hensyn til rumlige skift - loven om bevarelse af momentum; fra invarians med hensyn til rumlig rotation - loven om bevarelse af vinkelmomentum; invarians under Lorentz-transformationer (fire-dimensionelle rotationer i rum-tid) - en generaliseret bevægelseslov for massecentret: massecentret i et relativistisk system bevæger sig ensartet og retlinet. Noethers teorem gælder ikke kun for rum-tidssymmetrier, men også for interne. For eksempel forbliver summen af ​​partiklernes elektriske ladninger uændret under alle omdannelser af elementarpartikler.

Loven om bevarelse af ladning i makrosystemer blev bekræftet eksperimentelt længe før Noether, i 1843 af M. Faraday. Der er ingen streng videnskabelig forklaring på årsagerne til opfyldelsen af ​​loven om bevarelse af ladning.

Princippet om komplementaritet

Princippet om komplementaritet er grundlæggende i moderne fysik. Begrebet komplementaritet blev introduceret i videnskaben af ​​N. Bohr i 1928. Dette var tidspunktet for dannelsen af ​​kvantemekanikken. Det er svært at overvurdere betydningen af ​​komplementaritetsprincippet for udviklingen af ​​vores ideer om verden og viden om forskellige mønstre. Vi arbejder næsten altid efter komplementaritetsprincippet. For at karakterisere mange fysiske processer bruges to mængder på samme tid. For eksempel, når man vurderer bevægelsen af ​​et materialepunkt - punktets koordinat og dets hastighed. Den ene værdi ser ud til at komplementere den anden. Dette er typisk for næsten alle bevægelige materielle genstande. Sådan fungerer komplementaritetsprincippet i praksis.

Komplementaritetsprincippet optræder særligt tydeligt i mikrokosmos. Alle mikropartikler har en dualistisk partikelbølgenatur. Instrumentelle metoder gjorde det muligt at detektere denne dualitet af mikropartikler, først i fotonen, derefter i elektronen og andre mikropartikler. Enhver enhed til at detektere mikropartikler registrerer dem som noget helt, lokaliseret i et meget lille område af rummet. På den anden side kan man observere diffraktion og interferens af disse samme mikropartikler på krystalgitre eller kunstigt skabte forhindringer under deres bevægelse, det vil sige, mikropartikler har udtalte bølgeegenskaber.

Men når vi vurderer fænomenerne i verden omkring os, er vi fanget af vores makroskopiske begreber. Derfor må en observatør, der vurderer mikroprocesser, uden tvivl acceptere mikropartikler som lokaliserede objekter (partikler eller korpuskler), samtidig "spekulere" deres bølgeegenskaber. Observatøren skal anvende to komplementære begreber. Kun i kombination med disse to sæt begreber vil information om mikroprocesser være pålidelige.

Således kan én karakteristik kun afspejle en del af sandheden, og ved at samle de modstridende egenskaber ved én genstand, kan man få et komplet billede af dette objekt. I generel form kan komplementaritetsprincippet formuleres som følger:

> Inden for kvantefænomener skal de mest generelle fysiske egenskaber af ethvert system udtrykkes i form af komplementære par af uafhængige variable, som hver især kun kan defineres bedre ved tilsvarende at reducere graden af ​​sikkerhed for den anden.

Heisenbergs usikkerhedsprincip

Usikkerhedsprincippet er en grundlæggende lov i mikroverdenen. Det kan betragtes som et særligt udtryk for komplementaritetsprincippet.

I klassisk mekanik bevæger en partikel sig langs en bestemt bane, og på ethvert tidspunkt er det muligt nøjagtigt at bestemme dens koordinater og dens momentum. Med hensyn til mikropartikler er denne idé forkert. En mikropartikel har ikke en klart defineret bane; den har både egenskaberne af en partikel og egenskaberne af en bølge (bølge-partikel dualitet). I dette tilfælde har begrebet "bølgelængde ved et givet punkt" ingen fysisk betydning, og da en mikropartikels momentum udtrykkes gennem bølgelængden - s= Til/ l, så følger det, at en mikropartikel med et vist momentum har en fuldstændig usikker koordinat, og omvendt.

W. Heisenberg (1927), under hensyntagen til mikropartiklernes dobbelte natur, kom til den konklusion, at det er umuligt samtidigt at karakterisere en mikropartikel med både koordinater og momentum med nogen forudbestemt nøjagtighed.

Følgende uligheder kaldes Heisenberg usikkerhedsrelationer:

Δx Δ p x ≥ h,Δ yΔp y ≥h,Δ zΔp z ≥ h.

Her betyder Δx, Δy, Δz koordinatintervaller, hvori en mikropartikel kan lokaliseres (disse intervaller er koordinatusikkerheder), Δ p x,Δ p y,Δ s z betyder intervallerne af pulsprojektioner på koordinatakserne x, y, z, h- Planck er konstant. Ifølge usikkerhedsprincippet vil usikkerheden i koordinaten være, jo mere nøjagtigt impulsen registreres, og omvendt.

Princippet om korrespondance

Efterhånden som videnskaben udvikler sig og akkumuleret viden uddybes, bliver nye teorier mere præcise. Nye teorier dækker stadig bredere horisonter af den materielle verden og trænger ind i tidligere uudforskede dybder. Dynamiske teorier erstattes af statiske.

Hver grundlæggende teori har visse grænser for anvendelighed. Derfor betyder fremkomsten af ​​en ny teori ikke en fuldstændig negation af den gamle. Således vil bevægelsen af ​​kroppe i makrokosmos med hastigheder væsentligt lavere end lysets hastighed altid blive beskrevet af klassisk newtonsk mekanik. Men ved hastigheder, der kan sammenlignes med lysets hastighed (relativistiske hastigheder), er newtonsk mekanik ikke anvendelig.

Objektivt er der kontinuitet i grundlæggende fysiske teorier. Dette er korrespondanceprincippet, som kan formuleres som følger: ingen ny teori kan være gyldig, medmindre den som et begrænsende tilfælde indeholder den gamle teori, der vedrører de samme fænomener, eftersom den gamle teori allerede har bevist sig inden for sit felt.

3.4. Begrebet systemets tilstand. Laplace determinisme

I klassisk fysik forstås et system som en samling af nogle dele forbundet med hinanden på en bestemt måde. Disse dele (elementer) af systemet kan påvirke hinanden, og det antages, at deres interaktion altid kan vurderes ud fra årsags-virkningsforhold mellem de interagerende elementer i systemet.

Den filosofiske doktrin om objektiviteten af ​​det naturlige forhold og indbyrdes afhængighed af fænomener i den materielle og åndelige verden kaldes determinisme. Det centrale begreb for determinisme er eksistensen kausalitet; Kausalitet opstår, når et fænomen giver anledning til et andet fænomen (effekt).

Klassisk fysik står på positionen af ​​rigid determinisme, som kaldes laplaceiansk; det var Pierre Simon Laplace, der proklamerede kausalitetsprincippet som en grundlæggende naturlov. Laplace mente, at hvis placeringen af ​​et systems elementer (nogle kroppe) og de kræfter, der virker i det, er kendt, så er det muligt at forudsige med fuldstændig sikkerhed, hvordan hvert legeme i dette system vil bevæge sig nu og i fremtiden. Han skrev: "Vi må betragte universets nuværende tilstand som konsekvensen af ​​den tidligere tilstand og som årsagen til den efterfølgende. Et sind, som på et givet tidspunkt kendte alle de kræfter, der virkede i naturen, og de relative positioner af alle dets bestanddele, hvis det stadig var så stort, at det kunne tage hensyn til alle disse data, ville omfatte bevægelserne i en og samme formel af de største legemer i universet og de letteste atomer. Intet ville være usikkert for ham, og fremtiden ville ligesom fortiden stå for hans øjne.” Traditionelt kaldes dette hypotetiske væsen, som (ifølge Laplace) kunne forudsige universets udvikling, i videnskaben "Laplaces dæmon."

I den klassiske periode af naturvidenskabens udvikling blev ideen bekræftet, at kun dynamiske love fuldt ud karakteriserer kausalitet i naturen.

Laplace forsøgte at forklare hele verden, inklusive fysiologiske, psykologiske og sociale fænomener ud fra den mekanistiske determinismes synspunkt, som han betragtede som et metodisk princip til at konstruere enhver videnskab. Laplace så et eksempel på formen for videnskabelig viden inden for himmelmekanik. Således benægter den laplaceanske determinisme den objektive natur af tilfældighed, begrebet sandsynligheden for en begivenhed.

Yderligere udvikling af naturvidenskaben førte til nye ideer om årsag og virkning. For nogle naturlige processer er det svært at fastslå årsagen – for eksempel sker radioaktivt henfald tilfældigt. Det er umuligt entydigt at relatere tidspunktet for "flugt" for en α- eller β-partikel fra kernen og værdien af ​​dens energi. Sådanne processer er objektivt tilfældige. Der er især mange sådanne eksempler i biologien. I moderne naturvidenskab tilbyder moderne determinisme forskellige, objektivt eksisterende former for sammenkobling af processer og fænomener, hvoraf mange kommer til udtryk i form af relationer, der ikke har udtalte årsagssammenhænge, ​​dvs. ikke indeholder momenter af generering af én en anden. Det er rum-tidsforbindelser, symmetriforhold og visse funktionelle afhængigheder, sandsynlighedsforhold osv. Alle former for reelle interaktioner af fænomener dannes dog på basis af universel aktiv kausalitet, uden for hvilken der ikke eksisterer et eneste virkelighedsfænomen, herunder de såkaldte tilfældige fænomener, i hvis aggregat statiske love manifesteres.

Videnskaben fortsætter med at udvikle sig og beriges med nye begreber, love og principper, som indikerer begrænsningerne af laplaceansk determinisme. Imidlertid har klassisk fysik, især klassisk mekanik, stadig sin anvendelsesniche i dag. Dens love er ret anvendelige til relativt langsomme bevægelser, hvis hastighed er væsentligt mindre end lysets hastighed. Betydningen af ​​klassisk fysik i den moderne periode blev veldefineret af en af ​​skaberne af kvantemekanikken, Niels Bohr: ”Uanset hvor langt fænomenerne rækker ud over den klassiske fysiske forklaring, skal alle eksperimentelle data beskrives ved hjælp af klassiske begreber. Begrundelsen for dette er blot at angive den præcise betydning af ordet "eksperiment". Med ordet "eksperiment" angiver vi en situation, hvor vi kan fortælle andre præcis, hvad vi har gjort, og hvad vi præcist har lært. Derfor skal forsøgsopstillingen og observationsresultaterne beskrives entydigt i den klassiske fysiks sprog.”

3.5. Særlig relativitetsteori (SRT)

Introduktion til tankstation

Vi stifter bekendtskab med relativitetsteorien i gymnasiet. Denne teori forklarer os omverdenens fænomener på en sådan måde, at den modsiger "sund fornuft". Sandt nok bemærkede den samme A. Einstein engang: "Sund fornuft er fordomme, der udvikler sig før 18 års alderen."

Tilbage i 1700-tallet. forskere forsøgte at besvare spørgsmål om, hvordan gravitationel interaktion transmitteres, og hvordan lys (senere elektromagnetiske bølger) forplanter sig. Søgen efter svar på disse spørgsmål var årsagen til udviklingen af ​​relativitetsteorien.

I det 19. århundrede fysikere var overbevist om, at der var en såkaldt æter (verdensæter, lysende æter). Ifølge ideerne fra tidligere århundreder er dette en slags altgennemtrængende, altopfyldende miljø. Fysikkens udvikling i anden halvdel af det 19. århundrede. krævede, at videnskabsmænd konkretiserede deres ideer om æteren så meget som muligt. Hvis vi antager, at æteren er som en gas, så kunne kun langsgående bølger forplante sig i den, og elektromagnetiske bølger kunne forplante sig på tværs. Det er ikke klart, hvordan himmellegemer kunne bevæge sig i sådan en æter. Der var andre alvorlige indvendinger mod udsendelsen. Samtidig skabte den skotske fysiker James Maxwell (1831-1879) teorien om det elektromagnetiske felt, hvoraf det især fulgte, at den endelige udbredelseshastighed for dette felt i rummet var 300.000 km/s. Den tyske fysiker Heinrich Hertz (1857-1894) beviste eksperimentelt identiteten af ​​lys, varmestråler og elektromagnetisk "bølgebevægelse". Han fastslog, at den elektromagnetiske kraft virker med en hastighed på 300.000 km/s. Desuden fastslog Hertz, at "elektriske kræfter kan adskilles fra vægtige kroppe og fortsætte med at eksistere uafhængigt som en tilstand eller ændring i rummet." Situationen med æteren rejste dog mange spørgsmål, og et direkte eksperiment var påkrævet for at afskaffe dette koncept. Ideen blev formuleret af Maxwell, som foreslog at bruge Jorden som et bevægeligt legeme, der bevæger sig i kredsløb med en hastighed på 30 km/s. Denne erfaring krævede ekstrem høj målenøjagtighed. Dette sværeste problem blev løst i 1881 af de amerikanske fysikere A. Michelson og E. Morley. Ifølge "stationær æter"-hypotesen kan man observere den "æteriske vind", når Jorden bevæger sig gennem "æteren", og lysets hastighed i forhold til Jorden skulle afhænge af lysstrålens retning i forhold til retningen. af Jordens bevægelse i æteren (det vil sige, at lys rettes langs Jordens bevægelse og imod ). Hastigheden i nærvær af æter skulle være anderledes. Men de viste sig at være uændrede. Dette viste, at der ikke var luft. Dette negative resultat bekræftede relativitetsteorien. Michelsons og Morleys eksperiment for at bestemme lysets hastighed blev gentaget flere gange senere, i 1885-1887, med samme resultat.

I 1904 udtrykte den franske matematiker Henri Poincaré (1854-1912) på en videnskabelig kongres den opfattelse, at der i naturen ikke kan være større hastigheder end lysets hastighed. Samtidig formulerede A. Poincaré relativitetsprincippet som en universel naturlov. I 1905 skrev han: "Umuligheden af ​​ved eksperiment at bevise Jordens absolutte bevægelse er åbenbart en generel naturlov." Her peger han på Lorentz-transformationerne og den generelle sammenhæng mellem rumlige og tidsmæssige koordinater.

Albert Einstein (1879-1955), da han skabte den særlige relativitetsteori, kendte endnu ikke til Poincarés resultater. Einstein ville senere skrive: "Jeg forstår absolut ikke, hvorfor jeg bliver hyldet som skaberen af ​​relativitetsteorien. Hvis det ikke var for mig, ville Poincaré have gjort det på et år, Minkowski ville have gjort det på to år, trods alt tilhører mere end halvdelen af ​​denne forretning Lorentz. Mine fordele er overdrevne." Imidlertid skrev Lorentz på sin side i 1912: "Einsteins fortjeneste ligger i, at han var den første til at udtrykke relativitetsprincippet i form af en universel, streng lov."

To postulater af Einstein i SRT

For at beskrive fysiske fænomener introducerede Galileo begrebet et inertisystem. I et sådant system er et legeme, der ikke påvirkes af nogen kraft, i hvile eller i en tilstand af ensartet lineær bevægelse. Lovene, der beskriver mekanisk bevægelse, er lige gyldige i forskellige inertisystemer, det vil sige, at de ikke ændres, når de bevæger sig fra et koordinatsystem til et andet. For eksempel hvis en passager går i en kørende togvogn i dens bevægelsesretning med en hastighed v 1 = 4 km/t, og toget kører med hastighed v 2 = 46 km/t, så bliver passagerens hastighed i forhold til jernbanesporet vΣ= v 1 + v 2 = 50 km/t, det vil sige, at der er tilføjet hastigheder. Ifølge "sund fornuft" er dette et urokkeligt faktum:

v Σ= v 1 + v 2

Men i en verden af ​​høje hastigheder, der kan sammenlignes med lysets hastighed, er den angivne formel for tilføjelse af hastigheder simpelthen forkert. I naturen rejser lyset med hastighed Med= 300.000 km/s, uanset hvilken retning lyskilden bevæger sig i forhold til observatøren.

I 1905 offentliggjorde den 26-årige Albert Einstein en artikel "On the electrodynamics of moving bodies" i det tyske videnskabelige tidsskrift "Annals of Physics". I denne artikel formulerede han to berømte postulater, der dannede grundlaget for den partielle, eller særlige, relativitetsteori (SRT), som ændrede de klassiske ideer om rum og tid.

I det første postulat udviklede Einstein Galileos klassiske relativitetsprincip. Han viste, at dette princip er universelt, også for elektrodynamik (og ikke kun for mekaniske systemer). Denne holdning var ikke entydig, da det var nødvendigt at opgive Newtonsk langdistanceaktion.

Einsteins generaliserede relativitetsprincip siger, at ingen fysiske eksperimenter (mekaniske og elektromagnetiske) inden for en given referenceramme kan fastslå, om dette system bevæger sig ensartet eller er i ro. Samtidig er rum og tid forbundet med hinanden, afhængige af hinanden (for Galileo og Newton er rum og tid uafhængige af hinanden).

Einstein foreslog det andet postulat af den særlige relativitetsteori efter at have analyseret Maxwells elektrodynamik - dette er princippet om konstanten af ​​lysets hastighed i et vakuum, som er omtrent lig med 300.000 km/s.

Lysets hastighed er den hurtigste hastighed i vores univers. Der kan ikke være en hastighed større end 300.000 km/s i verden omkring os.

I moderne acceleratorer accelereres mikropartikler til enorme hastigheder. For eksempel accelererer en elektron til en hastighed v e = 0,9999999 C, hvor v e, C er henholdsvis elektronens og lysets hastigheder. I dette tilfælde, fra observatørens synspunkt, stiger elektronens masse med 2500 gange:

Her er m e0 elektronens hvilemasse, m e- elektronmasse ved hastighed v e .

En elektron kan ikke nå lysets hastighed, men der er mikropartikler, der har lysets hastighed, de kaldes "luxoner".

Disse omfatter fotoner og neutrinoer. De har praktisk talt ingen hvilemasse, de kan ikke bremses, de bevæger sig altid med lysets hastighed Med. Alle andre mikropartikler (tardyoner) bevæger sig med hastigheder, der er mindre end lysets hastighed. Mikropartikler, hvis bevægelseshastighed kan være større end lysets hastighed, kaldes tachyoner. Der er ingen sådanne partikler i vores virkelige verden.

Et yderst vigtigt resultat af relativitetsteorien er identifikation af forbindelsen mellem energi og masse af en krop. Ved lave hastigheder

Hvor E = m 0 c 2 - hvileenergi af en partikel med hvilemasse m 0,a E K- kinetisk energi af en partikel i bevægelse.

En stor bedrift af relativitetsteorien er, at den etablerede ækvivalensen mellem masse og energi (E = m 0 c 2). Vi taler dog ikke om omdannelsen af ​​masse til energi og omvendt, men derimod at omdannelsen af ​​energi fra en type til en anden svarer til massens overgang fra en form til en anden. Energi kan ikke erstattes af masse, da energi karakteriserer en krops evne til at udføre arbejde, og masse er et mål for inerti.

Ved relativistiske hastigheder tæt på lysets hastighed:

Hvor E- energi, m- partikelmasse, m- partiklens hvilemasse, Med- lysets hastighed i vakuum.

Ud fra ovenstående formel er det klart, at for at opnå lysets hastighed, skal en uendelig stor mængde energi tilføres partiklen. For fotoner og neutrinoer er denne formel ikke retfærdig, da de har v= c.

Relativistiske effekter

I relativitetsteorien betyder relativistiske effekter ændringer i rum-tid-karakteristika for legemer ved hastigheder, der kan sammenlignes med lysets hastighed.

Som et eksempel betragtes normalt et rumfartøj som en fotonraket, som flyver i rummet med en hastighed, der står mål med lysets hastighed. I dette tilfælde kan en stationær observatør bemærke tre relativistiske effekter:

1. Forøgelse i masse i forhold til hvilemasse. Når hastigheden stiger, stiger massen også. Hvis et legeme kunne bevæge sig med lysets hastighed, ville dets masse stige til det uendelige, hvilket er umuligt. Einstein beviste, at en krops masse er et mål for den energi, den indeholder (E= mc 2 ). Det er umuligt at give kroppen uendelig energi.

2. Reduktion af kroppens lineære dimensioner i dens bevægelsesretning. Jo større hastighed et rumskib har, der flyver forbi en stationær observatør, og jo tættere den er på lysets hastighed, jo mindre vil størrelsen af ​​dette skib være for en stationær observatør. Når skibet når lysets hastighed, vil dets observerede længde være nul, hvilket ikke kan være. På selve skibet vil astronauterne ikke observere disse ændringer. 3. Tidsudvidelse. I et rumfartøj, der bevæger sig tæt på lysets hastighed, går tiden langsommere end for en stationær observatør.

Effekten af ​​tidsudvidelse vil påvirke ikke kun uret inde i skibet, men også alle de processer, der finder sted på det, såvel som astronauternes biologiske rytmer. En fotonraket kan dog ikke betragtes som et inertisystem, fordi den under acceleration og deceleration bevæger sig med acceleration (og ikke ensartet og retlinet).

Relativitetsteorien tilbyder fundamentalt nye estimater af rum-tid forhold mellem fysiske objekter. I klassisk fysik, når man bevæger sig fra et inertisystem (nr. 1) til et andet (nr. 2), forbliver tiden den samme - t 2 = t L og de rumlige koordinater ændres i henhold til ligningen x 2 = x 1 -vt. Relativitetsteorien bruger de såkaldte Lorentz-transformationer:

Ud fra relationerne er det klart, at rumlige og tidsmæssige koordinater afhænger af hinanden. Hvad angår længdereduktionen i bevægelsesretningen, så

og tidens gang bliver langsommere:

I 1971 blev der udført et forsøg i USA for at bestemme tidsudvidelsen. De lavede to helt identiske nøjagtige ure. Nogle ure forblev på jorden, mens andre blev placeret i et fly, der fløj rundt om Jorden. Et fly, der flyver i en cirkulær bane rundt om Jorden, bevæger sig med en vis acceleration, hvilket betyder, at uret om bord på flyet er i en anden situation sammenlignet med et ur, der hviler på jorden. I overensstemmelse med relativitetslovene skulle det rejsende ur have haltet efter det hvilende ur med 184 ns, men faktisk var forsinkelsen 203 ns. Der var andre eksperimenter, der testede effekten af ​​tidsudvidelse, og de bekræftede alle, at det var at sænke farten. Således er det forskellige tidsforløb i koordinatsystemer, der bevæger sig ensartet og retlinet i forhold til hinanden, en uforanderlig eksperimentelt etableret kendsgerning.

Generel relativitetsteori

Efter offentliggørelsen af ​​den særlige relativitetsteori i 1905 vendte A. Einstein sig til det moderne gravitationsbegreb. I 1916 udgav han den generelle relativitetsteori (GTR), som forklarer tyngdekraftsteorien fra et moderne synspunkt. Det er baseret på to postulater af den særlige relativitetsteori og formulerer det tredje postulat - princippet om ækvivalens af inerti- og gravitationsmasser. Den vigtigste konklusion af generel relativitet er holdningen om ændringer i geometriske (rumlige) og tidsmæssige karakteristika i gravitationsfelter (og ikke kun når man bevæger sig ved høje hastigheder). Denne konklusion forbinder GTR med geometri, det vil sige i GTR observeres geometriseringen af ​​tyngdekraften. Klassisk euklidisk geometri var ikke egnet til dette. Ny geometri dukkede op i det 19. århundrede. i værker af den russiske matematiker N.I. Lobachevsky, den tyske - B. Riemann, den ungarske - J. Bolyai.

Geometrien i vores rum viste sig at være ikke-euklidisk.

Generel relativitetsteori er en fysisk teori baseret på en række eksperimentelle fakta. Lad os se på nogle af dem. Tyngdefeltet påvirker bevægelsen af ​​ikke kun massive kroppe, men også lys. En lysstråle afbøjes ind i Solens felt. Målinger udført i 1922 af den engelske astronom A. Eddington under en solformørkelse bekræftede denne forudsigelse af Einstein.

I almen relativitetsteori er planeternes baner ikke lukkede. En lille effekt af denne art kan beskrives som en rotation af perihelium af en elliptisk bane. Perihel er punktet i kredsløbet af et himmellegeme tættest på Solen, som bevæger sig rundt om Solen i en ellipse, parabel eller hyperbel. Astronomer ved, at perihelium af Merkurs kredsløb roterer med omkring 6.000 pr. Dette forklares med gravitationsforstyrrelser fra andre planeter. På samme tid forblev der en uafløselig rest på omkring 40” pr. århundrede. I 1915 forklarede Einstein denne uoverensstemmelse inden for rammerne af den generelle relativitetsteori.

Der er objekter, hvor virkningerne af almen relativitet spiller en afgørende rolle. Disse omfatter "sorte huller". Et "sort hul" opstår, når en stjerne komprimeres så meget, at det eksisterende gravitationsfelt ikke engang frigiver lys ud i det ydre rum. Derfor kommer der ingen information fra sådan en stjerne. Talrige astronomiske observationer indikerer den virkelige eksistens af sådanne objekter. Generel relativitetsteori giver en klar forklaring på dette faktum.

I 1918 forudsagde Einstein, baseret på generel relativitetsteori, eksistensen af ​​gravitationsbølger: massive legemer, der bevæger sig med acceleration, udsender gravitationsbølger. Gravitationsbølger skal bevæge sig med samme hastighed som elektromagnetiske bølger, det vil sige med lysets hastighed. I analogi med elektromagnetiske feltkvanter er det sædvanligt at tale om gravitoner som gravitationsfeltkvanter. I øjeblikket er et nyt videnskabsfelt ved at blive dannet - gravitationsbølgeastronomi. Der er håb om, at gravitationsforsøg vil give nye resultater.

Baseret på relativitetsteoriens ligninger fandt den hjemlige matematiker og fysiker A. Friedman i 1922 en ny kosmologisk løsning på den generelle relativitetsligning Denne løsning indikerer, at vores univers ikke er stationært, det udvider sig konstant. Friedman fandt to muligheder for at løse Einsteins ligninger, det vil sige to muligheder for universets mulige udvikling. Afhængigt af stoffets tæthed vil universet enten fortsætte med at udvide sig, eller efter nogen tid vil det begynde at trække sig sammen.

I 1929 etablerede den amerikanske astronom E. Hubble eksperimentelt en lov, der bestemmer hastigheden for udvidelse af galakser afhængigt af afstanden til vores galakse. Jo længere væk galaksen er, jo større er dens ekspansionshastighed. Hubble brugte Doppler-effekten, ifølge hvilken en lyskilde, der bevæger sig væk fra observatøren, øger sin bølgelængde, det vil sige skifter til den røde ende af spektret (rødner).

Således bekræfter alle kendte videnskabelige fakta gyldigheden af ​​den generelle relativitetsteori, som er den moderne teori om tyngdekraften.

3.6. Termodynamikkens begyndelse. Idéer om entropi

Generel information om termodynamik

>Termodynamik er videnskaben om de mest generelle egenskaber ved makroskopiske legemer og systemer i en tilstand af termodynamisk ligevægt og om overgangsprocesserne fra en tilstand til en anden.

Klassisk termodynamik studerer kun fysiske objekter i den materielle verden i en tilstand af termodynamisk ligevægt. Her mener vi en tilstand, hvor et system kommer over tid, idet det er under bestemte konstante ydre forhold og en bestemt konstant omgivelsestemperatur. For sådanne ligevægtstilstande er begrebet tid ligegyldigt. Derfor bruges tid ikke eksplicit som parameter i termodynamik. I sin oprindelige form blev denne disciplin kaldt "mekanisk teori om varme." Udtrykket "termodynamik" blev introduceret i den videnskabelige litteratur i 1854 af W. Thomson. Ligevægtsprocesser i klassisk termodynamik gør det også muligt at bedømme mønstrene for processer, der forekommer under etableringen af ​​ligevægt, det vil sige, den overvejer måderne at etablere termodynamisk ligevægt på.

Samtidig overvejer termodynamikken betingelserne for eksistensen af ​​irreversible processer. For eksempel fører spredningen af ​​gasmolekyler (diffusionsloven) i sidste ende til en ligevægtstilstand, og termodynamik forbyder den omvendte overgang af et sådant system til den oprindelige tilstand.

Opgaven for termodynamikken af ​​irreversible processer var først at studere ikke-ligevægtsprocesser for tilstande, der ikke adskiller sig for meget fra ligevægtstilstanden. Fremkomsten af ​​termodynamikken af ​​irreversible processer går tilbage til 50'erne. sidste århundrede. Den blev dannet på grundlag af klassisk termodynamik, som opstod i anden halvdel af det 19. århundrede. I udviklingen af ​​klassisk termodynamik spillede værker af N. Carnot, B. Clapeyron, R. Clausius m.fl. en enestående rolle. Der gik relativt lang tid, før det blev klart, at klassisk termodynamik i det væsentlige er termostatik, og de fundamentale ligninger af Fourier-Ohm-Fick og Navier —Stokes repræsenterer elementerne i fremtidens termodynamik. Her bør vi nævne en af ​​pionererne i den nye retning inden for termodynamik - den amerikanske fysiker L. Onsager (Nobelprisen 1968), samt den hollandsk-belgiske skole I. Prigogine, S. de Groot, P. Mazur. I 1977 blev den belgiske fysiker og fysisk kemiker af russisk oprindelse, Ilya Romanovich Prigogine, tildelt Nobelprisen i kemi "for sine bidrag til teorien om termodynamik uden ligevægt, især til teorien om dissipative strukturer, og for dens anvendelser i kemien. og biologi."

Termodynamik som funktion af tilstand

Ligestillingen af ​​temperaturer på alle punkter i nogle systemer eller dele af et system er en betingelse for ligevægt.

Tilstanden af ​​homogene væsker eller gasser er fuldstændig fastlagt ved at angive to af tre størrelser: temperatur G, volumen V, tryk p. Forbindelsen mellem p, V Og T kaldet tilstandsligningen. Den franske fysiker B. Clapeyron udledte i 1934 tilstandsligningen for en ideel gas ved at kombinere Boyle-Mariotte- og Gay-Lusac-lovene. D.I. Mendeleev kombinerede Clapeyrons ligninger med Avogadros lov. Ifølge Avogadros lov, ved lige tryk R og temperatur G mol af alle gasser optager det samme molære volumen V m, derfor er der for alle gasser en molær gaskonstant R. Så kan Clapeyron-Mendeleev-ligningen skrives som:

pV m= RT.

Numerisk værdi af den molære gaskonstanten R= 8,31 J/mol K.

Termodynamikkens første lov

Den første lov eller termodynamikkens første lov eller loven om energibevarelse for termiske systemer kan bekvemt overvejes ved at bruge eksemplet med driften af ​​en varmemotor. Varmemotoren indeholder en varmekilde Q 1 , en arbejdsfluid, for eksempel en cylinder med et stempel, hvorunder gassen kan opvarmes (ΔQ 1) eller afkøles af et køleskab, der fjerner varme ΔQ 2 fra arbejdsfluidet. I dette tilfælde kan arbejde Δ udføres EN og den indre energi Δ ændres U.

Energien fra termisk bevægelse kan omdannes til energien fra mekanisk bevægelse og omvendt. Under disse transformationer overholdes loven om bevarelse og transformation af energi. I forhold til termodynamiske processer er dette termodynamikkens første lov, etableret som et resultat af generalisering af århundreder gamle eksperimentelle data. Erfaring viser, at ændringen i indre energi ΔU bestemmes af forskellen mellem mængden af ​​varme Q 1 , opnået af systemet, og arbejde A:

ΔU= Q 1 - A

Q 1 = A1 + ΔU.

I differentiel form:

dQ= dA+ dU.

Termodynamikkens første lov bestemmer den anden tilstandsfunktion - energi, mere præcist, indre energi U, som repræsenterer energien fra den kaotiske bevægelse af alle molekyler, atomer, ioner osv., samt interaktionsenergien mellem disse mikropartikler. Hvis systemet ikke udveksler energi eller stof med miljøet (isoleret system), så dU= 0, a U= konst i overensstemmelse med loven om energibevarelse. Det følger det arbejde EN svarende til mængden af ​​varme Q, det vil sige, at en periodisk fungerende motor (varmemotor) ikke kan udføre mere arbejde end den energi, der tilføres den udefra, hvilket betyder, at det er umuligt at skabe en motor, der gennem en vis omdannelse af energi kan øge sin samlede mængde.

Cirkulære processer (cyklusser). Reversible og irreversible processer

>Ved cirkulær proces(cyklus) er en proces, hvor et system passerer gennem en række tilstande og vender tilbage til sin oprindelige tilstand. En sådan cyklus kan repræsenteres som en lukket kurve i akserne P, V, Hvor P- tryk i systemet, og V- dens volumen. En lukket kurve består af sektioner, hvor volumen stiger (udvidelse) og sektioner, hvor volumen falder (kontraktion).

I dette tilfælde er det udførte arbejde pr. cyklus bestemt af det område, der er dækket af den lukkede kurve. Den cyklus, der fortsætter gennem ekspansion og derefter kompression, kaldes direkte; den bruges i varmemotorer - periodisk kørende motorer, der udfører arbejde ved hjælp af varme modtaget udefra. Cyklussen, der forløber gennem kompression og derefter ekspansion, kaldes omvendt og bruges i kølemaskiner - periodisk fungerende installationer, hvor varme på grund af ydre kræfters arbejde overføres fra et legeme til et andet. Som et resultat af en cirkulær proces vender systemet tilbage til sin oprindelige tilstand:

ΔU=0, Q= A

Systemet kan både modtage varme og give det væk. Hvis systemet modtager Q 1 varme, men afgiver Q 2 , derefter den termiske effektivitet for den cirkulære proces

Reversible processer kan forekomme i både fremadgående og baglæns retning

I det ideelle tilfælde, hvis processen først sker fremad og derefter i modsat retning, og systemet vender tilbage til sin oprindelige tilstand, så sker der ingen ændringer i miljøet. Reversible processer er en idealisering af virkelige processer, hvor et vist energitab altid opstår (for friktion, termisk ledningsevne osv.)

Begrebet en reversibel cirkulær proces blev introduceret i fysikken i 1834 af den franske videnskabsmand B. Clapeyron

Ideel cyklus af en Carnot varmemotor

Når vi taler om reversibilitet af processer, skal man huske på, at dette er en form for idealisering. Alle virkelige processer er irreversible, derfor er de cyklusser, som varmemotorer fungerer i, også irreversible og derfor ikke ligevægtige. Men for at forenkle kvantitative vurderinger af sådanne cyklusser er det nødvendigt at betragte dem som ligevægt, det vil sige som om de kun bestod af ligevægtsprocesser. Dette kræves af et veludviklet apparat af klassisk termodynamik.

Den berømte ideelle Carnot-motorcyklus betragtes som en ligevægts omvendt cirkulær proces. Under virkelige forhold kan enhver cyklus ikke være ideel, da der er tab. Det opstår mellem to varmekilder med konstante temperaturer ved kølepladen T 1 og køleplade T 2, samt arbejdsvæsken, som anses for at være en ideel gas (fig. 3.1).

Ris. 3.1. Varm motorcyklus

Det tror vi på T 1 > T 2 og varmefjernelse fra kølepladen og varmetilførsel til kølepladen påvirker ikke deres temperaturer, T 1 Og T 2 Forbliv konstant. Lad os betegne gasparametrene i venstre yderposition af varmemotorstemplet: tryk - R 1 volumen - V 1 , temperatur T 1 . Dette er punkt 1 på grafen på akserne P-V. I dette øjeblik interagerer gassen (arbejdsvæsken) med kølepladen, hvis temperatur også er T 1 . Når stemplet bevæger sig til højre, falder gastrykket i cylinderen, og volumen stiger. Dette vil fortsætte, indtil stemplet når den position, der er bestemt af punkt 2, hvor parametrene for arbejdsvæsken (gas) antager værdierne P 2 , V 2 , T 2 . Temperaturen på dette tidspunkt forbliver uændret, da temperaturen på gassen og kølepladen er den samme under overgangen af ​​stemplet fra punkt 1 til punkt 2 (ekspansion). En proces, hvori Tændres ikke, kaldes isotermisk, og kurve 1-2 kaldes en isoterm. I denne proces passerer varme fra varmetransmitteren til arbejdsvæsken Q 1 .

Ved punkt 2 er cylinderen fuldstændig isoleret fra det ydre miljø (der er ingen varmeveksling) og med yderligere bevægelse af stemplet til højre sker der et fald i tryk og en stigning i volumen langs kurve 2-3, som kaldes adiabatisk(proces uden varmeveksling med det ydre miljø). Når stemplet bevæger sig til den yderste højre position (punkt 3), vil ekspansionsprocessen afsluttes, og parametrene vil have værdierne P 3, V 3, og temperaturen vil blive lig med temperaturen på kølepladen T 2. Med denne position af stemplet reduceres isoleringen af ​​arbejdsvæsken, og den interagerer med kølepladen. Hvis vi nu øger trykket på stemplet, vil det bevæge sig til venstre ved en konstant temperatur T 2(komprimering). Dette betyder, at denne kompressionsproces vil være isotermisk. I denne proces varmen Q 2 vil passere fra arbejdsvæsken til kølepladen. Stemplet, der bevæger sig til venstre, kommer til punkt 4 med parametrene P 4 , V 4 og T2, hvor arbejdsfluidet igen er isoleret fra det ydre miljø. Yderligere kompression sker langs en adiabatisk 4-1 med stigende temperatur. Ved punkt 1 slutter kompressionen ved arbejdsfluidparametrene P 1 , V 1 , T 1 . Stemplet vendte tilbage til sin oprindelige tilstand. Ved punkt 1 fjernes isolationen af ​​arbejdsvæsken fra det ydre miljø, og cyklussen gentages.

Effektiviteten af ​​en ideel Carnot-motor:

Analyse af udtrykket for effektiviteten af ​​Carnot-cyklussen giver os mulighed for at drage følgende konklusioner:

1) Jo højere effektivitet, jo højere T 1 og desto mindre T 2 ;

2) effektivitet er altid mindre end enhed;

3) Virkningsgraden er nul ved T 1 = T 2.

Carnot-cyklussen udnytter varmen bedst muligt, men som nævnt ovenfor er den idealiseret og er ikke mulig under virkelige forhold. Dens betydning er dog stor. Det giver dig mulighed for at bestemme den højeste effektivitetsværdi for en varmemotor.

Termodynamikkens anden lov. Entropi

Termodynamikkens anden lov er forbundet med navnene på N. Carnot, W. Thomson (Kelvin), R. Clausius, L. Boltzmann, W. Nernst.

Termodynamikkens anden lov introducerer en ny tilstandsfunktion - entropi. Udtrykket "entropi", foreslået af R. Clausius, er afledt af græsk. entropi og betyder "transformation".

Det ville være passende at præsentere begrebet "entropi" i formuleringen af ​​A. Sommerfeld: "Ethvert termodynamisk system har en tilstandsfunktion kaldet entropi. Entropi beregnes som følger. Systemet overføres fra en vilkårligt valgt starttilstand til den tilsvarende sluttilstand gennem en sekvens af ligevægtstilstande; alle dele af varme dQ, der ledes til systemet, beregnes og hver divideres med dens tilsvarende absolutte temperatur T, og alle de således opnåede værdier er opsummeret (den første del af termodynamikkens anden lov). Under reelle (ikke-ideelle) processer øges entropien i et isoleret system (den anden del af termodynamikkens anden lov).

Regnskab og lagring af mængden af ​​energi er endnu ikke nok til at vurdere muligheden for en bestemt proces. Energi bør ikke kun karakteriseres ved kvantitet, men også af kvalitet. Det er vigtigt, at energi af en vis kvalitet spontant kun kan omdannes til energi af en lavere kvalitet. Den mængde, der bestemmer kvaliteten af ​​energi, er entropi.

Processer i levende og ikke-levende stof forløber generelt på en sådan måde, at entropi i lukkede isolerede systemer øges, og energikvaliteten falder. Dette er betydningen af ​​termodynamikkens anden lov.

Hvis vi betegner entropi med S, så

hvilket svarer til den første del af den anden lov ifølge Sommerfeld.

Du kan erstatte udtrykket for entropi i ligningen for termodynamikkens første lov:

dU= T×dS - dU.

Denne formel er kendt i litteraturen som Gibbs-forholdet. Denne fundamentale ligning kombinerer termodynamikkens første og anden lov og definerer i det væsentlige al ligevægtstermodynamik.

Det andet princip etablerer en bestemt retning for strømmen af ​​processer i naturen, det vil sige "tidens pil".

Den mest dybe betydning af entropi afsløres i den statiske vurdering af entropi. I overensstemmelse med Boltzmanns princip er entropi relateret til sandsynligheden for systemets tilstand ved den kendte relation

S= K × LnW,

Hvor W- termodynamisk sandsynlighed, og TIL- Boltzmann konstant.

Den termodynamiske sandsynlighed, eller statisk vægt, forstås som antallet af forskellige fordelinger af partikler langs koordinater og hastigheder svarende til en given termodynamisk tilstand. For enhver proces, der finder sted i et isoleret system og overfører den fra tilstand 1 til tilstand 2, ændres Δ W termodynamisk sandsynlighed er positiv eller lig med nul:

ΔW = W 2 - W 1 ≥ 0

I tilfælde af en reversibel proces er ΔW = 0, det vil sige den termodynamiske sandsynlighed, konstant. Hvis der opstår en irreversibel proces, så Δ W> 0 og W stiger. Det betyder, at en irreversibel proces overfører systemet fra en mindre sandsynlig tilstand til en mere sandsynlig. Termodynamikkens anden lov er en statistisk lov; den beskriver mønstrene for kaotisk bevægelse af et stort antal partikler, der udgør et lukket system, det vil sige entropi karakteriserer målet for uorden, tilfældighed af partikler i et system.

R. Clausius definerede termodynamikkens anden lov som følger:

> en cirkulær proces er umulig, hvis eneste resultat er overførsel af varme fra et mindre opvarmet legeme til et mere opvarmet (1850).

I forbindelse med denne formulering, i midten af ​​1800-tallet. problemet med universets såkaldte termiske død blev identificeret. I betragtning af universet som et lukket system, argumenterede R. Clausius, der stolede på termodynamikkens anden lov, at før eller siden må universets entropi nå sit maksimum. Overgangen af ​​varme fra mere opvarmede legemer til mindre opvarmede vil føre til, at temperaturen på alle legemer i universet vil være den samme, fuldstændig termisk ligevægt vil opstå, og alle processer i universet vil stoppe - den termiske død af Universet vil opstå.

Fejlslutningen i konklusionen om universets termiske død ligger i, at det er umuligt at anvende termodynamikkens anden lov på et system, der ikke er et lukket system, men et system i uendelighed. Universet udvider sig, galakser spredes med hastigheder, der er stigende. Universet er ikke stationært.

Formuleringen af ​​termodynamikkens anden lov er baseret på postulater, der er resultatet af århundreders menneskelig erfaring. Ud over det ovennævnte postulat af Clausius er det mest berømte postulatet fra Thomson (Kelvin), som taler om umuligheden af ​​at konstruere en evig varmemotor af anden art (perpetuum mobile), det vil sige en motor, der fuldstændigt omdanner varme til arbejde. Ifølge dette postulat, af al den varme, der modtages fra en varmekilde med høj temperatur - en køleplade, kan kun en del omdannes til arbejde. Resten skal omdirigeres til en køleplade med en relativt lav temperatur, det vil sige, at der kræves mindst to varmekilder med forskellige temperaturer til driften af ​​en varmemotor.

Dette forklarer grunden til, at det er umuligt at omdanne varmen fra atmosfæren omkring os eller varmen fra havene og oceanerne til arbejde i mangel af de samme store varmekilder med en lavere temperatur.

Termodynamikkens tredje lov, eller Nernsts termiske teori

Blandt andre statusfunktioner end temperatur T, indre energi U og entropi S, er der også dem, der indeholder produktet T·S. For eksempel, når man studerer kemiske reaktioner, spiller tilstandsfunktioner såsom fri energi en vigtig rolle F= U - T S eller Gibbs potentiale Ф = U+ pV- TS. Disse tilstandsfunktioner omfatter produktet T·S. Dog størrelsen S bestemmes kun op til en vilkårlig konstant S 0, da entropi bestemmes gennem dens differentiale dS. Uden at specificere S 0 bliver anvendelsen af ​​tilstandsfunktioner derfor usikker. Spørgsmålet opstår om den absolutte værdi af entropi.

Nernsts termiske teori besvarer dette spørgsmål. I Plancks formulering koger det ned til udsagnet: entropien af ​​alle legemer i en tilstand af ligevægt har en tendens til nul, når temperaturen nærmer sig nul Kelvin:

Da entropi er bestemt op til en additiv konstant S 0 , så er det praktisk at tage denne konstant lig med nul.

Den termiske sætning blev formuleret af Nerst i begyndelsen af ​​det 20. århundrede. (Nobelprisen i fysik i 1920). Det følger ikke af de to første principper, derfor kan det på grund af dets almindelighed med rette betragtes som en ny naturlov - termodynamikkens tredje lov.

Termodynamik uden ligevægt

Ikke-ligevægtssystemer er ikke kun karakteriseret ved termodynamiske parametre, men også ved hastigheden af ​​deres ændring i tid og rum, som bestemmer strømninger (overførselsprocesser) og termodynamiske kræfter (temperaturgradient, koncentrationsgradient osv.).

Fremkomsten af ​​strømninger i systemet forstyrrer den statistiske ligevægt. I ethvert fysisk system opstår der altid processer, der forsøger at bringe systemet tilbage til en tilstand af ligevægt. Der er sådan set en konfrontation mellem de overførselsprocesser, der forstyrrer balancen, og de interne processer, der forsøger at genoprette den.

Processer i ikke-ligevægtssystemer har følgende tre egenskaber:

1. Processer, der bringer et system til termodynamisk ligevægt (genopretning), opstår, når der ikke er særlige faktorer, der opretholder en ikke-ligevægtstilstand i selve systemet. Hvis starttilstanden er stærkt uligevægt, og på baggrund af systemets generelle tendens til ligevægt, fødes delsystemer af stor interesse, hvor entropien lokalt aftager, så opstår lokale undersystemer, hvor ordenen øges. Desuden er den samlede stigning for hele systemet mange gange større. I et isoleret system er det lokale fald i entropi naturligvis midlertidigt. I et åbent system, hvorigennem kraftige strømme strømmer i lang tid, hvilket reducerer entropien, kan der opstå nogle ordnede undersystemer. De kan eksistere, ændre sig og udvikle sig, i meget lang tid (indtil strømmene, der fodrer dem, stopper).

2. Fødslen af ​​lokale stater med lav entropi fører til en acceleration af den samlede vækst af entropi i hele systemet. Takket være de ordnede undersystemer bevæger hele systemet sig som helhed hurtigere mod stadig mere uordnede tilstande, mod termodynamisk ligevægt.

Tilstedeværelsen af ​​et bestilt undersystem kan fremskynde udgangen af ​​hele systemet fra en "sikker" metastabil tilstand med millioner eller flere gange. I naturen gives intet "gratis".

3. Ordnede tilstande er dissipative strukturer, der kræver en stor tilstrømning af energi til deres dannelse. Sådanne systemer reagerer på små ændringer i ydre forhold mere følsomt og mere forskelligartet end den termodynamiske ligevægtstilstand. De kan let kollapse eller omdannes til nye ordnede strukturer.

Fremkomsten af ​​dissipative strukturer er af tærskelkarakter. Termodynamik uden ligevægt relaterede tærskelkarakteren til ustabilitet. En ny struktur er altid resultatet af ustabilitet og opstår som følge af udsving.

Den enestående fordel ved termodynamik uden ligevægt er etableringen af ​​det faktum, at selvorganisering ikke kun er iboende i "levende systemer." Evnen til selvorganisering er en fælles egenskab for alle åbne systemer, der kan udveksle energi med miljøet. I dette tilfælde er det uligevægt, der tjener som kilden til orden.

Denne konklusion er hovedtesen for rækken af ​​ideer i I. Prigogines gruppe.

Kompatibiliteten af ​​termodynamikkens anden lov med systemernes evne til at organisere sig selv er en af ​​de største resultater af moderne termodynamik uden ligevægt.

Entropi og stof. Entropiændring i kemiske reaktioner

Når temperaturen stiger, øges hastigheden af ​​forskellige typer partikelbevægelser. Derfor antallet af mikrotilstande af partikler og følgelig den termodynamiske sandsynlighed W, og stoffets entropi stiger. Når et stof går fra en fast til en flydende tilstand, øges partiklernes uorden og følgelig entropi (ΔS-smelte). Uorden og følgelig entropi stiger især kraftigt under overgangen af ​​et stof fra en væskeformig til en gasformig tilstand (SOM kogende). Entropien øges, når et krystallinsk stof omdannes til et amorft stof. Jo højere hårdhed et stof har, jo lavere er dets entropi. En stigning i atomer i et molekyle og kompleksiteten af ​​molekyler fører til en stigning i entropi. Entropi måles i Cal/mol·K (entropienhed) og i J/mol·K. Ved beregninger anvendes entropiværdier i den såkaldte standardtilstand, det vil sige ved 298,15 K (25 °C). Derefter betegnes entropi S 0 298 . For eksempel entropien af ​​oxygen 0 3 - S 0 298 = 238,8 enheder. e. og 0 2 - S 0 298 = 205 enheder. e.

De absolutte entropiværdier for mange stoffer er tabuleret og angivet i opslagsbøger. For eksempel:

N20(f) = 70,8; H20(g) = 188,7; CO(g) = 197,54;

CH4(r) = 186,19; H2 (g) = 130,58; NS1(g) = 186,69; HCI(p) = 56,5;

CH3OH(1) = 126,8; Ca(k) = 41,4; Ca(OH)2(k) = 83,4; C(diamant) = 2,38;

C(grafit) = 5,74 osv.

Bemærk: g - væske, g - gas, j - krystaller; p - løsning.

Ændring i systemets entropi som følge af en kemisk reaktion (Δ S) lig med summen af ​​reaktionsprodukternes entropier minus entropierne af udgangsstofferne. For eksempel:

CH4+H20(g) = CO + 3H2 - her Δ S 0 298 = S 0 co.298 + 3 S 0 H2.298 - S 0 H4.298 - S 0 H2,298 =

197,54 = 3 130,58 - 188,19 - 188,7 = 214,39 J/mol K.

Som et resultat af reaktionen steg entropien (A S> 0), steg antallet af mol gasformige stoffer.

Information entropi. Entropi i biologi

Informationsentropi tjener som et mål for meddelelsesusikkerhed. Meddelelser er beskrevet i mange mængder x 1 , x 2 x n, som for eksempel kunne være ordene: s 1 , s 2 …, s n. Informationsentropi er angivet med S n eller H u. For en vis diskret statistisk sandsynlighedsfordeling P jeg brug følgende udtryk:

givet at:

Betyder S n= 0 hvis nogen sandsynlighed P jeg= 1, og de resterende sandsynligheder for udseendet af andre størrelser er lig med nul. I dette tilfælde er oplysningerne pålidelige, det vil sige, at der ikke er nogen usikkerhed i informationen. Informationsentropi får sin største værdi, når P jeg er lige hinanden og usikkerheden i informationen er maksimal.

Den samlede entropi af flere meddelelser er lig med summen af ​​entropierne af individuelle meddelelser (additivitetsegenskab).

Den amerikanske matematiker Claude Shannon, en af ​​skaberne af matematisk informationsteori, brugte begrebet entropi til at bestemme den kritiske hastighed for informationstransmission og til at skabe "støjbestandige koder." Denne tilgang (ved at bruge den probabilistiske entropifunktion fra statistisk termodynamik) viste sig at være frugtbar på andre områder af naturvidenskaben.

Begrebet entropi, som vist for første gang af E. Schrödinger (1944), og derefter af L. Brillouin og andre, er essentielt for at forstå mange fænomener i livet og endda menneskelig aktivitet.

Det er nu klart, at det ved hjælp af den probabilistiske entropifunktion er muligt at analysere alle stadier af overgangen af ​​et system fra en tilstand af fuldstændig kaos, som svarer til lige store sandsynligheder og den maksimale værdi af entropi, til en tilstand af maksimal mulig rækkefølge, som svarer til den eneste mulige tilstand af systemets elementer.

En levende organisme kan ud fra de fysiske og kemiske processer, der forekommer i den, betragtes som et komplekst åbent system, der er placeret i en ikke-ligevægt, ikke-stationær tilstand. Levende organismer er karakteriseret ved en balance mellem metaboliske processer, der fører til et fald i entropi. Naturligvis kan entropi ikke bruges til at karakterisere livet som helhed, da liv ikke kan reduceres til et simpelt sæt af fysiske og kemiske processer. Det er karakteriseret ved andre komplekse selvreguleringsprocesser.

Selvtest spørgsmål

1. Formuler Newtons bevægelseslove.

2. Nævn de grundlæggende love for bevaring.

3. Nævn de generelle betingelser for gyldigheden af ​​fredningslove.

4. Forklar essensen af ​​symmetriprincippet og sammenhængen mellem dette princip og fredningslove.

5. Formuler komplementaritetsprincippet og Heisenberg-usikkerhedsprincippet.

6. Hvad er "sammenbruddet" af laplaceansk determinisme?

7. Hvordan formuleres Einsteins postulater i SRT?

8. Nævn og forklar relativistiske effekter.

9. Hvad er essensen af ​​GTR?

10. Hvorfor er en evighedsmaskine af den første slags umulig?

11. Forklar begrebet en cirkulær proces i termodynamikken og den ideelle Carnot-cyklus.

12. Forklar begrebet entropi som funktion af systemets tilstand.

13. Formuler termodynamikkens anden lov.

14. Forklar essensen af ​​begrebet "ikke-ligevægt termodynamik".

15. Hvordan bestemmes ændringen i entropi under kemiske reaktioner kvalitativt?

Den aktuelle absolutte tidsværdi (tid på dagen, vægtid, tidspunkt på dagen) er defineret i kernen/timeren. med følgende.

struktur tidsspec xtid;

Tidsspecifik datastruktur er defineret i filen i følgende form.

struktur tidsspec(

tid_t tv_sek; /* sekunder */

lang tv_nsec; /* nanosekunder */

1970 (UTC, Universal Coordinated Time). Den angivne dato kaldes epoke(begyndelsen af ​​en æra). I de fleste Unix-lignende operativsystemer tælles tiden fra epokens begyndelse. xtime.tv_nse c-feltet gemmer antallet af nanosekunder, der er gået i det sidste sekund.

At læse eller skrive xtime-variablen kræver anskaffelse af xtime_lock-låsen. Dette er en lås - ikke en almindelig spinlock, men sekventiel låsning, som er diskuteret i kapitel 9, "Kernel Synchronization Features."

For at opdatere værdien af ​​xtime-variablen skal du anskaffe en sekventiel skrivelås som følger.

write_seqlock(&xtime_lock);

/* opdater værdien af ​​xtime-variablen ... */

write_sequnlock(&xtime_lock);

Aflæsning af værdien af ​​xtim e-variablen kræver brug af read _-funktionerne

seqbegin() og read_seqretr y() som følger.

usigneret længe tabt;

seq = read_seqbegin(&xtime_lock);

usec = timer->get_offset(); tabt = jiffies wall_jiffies; hvis (tabt)

usec += tabt * (1000000 / HZ);

sek = xtime.tv_sek;

usec += (xtime.tv_nsec / 1000);

) while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));

Denne cyklus gentages, indtil det er garanteret, at ingen data blev skrevet, mens dataene blev læst. Hvis der opstår en timerafbrydelse, mens løkken kører, og xtime-variablen opdateres, mens løkken kører, vil det returnerede sekvensnummer være forkert, og løkken gentages igen.

Hovedbrugergrænsefladen til at hente den absolutte tidsværdi er gettimeofda y() systemkaldet, som implementeres som sys_gettimeofday()-funktionen som følger.

asmlinkage lang sys_gettimeofday(struct timeval *tv, struct tidszone *tz)

if (sandsynligt(tv !=NULL)) ( struct timeval_ktv; do_gettimeofday(&ktv);

if (copy_to_userftv, &ktv, sizeof(ktv))

if (usandsynlig(tz !=NULL)) (

if (copy_to_user(tz, &sys_tz, sizeof(sys_tz)))

Hvis en værdi, der ikke er nul for tv-parameteren, sendes fra brugerpladsen, kaldes den hardwareafhængige funktion do_gettimeofday(). Denne funktion udfører grundlæggende xtime-variablen læseløkke, som lige blev diskuteret. Ligeledes, hvis tz-parameteren ikke er nul, returneres brugeren den tidszone, hvori operativsystemet er placeret. Denne indstilling er gemt i sys_tz-variablen. Hvis der opstår fejl ved kopiering af en absolut tids- eller tidszoneværdi til brugerområdet, returnerer funktionen -EFAULT. Hvis det lykkes, returneres en nulværdi.

Kernen giver time() systemkaldet 6, men gettimeofday() systemkaldet tilsidesætter fuldstændig dens funktionalitet. C-funktionsbiblioteket giver også andre funktioner relateret til absolut tid, såsom ftime() og ctirae().

Systemkaldet settimeofday() giver dig mulighed for at indstille den absolutte tid til en specificeret værdi. For at udføre det, skal processen kunne bruge CAP_SYS_TIME.

Udover at opdatere xtime-variablen, bruger kernen ikke absolut tid så meget som brugerplads. En vigtig undtagelse er filsystemkode, der gemmer filadgangstider i filindekser.

Timere

Timere(timere), eller, som de nogle gange kaldes, dynamiske timere, eller kerne timere, nødvendigt for at kontrollere tidens gang i kernen. Kernelkode skal ofte udskyde visse funktioner til et senere tidspunkt. Her er der bevidst valgt et vagt koncept. "Senere". Formålet med mekanismen for de nedre halvdele er ikke tilbageholde udførelse, og gør ikke arbejdet lige nu. I denne forbindelse er der brug for et værktøj, der giver dig mulighed for at forsinke udførelsen af ​​arbejdet i en vis periode. Hvis dette tidsinterval ikke er meget lille, men heller ikke meget stort, så er løsningen på problemet kernetimere.

6 For nogle hardwareplatforme funktion sys_time() er ikke implementeret, men i stedet emuleres det af C-biblioteket af funktioner baseret på opkaldet gettimeofday().

Timere er meget nemme at bruge. Du skal gøre noget indledende arbejde, angive tidspunktet, hvor ventetiden slutter, angive en funktion, der skal udføres, når timeout-intervallet slutter, og aktivere timeren. Den angivne funktion vil blive udført, når timerintervallet udløber. Timere er ikke cyklisk. Når timeout-intervallet slutter, er timeren elimineret. Dette er en af ​​grundene til, at timere kaldes dynamisk 7. Timere oprettes og ødelægges konstant, og der er ingen grænse for antallet af timere. Brugen af ​​timere er meget populær i alle dele af kernen.

Brug af timere

Timere er repræsenteret ved hjælp af time r listestrukturer, som er defineret i filen på følgende måde.

struct tier_list(

struct list_head indtastning; /* timere er gemt i en sammenkædet liste */

usignerede lange udløber; /* timeout udløbstid i systemtimerimpulser (jiffies) */

spinlock_t lås; /* lås for at beskytte denne timer */

void (*funktion) (ufortegn lang); /*timerhandlerfunktion*/ usignerede lange data; /* single handler argument */ struct tvec_t_base_s *base; /*interne timerdata, rør ikke! */

Heldigvis kræver brug af timere ikke en dyb forståelse af formålet med felterne i denne struktur. Faktisk frarådes det stærkt at misbruge felterne i denne struktur for at opretholde kompatibilitet med mulige fremtidige kodeændringer. Kernen giver en familie af timer-grænseflader for at gøre dette job lettere. Alle nødvendige definitioner er i filen . De fleste implementeringer er i kernel/timer.c-filen.

Det første trin i at oprette en timer er at erklære den som følger.

struct timer_list min_timer;

Dernæst skal strukturens felter, som er beregnet til intern brug, initialiseres. Dette gøres ved hjælp af en hjælpefunktion, før du kalder nogen funktioner, der fungerer på timeren.

my_timer.expire s = jiffie s + forsinkelse; /* timerens tidsinterval slutter efter forsinkelsesimpulser */

7 En anden grund er, at der i ældre kerner (før 2.3) var statiske timere. Disse timere blev oprettet på kompileringstidspunktet, ikke på køretidspunktet. Han havde begrænsede muligheder, og ingen er kede af deres fravær nu.

min_timer.data = 0; /* en parameter lig med nul sendes til Sudet-håndteringsfunktionen */

min_timer.funktion = min_funktion; /* funktion, der skal udføres

når timerintervallet udløber */

Værdien af ​​feltet my_timer.expire s angiver ventetiden i systemtimerimpulser (det absolutte antal impulser skal angives). Når den aktuelle værdi af jiffies variabel bliver større end eller lig med værdien af ​​feltet my_time r. udløber, kaldes behandlerfunktionen my_timer.functiio n med parameteren my_timer.data. Som det kan ses af beskrivelsen af ​​timer_list-strukturen, skal behandlerfunktionen være i overensstemmelse med følgende prototype.

void my_timer_function(usignerede lange data);

Dat a-parameteren giver dig mulighed for at registrere flere timere med én handler og skelne mellem timere med forskellige værdier for denne parameter. Hvis argumentet ikke er nødvendigt, kan du blot angive nul (eller en hvilken som helst anden) værdi.

Den sidste handling er at aktivere timeren.

add_timer(&min_timer);

Og timeren starter! Du bør være opmærksom på vigtigheden af ​​den udløbne feltværdi. Kernen udfører behandleren, når den aktuelle værdi af systemtimeren pulserer mere, end den angivne timers responstid, eller lige til ham. Selvom kernen garanterer, at ingen timer-handler vil køre før timeren udløber, kan der stadig være forsinkelser i udførelsen af ​​timer-handleren. Typisk udføres timerbehandlere på et tidspunkt tæt på affyringstidspunktet, men de kan blive forsinket, indtil det næste systemtimer-tick. Derfor kan timere ikke bruges til hård realtidsdrift.

Nogle gange skal du muligvis ændre timingen for en timer, der allerede er aktiv. Kernen implementerer mod_time r()-funktionen, som giver dig mulighed for at ændre det tidspunkt, hvor den aktive timer udløses.

mod_timer(&min_timer, jiffies + new_delay); /* indstilling af en ny svartid*/

Mod_time r()-funktionen giver dig også mulighed for at arbejde med en timer, der er initialiseret, men ikke aktiv. Hvis timeren ikke er aktiv, vil mod_timer()-funktionen aktivere den. Denne funktion returnerer 0, hvis timeren var inaktiv, og 1, hvis timeren var aktiv. I begge tilfælde, før mod_time r() vender tilbage, vil timeren blive aktiveret, og dens affyringstid indstilles til den angivne værdi.

For at deaktivere timeren, før den udløses, skal du bruge del_time r()-funktionen som følger.

del_timer(&min_timer);

Denne funktion fungerer med både aktive og inaktive timere. Hvis timeren allerede er inaktiv, returnerer funktionen værdien 0, ellers returnerer den værdien 1. Bemærk, at det ikke er nødvendigt at kalde dette

funktion for timere, hvis timeout-interval er udløbet, da de automatisk deaktiveres.

Når timere slettes, kan der muligvis opstå en løbstilstand. Når del_time r()-funktionen returnerer, garanterer den kun, at timeren vil være inaktiv (det vil sige, at dens behandler ikke vil blive udført i fremtiden). På en multiprocessormaskine kan timerhåndteringen dog køre på en anden processor på dette tidspunkt. For at deaktivere en timer og vente på, at dens behandler er fuldført, hvilket potentielt kan køre, skal du bruge del_timer_syn c()-funktionen:

del_timer_sync(&min_timer);

I modsætning til del_timer()-funktionen kan del_timer_sync() ikke kaldes fra en interrupt-kontekst.

Løbsbetingelser forbundet med timere

Fordi timere udføres asynkront i forhold til den aktuelt eksekverende kode, kan der potentielt opstå flere typer ressourcekonflikter. Først og fremmest bør du aldrig bruge følgende kode som erstatning for inod_timer()-funktionen.

del_timer (min_timer) ;

my_timer->expires = jiffies + new_delay;

add_timer(min_timer);

For det andet bør du i næsten alle tilfælde bruge del_timer_sync()-funktionen i stedet for del_timer()-funktionen. Ellers kan du ikke garantere, at timerhandleren ikke kører i øjeblikket. Forestil dig, at når først timeren er fjernet, vil koden frigøre hukommelse eller på anden måde forstyrre de ressourcer, som timerhandleren bruger. Derfor er den synkrone version at foretrække.

Endelig skal du sikre dig, at alle delte data, der tilgås af timerhåndteringsfunktionen, er beskyttet. Kernen udfører denne funktion asynkront i forhold til anden kode. Delte data skal beskyttes som beskrevet i kapitel 8 og 9.

Implementering af timere

Kernen udfører timer-behandlere i sammenhæng med en udskudt afbrydelsesbehandler, efter at timer-afbrydelsen har afsluttet behandlingen. Timer-afbrydelsesbehandleren kalder update_process_time s()-funktionen, som igen kalder run_local_timer s()-funktionen, som ser sådan ud.

void run_local_timers(void)

raise_softirq(TIMER_SOFTIRQ);

En afventende afbrydelse med nummer TIMER_SOFTIRQ håndteres af run_tirner_softir q()-funktionen. Denne funktion udfører behandlere på den lokale processor for alle timere, der har timeout. ( hvis der er nogen).

Timere gemmes i en sammenkædet liste. Det ville dog være uklogt for kernen at gå gennem hele listen på udkig efter timere, der har timeout, eller at holde listen sorteret baseret på, hvornår timerne udløb. I sidstnævnte tilfælde ville indsættelse og sletning af timere tage lang tid. I stedet er timere opdelt i 5 grupper baseret på deres responstid. Timere flytter fra en gruppe til en anden, når udløsningstiden nærmer sig. Denne gruppering sikrer, at kernen i de fleste tilfælde, når den udskudte interrupt-behandler, der er ansvarlig for at udføre timer-behandlere, udfører lidt arbejde for at finde timere, der er udløbet. Derfor er timerstyringskoden meget effektiv.

Verbum, der angiver forholdet mellem handling og taleøjeblikket, uanset andre spændte former i tale... Ordbog over sproglige termer T.V. Føl

absolut tid- Verbal form for tid, uafhængig af andre tidsformer i en sætning, bestemt af dens forhold til taleøjeblikket. Jeg læser en bog; Jeg læste en bog; Jeg vil læse en bog. sammenligne: relativ tid... Ordbog over sproglige termer

TID- et grundlæggende begreb for menneskelig tænkning, der afspejler verdens variation, dens proceduremæssige karakter af dens eksistens, tilstedeværelsen i verden af ​​ikke kun "ting" (objekter, genstande), men også begivenheder. Indholdet af det generelle begreb V. omfatter aspekter... ... Filosofisk encyklopædi

Tid på tysk- Tid på tysk er en grammatisk kategori af et verbum, der udtrykker begivenhedernes tidsmæssige forhold til et bestemt tidspunkt: for eksempel til taleøjeblikket eller til tidspunktet for en anden handling. Der er tre tidsfaser: ... ... Wikipedia

tid (koordinat)- tidssekvens af eksistens (# blomstring). hvad tid. timer (# hold). år. æra. gange (tidligere #). absolut tid er en tid bestemt af dens forhold til taleøjeblikket. absolut tidsskala. relativ tid tid, … … Ideografisk ordbog over det russiske sprog

TID- en grammatisk kategori af et verbum, hvis former etablerer et tidsmæssigt forhold mellem den navngivne handling og enten talemomentet (absolut tid) eller en anden navngivet handling (relativ tid) ... Stor encyklopædisk ordbog

TID (grammatisk kategori af verbum)- TID, en grammatisk kategori af et verbum, hvis former etablerer et tidsmæssigt forhold mellem den kaldte handling og enten talemomentet (absolut tid) eller en anden navngivet handling (relativ tid) ... encyklopædisk ordbog

Tid (lingvistik)- Dette udtryk har andre betydninger, se Tid (betydninger). Tid er en grammatisk kategori af et verbum, der udtrykker forholdet mellem tid af situationen beskrevet i talen til tidspunktet for ytringens ytring (det vil sige til talens eller segmentets øjeblik ... ... Wikipedia

Tid (udsagnsord)

Tid (grammatik)- Tid er en grammatisk kategori af et verbum, der udtrykker forholdet mellem tidspunktet for situationen beskrevet i talen til tidspunktet for ytringens ytring (dvs. til taleøjeblikket eller et tidsrum, som i sproget betegnes med ordet "nu"), som tages som ... ... Wikipedia

Bøger

• Flyvetid, Nagaev A.. De fleste moderne piloter, tror jeg, blev bragt ind i luftfarten af ​​professionens romantik, og det absolutte flertal forblev romantikere for evigt. Dette er kernen i faget, dette er kærlighed til livet..... Køb for 3830 RUR
• Batman. Lang Halloween. Absolute Edition, Jeph Loeb, Tim Sale. En mystisk morder med tilnavnet Holiday markerer de røde datoer i kalenderen med blodet fra sit næste offer. Arbejder side om side med politikommissær James Gordon og distriktsadvokat Harvey Dent,...