Нашиот универзум е поделен од човекот на различни компоненти на објективната реалност, распоредени во голем број светови. За погодност, вообичаено е да се користат такви концепти како мегасвет, макросвет и микросвет.
За целосно да се разбере значењето на овие поими, неопходно е да се преведат зборовите во речник што го разбираме. Префиксот „мега“ доаѓа од грчкиот јазик μέγας , што значи „големо“. Макро - преведено од грчки μάκρος (макро) - „големо“, „долго“. Микро - доаѓа од грчкиот μικρός и значи „мал“.
Различни светови на перцепција
Мегасветот вклучува објекти со космичка големина. На пример: галаксија, Сончев систем, маглина.
Макросветот е тој простор познат за нас, опиплив и перципиран на природен начин. Онаму каде што можеме да видиме, да согледаме обично физички објекти: автомобил, дрво, камен. Содржи и такви познати концепти како секунда, минута, ден, година.
Толкувајќи поинаку, можеме да кажеме дека макрокосмосот е обичен светво кој живее човек.
Постои втора дефиниција. Макросветот е светот во кој живеевме пред појавата на квантната физика. Со појавата на новото знаење и разбирање на структурата на материјата, се случи поделба на макросвет и микросвет.
Воведе лице во нови идеи за светот и неговите составни делови. Таа воспостави голем број на дефиниции, појаснувајќи кои предмети се карактеристични за микро- и макросветот.
Дефиницијата за објекти од микросвет вклучува се што е на атомско и субатомско ниво. Покрај нејзината големина, оваа зона се карактеризира со сосема различни закони на физиката и филозофија на нејзиното разбирање.
Корпускул или бран?
Ова е област каде што нашите стандардни закони немаат примена. на овие нивоа тие остануваат чисто во форма на Анализирање на изјавите на некои научници дека оваа област на светот се карактеризира со корпускуларна (преведена како „честичка“) манифестација на елементарни честички, можеме да кажеме дека не може да има недвосмислена визија за овие прашања.
Донекаде се во право, од перспектива на макрокосмосот. Ако има набљудувач, тие се однесуваат како честички. Во нивно отсуство, нивното однесување станува брановидно.
Во реалноста, територијата на регионот на микросветот е претставена со енергетски бранови обвиткани во прстени и спирали. Што се однесува до нашата вообичаена зона на перцепција, објектите на макросветот се претставени во форма на корпускуларна (објекти, објекти) компонента и бранови процеси.
Пет различни светови
Денес постојат пет типа на нашиот свет, вклучувајќи ги и претходно споменатите три (најчесто користени).
Ајде да ги разгледаме подетално сите компоненти на нашата објективна реалност.
Хиперсвет
Хиперсветот се смета за прв, но овој моментнема конкретни докази за неговото постоење. Хипотетички вклучува повеќе универзуми.
Мегасвет
Претходно споменатиот мегасвет се смета за следен. Вклучува мегагалаксии, ѕвезди, планетарни потсистеми, планети, сателити ѕвездени системи, комети, метеорити, астероиди, дифузна материја на вселената и неодамна откриената „темна материја и нејзините компоненти“.
Линеарниот простор може да се мери во астрономски единици и парсеци. Времето е во милиони и милијарди години. Главната сила е гравитациониот тип на интеракција.
Макросвет
Третиот свет е дел од реалната објективност на светот во кој постои една личност. Како го дефинирате концептот на „макросвет“ и неговата разлика од другите компоненти на Универзумот не е тешко. Нема потреба да се замарате со разбирање.
Погледнете наоколу, макро светот е сè што гледате и сè што ве опкружува. Во нашиот дел од објективната реалност, постојат и објекти и цели системи. Тие исто така вклучуваат живи, неживи и вештачки предмети.
Некои примери на макро-објекти и макро-системи: лушпите на планетата (вода, гасовити, цврсти), градови, автомобили и згради.
Геолошки и биолошки макросистеми (шуми, планини, реки, океани).
Просторот се мери во микромилиметри, милиметри, сантиметри, метри и километри. Што се однесува до времето, тоа се мери во секунди, минути, денови, години и епохи.
Постои главно електромагнетно поле на интеракција. Квантна манифестација - фотони. Постои и гравитациски тип на интеракција.
Микросвет
Микросветот е област на микрообјекти и микросостојби. Тоа е дел од реалноста, каде што објектите се екстремно мали по големина, во експериментална скала. Тие се недостапни за набљудување со обичното човечко око.
Ајде да погледнеме неколку примери на микрообјекти и микросистеми. Тие вклучуваат: микромолекули, атоми, компоненти на атомите (протони, електрони) и помали елементарни честички. Како и кванти (носители) на енергија и „физички“ вакуум.
Просторот се мери од 10 до минус десеттата моќност до 10 до минус осумнаесеттата моќност на метри, а времето се мери од „бесконечност“ до 10 до минус дваесет и четвртата моќност.
Во микрокосмосот преовладуваат следните сили: слаба меѓуатомска интеракција, квантни полиња - тешки меѓубозони; силна меѓунуклеарна интеракција, квантен тип на полиња - глуони и р-мезони; електромагнетен тип на интеракција поради која постојат атоми и молекули.
Хипосвет
Последниот свет е многу специфичен. Таа денес постои не повеќе од теоретски.
Хипосвет е хипотетички свет во микросвет. Тој е уште помал по големина. Во него наводно постојат објекти и системи.
Примери на хипообјекти и хипосистеми: планкеон (сè што помали димензииПланк - 10 до минус триесет и петтата моќност на метри), „единечност на меурот“, а исто така и својствен „физички“ вакуум со наводни елементи помали од микрочестички и постоење на хипочестички од „темна материја“ е сосема прифатливо.
Просторот и времето се дискретни, лоцирани во рамките на претставениот планкеонски модел:
Линеарни параметри - 10-35 метри.
- Време на планктеон - 10-43 секунди.
- Густината на хипосветот е 1096 kg/m3.
- Планктеонска енергија - 1019 GeV.
Можеби во иднина новите сили на хипосветот ќе се додадат на основните интеракции во микросветот или ќе се спојат во една целина.
Во процесот на разбирање на овој свет, научниците, за целосно разбирање, го поделија сето она што го проучувале на области, сфери, делови, групи, делови и многу повеќе. Токму овој метод ви овозможува јасно да ја класифицирате и разберете суштината на светот околу вас.
Пред околу шестотини години, секој научник се нарекувал природен научник. Во тоа време немаше поделба на науката на ниту една област. Природонаучникот студирал физика, хемија, биологија и се што наишол.
Обидот да се разбере и проучува светот доведе до продуктивна и ефективна поделба. Но, да не заборавиме дека овој пристап го применила една личност. Природата и светотсе интегрални и непроменливи, без оглед на нашите идеи за нив.
ТЕМА-41 . Дефинирајте ги поимите: мегасвет, макросвет, микросвет, наносвет. Дали се поврзани? Дефинирајте ги поимите: мегасвет, макросвет, микросвет, наносвет. Дали се поврзани? Мегасветот е планети, ѕвездени комплекси, галаксии, мегагалаксии - свет на огромни космички размери и брзини, растојанието во кое се мери во светлосни години и животниот век вселенски објекти- милиони и милијарди години.
Макросветот е свет на стабилни форми и количини сразмерни на луѓето, како и кристални комплекси на молекули, организми, заедници на организми; светот на макро-објектите, чија димензија е во корелација со размери човечко искуство: просторните величини се изразуваат во милиметри, сантиметри и километри, а времето – во секунди, минути, часови, години.
Микросветот е молекули, атоми, елементарни честички - свет на екстремно мали, директно незабележливи микро-објекти, чија просторна димензија се движи од 10-8 до 10-16 cm, а нивниот животен век - од бесконечност до 10 - 24 секунди.
Наносветот е дел од реалниот, познат свет, само овој дел е толку мал по големина што не може да се види со помош на обичен човечка визијаапсолутно невозможно.
Тие се тесно поврзани.
^ 2. Дефинирајте вакуум.
Вакуум(од лат. вакуум- празнина) - медиум кој содржи гас при притисок значително помал од атмосферскиот. Вакуумот се карактеризира со односот помеѓу слободниот пат на молекулите на гасот λ и карактеристичната големина на процесот d. Вакуумот е исто така состојба на гас за која просечната должина на патеката на неговите молекули е споредлива со димензиите на контејнерот или поголема од овие димензии.
3. Што е наносветот? Што е нанотехнологија? Како се разликува наносветот од нанотехнологијата?
Нанотехнологијата е интердисциплинарно поле на основните и применетата наукаи техники кои се занимаваат со тоталитетот теоретска оправданост, практични методиистражување, анализа и синтеза и методи за производство и примена на производи со дадена атомска структура преку контролирана манипулација со поединечни атоми и молекули.
Наносветот е дел од реалниот, познат свет, само овој дел е толку мал по големина што е сосема невозможно да се види со помош на обична човечка визија.
Нанотехнологијата се однесува конкретно на микрокосмосот, иако нанометрите се 10 до -9-та моќност на метар. А наносветот е микро-микросвет. Структурата на наносветот е структурата на радио етерот Фарадеј-Максвел.Неговите елементи имаат големина од 10 до 35 степени од метар, односно 25 реда по големина помали од атом на водород.
4. Каде се користи вакуумот?
4 . Експериментални студиииспарување и кондензација, површински појави, некои термички процеси, ниски температури, нуклеарни и термонуклеарни реакциисе изведува во вакумски инсталации. Главната алатка на модерната нуклеарна физика- забрзувач на наелектризирани честички е незамислив без вакуум. Вакуумските системи се користат во хемијата за проучување на својствата на чисти материи, проучување на составот и раздвојувањето на компонентите на смесите, стапките на хемиски реакции Техничката примена на вакуумот континуирано се проширува, но од крајот на минатиот век до денес, нејзината најважна примена останува електронската технологија. Во електричните вакуумски уреди, вакуумот е структурен елементИ предусловнивното функционирање во текот на нивниот работен век. Низок и среден вакуум се користат во уреди за осветлување и уреди за испуштање гас. Висок вакуум - во цевките за прием-засилувач и генератор. Највисоки барања за вакуум се наметнуваат во производството на катодни цевки и микробранови уреди. За работа полупроводнички уредне е потребен вакуум, но технологијата за вакуум е широко користена во нејзиниот производствен процес. Технологијата за вакуум е особено широко употребувана во производството на микроциркути, каде што процесите на таложење тенки филмови, јонско гравирање, електронска литографија обезбедуваат елементи електронски колаподмикронски големини.Во металургијата, топењето и повторното топење на металите во вакуум ги ослободува од растворените гасови, поради што тие добиваат висока механичка цврстина, еластичност и цврстина. Со топење во вакуум се добиваат типови на железо без јаглерод за електрични мотори, високо електрично спроводлив бакар, магнезиум, калциум, тантал, платина, титаниум, циркониум, берилиум, ретки металии нивните легури. Правосмукалката е широко користена во производството на висококвалитетни челици. Вакуумското синтерување на прашоци од огноотпорни метали, како што се волфрам и молибден, е еден од главните технолошки процеси металургија на прав. Ултрачистите супстанции, полупроводниците и диелектриците се произведуваат во единици за вакуумска кристализација. Легурите со кој било сооднос на компоненти може да се добијат со методи на вакуум молекуларна епитаксија. Вештачки кристалиДијамантот, рубинот и сафирот се произведуваат во вакуумски единици. Вакуумското дифузно заварување овозможува да се добијат трајно херметички затворени споеви на материјали со многу различни температури на топење. На овој начин керамиката се спојува со метал, челик со алуминиум итн. Висококвалитетно спојување на материјали со хомогени својства се обезбедува со заварување со електронски сноп во вакуум. Во машинското инженерство, вакуумот се користи за проучување на процесите на поставување материјали и суво триење, за нанесување облоги за стврднување на алати за сечење и облоги отпорни на абење на машински делови, за подигање и транспорт на делови во автоматски машини и автоматски линии.Химиската индустрија користи вакуумски уреди за сушење за производство на синтетички влакна, полиамиди, аминопласти, полиетилен, органски растворувачи. Вакуумските филтри се користат во производството на пулпа, хартија и масла за подмачкување. Уредите за кристализација на вакуум се користат во производството на бои и ѓубрива.Во електроиндустријата, вакумската импрегнација како најекономичен метод е широко користена во производството на трансформатори, електромотори, кондензатори и кабли. Се зголемува работниот век и доверливоста на прекинувачките електрични уреди при работа во вакуум.Оптичката индустрија, во производството на оптички и ретровизори за домаќинство, премина од хемиско сребренување на вакуумско алуминизирање. Обложената оптика, заштитните слоеви и филтрите за пречки се добиваат со распрскување на тенки слоеви во вакуум.Во прехранбената индустрија за долгорочно складирање и конзервирање прехранбени производикористете вакуумско сушење замрзнување. Вакуумското пакување на расипливи производи го продолжува рокот на траење на овошјето и зеленчукот. Вакуумското испарување се користи при производство на шеќер, бигор морска вода, правење сол. Машините за молзење со вакуум се широко користени во земјоделството. Во секојдневниот живот, правосмукалката стана наш незаменлив асистент.Во транспортот, вакуумот се користи за снабдување со гориво на карбураторите и вакуумските засилувачи на системите за сопирање на автомобилите. Симулација на вселената во услови атмосферата на земјатапотребни за тестирање вештачки сателитии ракети.Во медицината вакуумот се користи за зачувување на хормони, медицински серуми, витамини, при добивање на антибиотици, анатомски и бактериолошки препарати.
^ 5. Дефинирајте го и објаснете го концептот: ТЕХНОЛОГИЈА.
Технологија- збир на организациски мерки, операции и техники насочени кон производство, одржување, поправка и/или работа на производ со номинален квалитет и оптимални трошоци Во овој случај: - поимот производ треба да се разбере како секој финален производ на трудот ( материјален, интелектуален, морален, политички и сл.); - поимот номинален квалитет треба да се сфати како предвидлив или предодреден квалитет, на пример, договорен Услови за работењеи договорени со техничкиот предлог - терминот оптимални трошоци треба да се сфати како минимални можни трошоци кои не повлекуваат влошување на работните услови, санитарните и еколошките стандарди, техничките стандарди и стандардите за заштита од пожари, прекумерното абење и кинење на работните алатки, како како и финансиски, економски, политички и други ризици.
6. Дефинирајте физички вакуум.
Под физички вакуум во квантна физикаја разбираат најниската (земјена) енергетска состојба на квантизирано поле, кое има нула импулс, аголен моментум и други квантни броеви. Покрај тоа, таквата состојба не мора да одговара на празнината: полето во најниската состојба може да биде, на пример, полето на квазичестички во цврста или дури и во јадрото на атомот, каде што густината е исклучително висока. Физичкиот вакуум се нарекува и простор целосно лишен од материја, исполнет со поле во оваа состојба. Оваа состојба не е апсолутна празнина . Теорија на квантно поленаведува дека, во согласност со принципот на несигурност, во физички вакуум постојано се раѓаат и исчезнуваат виртуелни честички: т.н нула флуктуацииполиња. Во некои специфични теории на теренот, вакуумот може да има нетривијални тополошки својства. Во теорија, може да постојат неколку различни вакуа, кои се разликуваат по енергетската густина или друго физички параметри(во зависност од употребените хипотези и теории). Вакуумска дегенерација кај спонтано кршење на симетријатадоведува до постоење на континуиран спектар на вакуумски состојби кои се разликуваат една од друга по број Голдстонови бозони. Локалните енергетски минимуми на различни значењана секое поле кое се разликува по енергија од глобалниот минимум се нарекуваат лажна вакуа; таквите состојби се метастабилни и имаат тенденција да се распаѓаат со ослободување на енергија, преминувајќи во вистински вакуум или во една од основните лажни вакуа.Некои од овие предвидувања на теоријата на поле веќе се успешно потврдени со експеримент. Значи, ефектот Казимир И Смена на јагнешко месо атомски нивоаобјаснети со осцилации во нулта точка електромагнетно полево физички вакуум. Современите физички теории се засноваат на некои други идеи за вакуумот. На пример, постоењето на неколку вакуум состојби (лажната вакуа спомената погоре) е една од главните основи теорија на инфлацијаГолемата експлозија.
7. Фулерен, бакибол или бакибол - молекуларно соединение, кои припаѓаат на класата на алотропни форми на јаглерод (другите се дијамант, карабин и графит) и се конвексни затворени полиедри составени од парен бројтрикоординирани јаглеродни атоми.
Фулерит (англиски фулерит) е молекуларен кристал, во решетките чии јазли има молекули на фулерен.
Фулеритни кристали C60
Груб кристален C60 фулерит во прав во електронски микроскоп за скенирање
На нормални условиМолекулите на фулеренот (300 K) формираат кристална решетка во центарот на лицето (fcc). Периодот на таквата решетка е a = 1,417 nm, просечниот дијаметар на молекулата на фулерен C60 е 0,708 nm, растојанието помеѓу соседните молекули C60 е 1,002 nm. [изворот не е наведен 258 дена] Густината на фулеритот е 1,7 g/cm3,7 , што е значајно помала густинаграфит (2,3 g/cm3), и згора на тоа, дијамант (3,5 g/cm3). Ова се должи на фактот дека молекулите на фулерен лоцирани на местата на фулеритната решетка се шупливи.
Логично е да се претпостави дека супстанција која се состои од такви неверојатни молекули ќе има необични својства. Фулеритниот кристал има густина од 1,7 g/cm3, што е значително помала од густината на графитот (2,3 g/cm3) и, уште повеќе, од дијамантот (3,5 g/cm3). Да, ова е разбирливо - на крајот на краиштата, молекулите на фулерен се шупливи.
Фулеритот не се одликува со висока хемиска активност. Молекулата C60 останува стабилна во инертна атмосфера на аргон до температури од редот од 1200 К. Меѓутоа, во присуство на кислород, значајна оксидација е забележана веќе на 500 K со формирање на CO и CO2. Процесот, кој трае неколку часа, доведува до уништување на fcc решетката на фулеритот и формирање на нарушена структура во која има 12 атоми кислород по почетна молекула C60. Во овој случај, фулерените целосно ја губат својата форма. На собна температураоксидацијата се јавува само кога е озрачена со фотони со енергија од 0,5 - 5 eV. Сеќавајќи се дека енергијата на фотоните на видливата светлина е во опсег од 1,5 - 4 eV, доаѓаме до заклучок: чистиот фулерит мора да се складира во мракот.
Практичен интерес за фулерените лежи во различни области. Од гледна точка електронски својства, фулерените и нивните деривати во кондензирана фаза може да се сметаат како полупроводници од n-тип (со појасна празнина од редот од 1,5 eV во случајот со C60). Тие добро го апсорбираат зрачењето во УВ и видливиот регион. Во исто време, сферичниот конјугиран систем на фулерени ги одредува нивните високи способности за повлекување електрони (афинитетот на електроните на C60 е 2,7 eV; во многу повисоки фулерени тој надминува 3 eV и може да биде уште поголем кај некои деривати). Сето ова предизвикува интерес за фулерените од гледна точка на нивната примена во фотоволтаиците, а активно е во тек синтезата на донорски-акцепторски системи базирани на фулерени за употреба во фотоволтаици. на соларна енергија(познати се примери со ефикасност од 5,5%), фотосензори и други молекуларни електронски уреди. Исто така широко проучени, особено, се биомедицинските апликации на фулерените како антимикробни и антивирусни агенси, агенси за фотодинамичка терапија итн.
8. Вакуум (од латински vacuum - празнина) е простор ослободен од материја. Во инженерството и применетата физика, вакуумот се подразбира како медиум кој содржи гас при значително пониски притисоци од атмосферските. Во пракса, многу редок гас се нарекува технички вакуум. Во макроскопски волумени, идеалниот вакуум е недостижен во пракса, бидејќи на конечна температура сите материјали имаат густина не-нулта заситени пареи. Покрај тоа, многу материјали (вклучувајќи дебел метал, стакло и други ѕидови на садот) дозволуваат гасовите да минуваат низ. Меѓутоа, во микроскопски волумени, во принцип е можно да се постигне идеален вакуум.
9. Дијамант. Дијамантот (од арапски ألماس, ’almās, кој оди преку арапски од старогрчки ἀδάμας - „неуништлив“) е минерал, кубна алотропна форма на јаглерод. Во нормални услови тој е метастабилен т.е. може да постои на неодредено време. Во вакуум или инертен гасна покачени температури постепено се претвора во графит
Дијамантската решетка е многу силна: јаглеродните атоми се наоѓаат во неа на јазлите на две кубни решетки со центрирани лица, многу цврсто вметнати еден во друг.
Графитот има ист состав како јаглеродот, но неговата кристална решетка структура не е иста како онаа на дијамантот. Во графитот, атомите на јаглеродот се наредени во слоеви, во кои сврзувањето на јаглеродните атоми е слично на саќе. Овие слоеви се поврзани едни со други многу полабаво од атомите на јаглерод во секој слој. Затоа, графитот лесно се ексфолира во снегулки и можете да пишувате со него. Се користи за производство на моливи, а исто така и како сув лубрикант погоден за машински делови кои работат на високи температури.
Општо е познато дека најтврдиот материјал на светот е дијамантот. Досега тоа беше вистина, но сега научниците тврдат дека во природата постои супстанца која е потврда од дијамантот. Реткиот минерал се формира за време на вулкански ерупции.
Реткото соединение наречено лонсдалеит, како дијамантот, се состои од јаглеродни атоми, додека е 58% потврд минерал од дијамантот.
Материјалот наречен борнитрат вурцит бил 18% потврд од обичниот дијамант, а лонсдалеит или хексагоналниот дијамант бил 58% потврд.
Реткиот минерал лонсдалеит се формира кога метеорит што содржи графит паѓа на земја, а бор нитрат вурцит се раѓа за време на вулкански ерупции.
Ако се потврдат претпоставките на научниците, тогаш најмногу корисен материјалод трите можеби е тој, бидејќи ако високи температуриах вурцит борниот нитрид останува поиздржлив. Материјалот може да се користи во алати за сечење и дупчење на високи температури.
Парадоксално е, но вистинито: вурцит-борниот нитрид ја должи својата цврстина на флексибилноста на атомските врски. Кога се применува притисок на структурата на материјалот, некои атомски врски се преуредуваат за 90% за да се намали притисокот врз материјалот.
Сосема нов вид дијамант е создаден благодарение на откривањето на условите за формирање на метеоритски дијаманти
три главни структурно нивоматерија според скалата на застапеност.
Во одредена фаза од развојот на животот на Земјата, се појави интелигенција, благодарение на што се појави социјалното структурно ниво на материјата. На ова ниво постојат: индивидуално, семејно, колективно, социјална група, класа и нација, држава, цивилизација, човештвото во целина.
Според друг критериум - скалата на застапеност - во природните науки постојат три главни структурни нивоа на материјата:
- микрокосмос- светот на екстремно мали, непосредно забележливи микро-објекти, чија просторна димензија се пресметува од 10-8 до 10-16 cm, а животниот век е од бесконечност до 10-24 секунди;
- макрокосмос- светот на макро-објектите сразмерен на човекот и неговото искуство. Просторните количини на макро-објекти се изразени во милиметри, сантиметри и километри (10-6-107 см), а времето - во секунди, минути, часови, години, векови;
- мегасвет- свет на огромни космички размери и брзини, растојанија во кои се мерат во астрономски единици, светлосни години и парсеци (до 1028 см), а животниот век на вселенските објекти е милиони и милијарди години
Структурни нивоа на микросветот.
1. Вакуум. (полиња со минимална енергија.)
2. Елементарни честички.
Елементарните честички се основните „градежни блокови“ што ја сочинуваат и материјата и полето. Покрај тоа, сите елементарни честички се хетерогени: некои од нив се композитни (протон, неутрон), додека други се некомпозни (електрон, неутрино, фотон). Честичките кои не се композитни се нарекуваат фундаментални.
3. Атоми. Атомот е честичка на материјата микроскопска големинаи маси, најмал дел хемиски елемент, кој е носител на неговите својства.
Атомот е составен од атомско јадрои електрони. Ако бројот на протони во јадрото се совпаѓа со бројот на електрони, тогаш атомот како целина излегува дека е електрично неутрален.
4. Молекули. Молекула - електрично неутрална честичка формирана од две или повеќе споени ковалентни врскиатоми, најмалата честичка на хемиска супстанција
5. Микротела.
Новите откритија дозволија:
1) да се открие постоењето во објективната реалност не само на макро-, туку и на микро-светот;
2) ја потврди идејата за релативноста на вистината, што е само чекор на патот кон познавање на основните својства на природата;
3) докаже дека материјата не се состои од „неделив примарен елемент“ (атом), туку од бесконечна разновидност на појави, видови и форми на материјата и нивните меѓусебни односи.
структурни нивоа на организација на материјата во мегасветот и ги карактеризираат.
Краток опис на мегасветот
Главните структурни елементи на мегасветот се 1) космички тела, 2) планети и планетарни системи; 3) Ѕвездени јата 4) Галаксии. Квазари, галактички јадра 5) Групи галаксии 6) Суперјатови на галаксии 7) Метагалаксија 8) Универзум.
Ѕвезда - главна структурна единицамегасвет. Ова моќни извориенергија, природни термонуклеарни реактори во кои се јавува хемиска еволуција. Поделени на обични (Сонце) и компактни (црни дупки)
Планетата е ѕвезда скитник, сите се вртат околу Сонцето и околу нивната оска со различни периоди (планети сончев системНа пример). Џуџести планети: Плутон, Харон, Церера, Сена, Седна.
ЅВЕЗДИТЕ ЈАТОВИ се гравитациски врзани групи ѕвезди со иста возраст и заедничко потекло. Разликувајте глобуларни кластерии отворени кластери
Галаксија (старечки грчки Γαλαξίας - млечен, млечен) - џиновски, гравитациски врзан систем на ѕвезди и ѕвездени јата, меѓуѕвезден гас и прашина и темна материја. Според обликот се делат на кружни, спирални и неправилни асиметрични форми.
Квазар (инж. квазар) е моќно и далечно активно галактичко јадро. Квазарите се меѓу најсветлите објекти во Универзумот - нивната моќ на зрачење понекогаш е десетици или стотици пати поголема од вкупната моќност на сите ѕвезди во галаксиите како нашата.
Галаксичките јата се гравитациски врзани системи на галаксии и се меѓу најголемите структури во универзумот. Големината на галактичките јата може да достигне 108 светлосни години.
Мегагалаксија е дел од Универзумот достапен за набљудување (и со помош на телескопи и со голо око).
Макросветот е свет на макро-објекти, чија димензија е во корелација со скалата на човечкото искуство. Просторните количини се изразуваат во милиметри, сантиметри, метри и километри, а времето - во секунди, минути, часови, денови и години. Макрокосмосот има неколку нивоа на организација (физичка, хемиска, биолошка и социјална).
Како што споменавме порано, макрокосмосот има прилично сложена организација. Неговиот најмал елемент е атомот, а најголемиот голем систем- планета Земја. Вклучува и неживи системи и живи системи на различни нивоа. Секое ниво на организација на макросветот содржи и микроструктури и макроструктури. На пример, се чини дека молекулите припаѓаат на микрокосмосот, бидејќи тие не се директно набљудувани од нас. Но, од една страна, најмногу голема структурамикросвет - атом. И сега имаме можност да гледаме со помош на микроскопи најновата генерацијадури и дел од атом на водород. Од друга страна, постојат огромни молекули кои се исклучително сложени во нивната структура, на пример, ДНК на јадрото може да биде долга речиси еден сантиметар. Оваа вредност е веќе доста споредлива со нашето искуство, и кога молекулата би била подебела, би ја виделе со голо око.
Сите супстанции кои се наоѓаат во цврсти или течна состојба, се состои од молекули. Молекулите се формираат и кристални решетки, и руди, и карпи, и други предмети, т.е. што можеме да почувствуваме, видиме итн. Сепак, и покрај огромните формации како што се планините и океаните, сите овие се молекули поврзани едни со други. Молекули - ново нивоорганизации, сите тие се состојат од атоми, кои во овие системи се сметаат за неделиви, т.е. елементи на системот.
И физичкото ниво на организација на макрокосмосот и хемиско нивосе занимаваат со молекули и различни состојби на материјата. Сепак, хемиското ниво е многу покомплексно. Тоа не се сведува на физички, со оглед на структурата на супстанциите, нивните физички својства, движење (сето ова беше проучено внатре класична физика) барем во сложеност хемиски процесиИ реактивностсупстанции.
На биолошкото ниво на организација на макрокосмосот, покрај молекулите, обично не можеме да видиме клетки без микроскоп. Но, постојат клетки кои достигнуваат огромни големини, на пример, аксоните на невроните на октопод се долги еден метар или дури и повеќе. Во исто време, сите клетки имаат одредени слични карактеристики: тие се состојат од мембрани, микротубули, многу од нив имаат јадра и органели. Сите мембрани и органели, пак, се состојат од гигантски молекули (протеини, липиди, итн.), а овие молекули се состојат од атоми. Затоа, и гигантските информациски молекули (ДНК, РНК, ензими) и клетките се микро-нивоа биолошко нивоорганизација на материјата, вклучувајќи такви огромни формации како биоценози и биосфера.
На социјално нивосе разликуваат и организациите на макросветот (општеството). различни нивоаорганизации. Така, личноста е индивидуална општественост; семејство, работен тим - интериндивидуална социјалност. И индивидуалната социјалност и интериндивидуалната социјалност се микро нивоа на општеството. Општеството и самата држава се супра-индивидуална општественост - макро ниво.
Откријте ја врската помеѓу микро, макро и мега световите.
Границите на микро- и макрокосмосот се мобилни, а не постои посебен микрокосмос и посебен макрокосмос. Природно, макро-објектите и мега-објектите се градат од микро-објекти, а макро- и мега-појавите се базираат на микро-феномени. Ова јасно се гледа во примерот на изградбата на Универзумот од елементарните честички кои содејствуваат во рамките на космичката микрофизика. Науката покажува блиска врска помеѓу макро- и микросветот и ја открива, особено, можноста за појава на макроскопски објекти при судир на високо-енергетски микрочестички
Материјата е бесконечно множествосите предмети и системи што постојат во светот, супстрат на какви било својства, врски, врски и форми на движење. Основата на идеите за структурата материјален светлежи систематски пристап, според кој секој објект од материјалниот свет, било да е тоа атом, планета, организам или галаксија, може да се смета како сложена формација, вклучувајќи ги и составните делови организирани во интегритет.
Модерната наука идентификува три структурни нивоа во светот.
Микросветот е молекули, атоми, елементарни честички - свет на екстремно мали, непосредно забележливи микро-објекти, чија просторна разновидност се пресметува од 10 -8 до 10 -16 cm, а животниот век е од бесконечност до 10 -24 с .
Макросветот е свет на стабилни форми и количини сразмерни на луѓето, како и кристални комплекси на молекули, организми, заедници на организми; светот на макро-објектите, чија димензија е споредлива со скалата на човечкото искуство: просторните количини се изразуваат во милиметри, сантиметри и километри, а времето - во секунди, минути, часови, години.
Мегасветот е планети, ѕвездени комплекси, галаксии, метагалаксии - свет на огромни космички размери и брзини, растојанието во кое се мери во светлосни години, а животниот век на космичките објекти се мери во милиони и милијарди години.
И иако овие нивоа имаат свои специфични закони, микро-, макро- и мега-световите се тесно меѓусебно поврзани.
На микроскопско ниво, физиката денес ги проучува процесите кои се одвиваат на должини од редот од 10 до минус осумнаесеттата моќност од cm, во време од редот од 10 до минус дваесет и втората моќност од s. Во мегасветот, научниците користат инструменти за снимање на објекти оддалечени од нас на растојание од околу 9-12 милијарди светлосни години.
Микросвет.
Во антиката, Демокрит ја поставил атомистичката хипотеза за структурата на материјата. Благодарение на делата на Џ. Далтон, почнаа да се проучуваат физичките и хемиските својства на атомот. Во 19 век Д.И. Менделеев изградил систем на хемиски елементи врз основа на нивната атомска тежина.
Во физиката, идејата за атомите како последна неделива структурни елементиматеријата доаѓа од хемијата. Всушност физичко истражувањеатомите започнуваат на крајот на 19 век, кога францускиот физичар А. Во 1895 година, Џ. Томсон го открил електронот, негативно наелектризирана честичка која е дел од сите атоми. Бидејќи електроните имаат негативен полнеж, а атомот во целина е електрично неутрален, се претпоставуваше дека покрај електронот има и позитивно наелектризирана честичка. Имаше неколку модели на структурата на атомот.
Идентификувани се специфични квалитети на микро-објекти, изразени во присуство на корпускуларни (честички) и светлосни (бранови) својства. Елементарните честички се наједноставните објекти на микросветот, кои комуницираат како една целина. Познати се повеќе од 300 сорти. Во првата половина на дваесеттиот век. Откриени се фотонот, протонот, неутронот, а подоцна - неутрината, мезоните и други. Главни карактеристики на елементарните честички: маса, полнеж, просечен животен век, квантни броеви. Сите елементарни честички, апсолутно неутрални, имаат свои античестички - елементарни честички кои имаат исти карактеристики, но се разликуваат по знаците на електричниот полнеж. Кога честичките се судираат, тие се уништуваат (анипилација).
Бројот на откриени елементарни честички рапидно се зголемува. Тие се комбинираат во „семејства“ (мултиплети), „род“ (супермултиплети), „племиња“ (хадрони, лептони, фотони итн.). Некои честички се групирани според принципот на симетрија. На пример, тројка од три честички (кваркови) и тројка од три античестички (антикваркови). До крајот на дваесеттиот век, физиката пристапи кон создавање на хармоничен теоретски систем кој ги објаснува својствата на елементарните честички. Предложени се принципи кои овозможуваат да се даде теоретска анализа на разновидноста на честичките, нивните меѓусебни конверзии и да се конструира обединета теоријасите видови на интеракции.
Вовед
Материја (лат.) - објективна реалност, што му се дава на човекот во неговите сензации и постои независно од нив, одредена супстанција, основата на сите навистина постоечки предмети и системи, нивните својства, врските меѓу нив и формите на движење, е она од што се направени сите тела. Формите на постоење на материјата се просторот и времето.
Современите научни сознанија се засноваат на структурата на материјата и систематски пристап. Систем - ова е одреден интегритет што се манифестира како нешто унифицирано во однос на други предмети или услови. Концептот на систем вклучува збир на елементи и врски меѓу нив. Под елемент на системотсе подразбира како компонента на системот, кој понатаму, во рамките на овој систем, се смета за неделив, под структурната организација на материјата - нејзината хиерархиска структура -секој објект од микрочестички до организми, планети и галаксии е дел од повеќе комплексно образованиеи самиот може да се смета како таков, односно да се состои од одредени компоненти. Делот од светот достапен за набљудување се протега во вселената од 10 -17 до 10 26 m, а во времето - до 2 10 10 години.
Модерната наука го дели светот околу нас на три области: микросвет, макросвет и мегасвет. Ова стана возможно како резултат на вековното човечко проучување на природата. Критериумите за идентификување на различни структурни нивоа се следните: просторновременски скали; збир на основни својства; специфични закони за движење; степен на релативна сложеност што се среќава во процесот историски развојматерија во дадена област на светот.
Микросветот е област на природата достапна за луѓето преку инструменти (микроскопи, анализа на рендген, итн.). Овде шаблоните ни се неразбирливи и тука ги екстраполираме нашите концепти. Макрокосмосот е област на природата достапна за нас, односно област на нашите закони. Мегасветот ни е тежок за пристап; Ова е областа на големи објекти, големи димензии и растојанија меѓу нив. Ние ги проучуваме овие обрасци индиректно. Во овие области постои следнава хиерархија на објекти: микросветот е вакуум, елементарни честички, јадра, атоми, молекули, клетки; макрокосмосот е макротела (цврсти, течности, гасови, плазма), поединец, вид, популација, заедница, биосфера; Мегасветот е планети, ѕвезди, галаксии, метагалаксија, универзум.
Во моментов се претпоставува дека К.Х. Рахматулин уште две хипотетички нивоа - хипосветот (микросвет во микросвет) и хиперсветот (супермегасвет). Сепак, тие сè уште не се експериментално набљудувани или веродостојно утврдени.
Микросвет
Микросвет
– свет на екстремно мали микросистеми кои не можат директно да се набљудуваат со карактеристична големина од 10 -10 - 10 -18 m Ова е свет - од атоми до елементарни честички. Во исто време, микросветот се карактеризира со корпускуларно-бранови дуализам, т.е. секој микрообјект има и бранови и корпускуларни својства. Описот на микросветот се заснова на принципот на комплементарност на Н. Бор и врската на несигурност на Хајзенберг. Светот на елементарните честички, кои долго време се сметаат за елементарни „градежни блокови“, ги почитува законите на квантната механика, квантната електродинамика и квантната хромодинамика. Квантното поле е од дискретна природа.
Главните концепти поврзани со микросветот се: елементарни честички, јадра, атоми, молекули и клетки.
Елементарни честички- најмалите познати честички на физичката материја.Сите познати елементарни честички се поделени во две групи: хадрони и лептони. Се претпоставува дека хадроните имаат композитна структура: тие се состојат од навистина елементарни кваркови честички. И уште повеќе, дозволено е постоење на шест типа кваркови.
Стабилни честички, т.е. живеат во слободна состојба неограничено време, се протонот, електронот, фотонот и, очигледно, неутрината од сите видови. Животот на протонот е 10 31 година. Најкраткотрајните формации се резонанси - нивниот животен век е околу 10 -23 секунди.
Обединувањето на релативистичките и квантните концепти, спроведено во голема мера уште во 1930-тите, доведе до едно од најистакнатите предвидувања во физиката - откривањето на светот на античестичките. Честичката и нејзината соодветна античестичка имаат ист век на траење, исти маси, нивните електрични полнежи се еднакви, но спротивни по знак. Најкарактеристичното својство на парот честичка-античестичка е способноста да се уништи (самоуништува) кога ќе наиде на трансформација во честички од различен вид. Античестичките можат да се соберат во антиматерија. И покрај микроскопската симетрија помеѓу честичките и античестичките, во Универзумот не се откриени региони со забележлива содржина на антиматерија. Честичките и нивните античестички подеднакво комуницираат со гравитационото поле, што укажува на отсуство на „антигравитација“.
Јадра.Атомските јадра се врзани системи на протони и неутрони. Масите на јадрата се секогаш малку помали од збирот на масите на слободните протони и неутрони што го сочинуваат јадрото. Ова е релативистички ефект кој ја одредува врзувачката енергија на јадрото. Јадрата се познати со полнеж еднаков на еден протонски полнеж до 109 протонски полнежи и со број на протони и неутрони (т.е. нуклеони) од 1 до околу 260. Бројната густина на честичките во повеќенуклеонските јадра е од редот на 1044 нуклеони /m 3, а масената густина 10 17 kg/m 3 . „Радиусите“ на јадрата варираат од 2 x 10 -15 m (јадро на хелиум) до 7 x 10 -15 m (јадро на ураниум). Јадрата имаат облик на издолжен или искривен елипсоид (или уште покомплексен).
Јадрото како квантен систем може да биде во различни дискретни возбудени состојби. Во основа, состојбите на јадрото можат да бидат стабилни (стабилни) или нестабилни (радиоактивни). Времето во кое половина од кој било макроскопски број на нестабилни јадра се распаѓа се нарекува полуживот. Полуживотот на нам познатите елементи варира од приближно 10 18 години до 10 -10 секунди.
Атоми.Тие се состојат од густо јадро и електронски орбити. Јадрата имаат позитивен електричен полнеж и се опкружени со рој негативно наелектризирани електрони. Во принцип, атомот е електрично неутрален. Атомот е најмалата структурна единица на хемиски елементи. За разлика од „густото пакување“ на нуклеарните честички, атомските електрони формираат многу лабави и чипкасти обвивки. Постојат строги правила за „населување“ на орбитите околу јадрото со електрони. Електроните лоцирани на најгорните катови на „атомската куќа“ ја одредуваат реактивноста на атомите, односно нивната способност да се комбинираат со други атоми. Повеќето елементи имаат атоми кои се хемиски нестабилни. Атомот е стабилен ако неговата надворешна обвивка е исполнета одреден бројелектрони. Влегуваат атоми со непополнети надворешни обвивки хемиски реакции, формирајќи врски со други атоми.
Молекули. Молекулата е најмалата структурна единица на сложено хемиско соединение. Бројот на можни комбинации на атоми кои го одредуваат бројот хемиски соединенија, изнесува милиони. Квалитативно, молекула е специфична супстанција која се состои од еден или повеќе хемиски елементи, чии атоми се комбинираат во честички поради размена на хемиска интеракција. Со трошење на одредена енергија, стабилна молекула може да се разложи на атоми.
Некои атоми (на пример, јаглерод и водород) се способни да формираат сложени молекуларни синџири, кои се основа за формирање на уште посложени структури (макромолекули), кои веќе покажуваат биолошки својства, т.е. својства на живите суштества.
Ќелија.Во текот на 3 милијарди години постоење на нашата планета, живата материја се разви во неколку милиони видови, но сите тие - од бактерии до повисоки животни - се состојат од клетки. Клетката е организиран дел од живата материја: асимилира храна, е способна да постои и да расте и може да се подели на две, од кои секоја содржи генетски материјал идентичен на првобитната клетка. Клетките служат како елементарни структури на онтогенетското ниво на животната организација. Клетката се состои од јадро и цитоплазма. Од животната срединаклетката е одвоена со плазма мембрана, која ја регулира размената помеѓу внатрешниот и надворешна срединаи служи како граница на клетката. Секоја клетка содржи генетски материјал во форма на ДНК, која го регулира животот и саморепродукцијата. Големините на клетките се мерат во микрометри (µm) - милионити дел од метарот и нанометри (nm) - делови на милијарда. Клетките постојат како независни организми (протозои бактерии) или се дел од повеќеклеточни организми.
Концепти на модерната физика
Првично, идејата дека материјата може да се состои од поединечни честички првпат ја изразил Левкип од Милет (Античка Грција) во 5 век. п.н.е д. Оваа идеја ја разви неговиот ученик Демокрит, кој го воведе зборот „атом“ (од грчкиот „атомос“, што значи „неделив“). На почетокот на 19 век, Џон Далтон го оживеа овој збор, внесувајќи научна основа за шпекулативните идеи на античките Грци. Според Далтон, атомот е мал неделива честичкаматерија која учествува во хемиски реакции.
Едноставните идеи на Далтон за атомот биле разнишани во 1897 година кога Џ. Томпсон открил дека атомите можат да испуштаат уште помали негативно наелектризирани честички (подоцна наречени електрони). Стана очигледно дека атомот има внатрешна структура. Ова откритие покажа дека атомот мора да содржи и позитивни полнежи. Томпсон теоретизираше дека електроните се расфрлани низ позитивно наелектризираниот атом, како суво грозје во векна леб. Овој модел не дозволуваше објаснување на некои својства на атомите, но понапреден модел беше создаден дури по откривањето на радиоактивното зрачење. Феноменот на радиоактивност го откри Бекерел, кој откри дека атомите на ураниум спонтано испуштаат зрачење. Познати се три форми на ова зрачење: ? – флукс на протони и неутрони, ? – негативно наелектризирани електрони и? – магнетно зрачење со краток бран што не носи полнеж.
Во 1911 година, Е. Радерфорд предложил сосема нов модел на атомот - планетарен, врз основа на резултатите од неговите сопствени експерименти и експериментите на Ханс Гајгер, во кои се мери растојанието на β честичките кои минуваат низ златна фолија. Според моделот на Радерфорд, позитивниот полнеж и најголемиот дел од атомот се концентрирани во централното јадро, околу кое се движат електроните. Радерфорд подоцна утврдил дека позитивниот полнеж на јадрото го носат честички 1836 пати потешки од електронот. Тој ги нарече протони. Бројот на протони се нарекува атомски број и секогаш е еднаков на бројот на електрони кои го опкружуваат јадрото. Подоцна беше откриено дека сите атомски јадра (освен водородното јадро) содржат ненаелектризирани честички - неутрони со маса речиси еднаква на масата на протонот.
Радерфордовиот модел на атомот, сепак, беше нестабилен, бидејќи вртечките електрони, губејќи ја својата енергија, на крајот ќе паднат во јадрото. Атомите се многу стабилни формации, за чие уништување се потребни огромни сили.
Данскиот физичар Нилс Бор, кој го направи следниот важен чекор кон создавање модел на атомот, се потпираше на две други области на истражување. Првиот е квантна теорија, втората е спектроскопија. Идејата за квантизација првпат беше предложена од Макс Планк во 1900 година за да го објасни механизмот на зрачење на топлина и светлина од загреано тело. Планк покажа дека енергијата може да се емитува и апсорбира само во одредени делови или кванти.
Бор претпоставувал дека движечкиот електрон во атом на водород може да постои само во фиксни орбити, а спектралните линии на водород одговараат на апсорпцијата или емисијата на квантум енергија. Овие процеси се случуваат кога електрон „скока“ од една фиксна орбита во друга.
Како резултат на тоа, се покажа дека орбитите на Бор не се точните траектории на електронот, туку местата каде што најверојатно ќе се најде во атомот. Според идејата за двојност бран-честичка, првпат изразена од Луј де Броље, субатомските честички може да се опишат на ист начин како светлината, во смисла дека во некои случаи е препорачливо да се користи концептот на „честичка“. а во други - „бран“.
Сепак, од гледна точка на хемијата, идејата за атом како најмалата честичка на материјата што учествува во хемиските реакции сè уште останува најзгодна.
Феноменот на радиоактивност, придружен со ослободување на огромна количина нуклеарна енергија, е поврзан со нуклеарната физика.
Кога масените спектрометри - инструменти кои овозможуваат мерење на масите на поединечни јони и јадра - достигнаа прилично висока точност, беше откриено дека масите на јадрата не се еднакви на збирот на масите на нивните составни протони и неутрони. Во согласност со релативистичката формула на Ајнштајн E=mс2, оваа масовна разлика е изворот на нуклеарната енергија.
Модерната теорија го гледа јадрото како исконска дупка од протони и неутрони. Ако јадрото се распадне на два приближно еднакви делови, тогаш овој процес се нарекува фисија; ако јадрото испушта една или повеќе честички тогаш ова е радиоактивно распаѓање; кога две јадра се комбинираат заедно, тие зборуваат за нуклеарна фузија.
Така, до 1932 година беше утврдено дека атомите се состојат од субатомски (елементарни) честички - протони и неутрони, кои формираат позитивно наелектризирано јадро и негативно наелектризирани електрони кои се вртат околу него.
Англискиот физичар П.А. Дирак го предвиде постоењето на позитронот, античестичката на електронот, која беше експериментално откриена во 1934 година.
За да се добие целосна слика за структурата на материјата, потребно е да се карактеризираат не само самите субатомски честички, туку и начинот на кој се држат една до друга, т.е. нивната интеракција. Идентификувани се четири типа на интеракции. 1) Гравитациската интеракција предизвикува привлечност меѓу објектите во сооднос со нивната маса (дејство на макро ниво). 2) Електромагнетна интеракција се одвива помеѓу честички со електричен полнеж. Тој е многу посилен од гравитацијата и предизвикува привлечност помеѓу јадрата и електроните.
3) Силната интеракција функционира внатре во самото јадро. Тој е околу 1000 пати посилен од електромагнетниот и делува на растојанија споредливи со големината на јадрото< 10 -12 см. 4)Слабое
взаимодействие – в триллион раз слабее
электромагнитного. Оно наблюдается в
ряде процессов, связанных с превращением
частиц, например, при?–распаде, в котором
нейтрон превращается в протон, электрон
и антинейтрино.
Предложени се различни начини за објаснување на интеракциите. Еден од нив го користи концептот на теренски сили. Друг модел на интеракција, базиран на квантна механика, ја користи идејата за размена на виртуелни честички. Две наелектризирани честички комуницираат со емитирање и апсорпција на фотони. Гравитациската интеракција се објаснува со размена на хипотетички честички наречени гравитони. Во 1935 г Хидеки
Јукава сугерираше дека силната интеракција што ги „држи“ јадрата заедно се должи на размената на одредена честичка чија маса лежи помеѓу масите на протон и електрон. Денес оваа честичка, наречена мезон или пион, е позната. Друга честичка, средновекторскиот бозон, е предложена за објаснување на слабите интеракции, но сè уште не е откриена.
За време на истражувањето космички зрации многу други честички беа откриени во експериментите извршени на акцелератори. Сега се познати повеќе од 400 субатомски (елементарни) честички, од кои повеќето се нестабилни. Тие се карактеризираат со одредена маса, полнеж и просечен животен век на честичката. Бројни субатомски честички се класифицирани во групи. Честичките кои учествуваат во силните интеракции се нарекуваат хадрони; тие вклучуваат нуклеони (протони и неутрони); честичките кои не учествуваат во силни интеракции се нарекуваат лептони, меѓу нив електрони и неутрина.
Физиката со висока енергија гледа една од нејзините главни задачи во создавање на обединета теорија која ги објаснува и поврзува сите четири типа на интеракции, како и постоењето и однесувањето на такво мноштво елементарни честички.
Макросвет
Макросветот е свет на макротела, кои се движат од макромолекули (големини од 10-6 см и погоре) до објекти чии димензии се споредливи со скалата на директното човечко искуство - милиметри, сантиметри, километри, до големината на Земјата (40.000 км).
Молекулите се сметаат за честички што ги поврзуваат микро- и макронивото на материјата. Тие, составени од атоми, се конструирани на сличен начин, но волуменот што овде го зафаќаат електронските орбитали е нешто поголем, а молекуларните орбитали се ориентирани во вселената. Како резултат на тоа, секоја молекула има специфична форма. За комплексни молекули, особено органските, обликот е критичен. Составот и просторната структура на молекулите ги одредуваат својствата на супстанцијата. Видовите врски на јони, структурата на супстанциите и молекулите, хемиските системи и хемиските реакции ќе ги разгледаме подоцна кога ќе ја проучуваме темата „Хемиски системи и процеси“.
Под одредени услови, атоми и молекули од ист тип можат да се соберат во огромни агрегати - макроскопски тела (материја). Супстанцијата е вид на материја; од што се состои целиот свет околу нас. Супстанциите се состојат од ситни честички - атоми, молекули, јони, елементарни честички кои имаат маса и се во постојано движење и интеракција. Има огромна разновидност на супстанции, различни по состав и својства. Супстанциите се поделени на едноставни, сложени, чисти, неоргански и органски. Својствата на супстанциите може да се објаснат и предвидат врз основа на нивниот состав и структура.
Едноставна супстанција се состои од честички (атоми или молекули) формирани од атоми на еден хемиски елемент. На пример, 0 2 (кислород), 0 3 (озон), S (сулфур), Ne (неон) се едноставни супстанции.
Сложената супстанција се состои од честички формирани од атоми на различни хемиски елементи. На пример, H 2 S0 4 (сулфурна киселина); FeS (железен сулфид); CH 4 (метан) - сложени супстанции.
Чиста супстанција е супстанца која се состои од идентични честички (молекули, атоми, јони) која има одредени специфични својства. За прочистување на супстанциите од нечистотии што ги користат различни методи: рекристализација, дестилација, филтрација.
Неорганските материи се хемиски соединенија формирани од сите хемиски елементи (освен јаглеродните соединенија, кои се класифицирани како органски материи). Неорганските материи се формираат на Земјата и во вселената под влијание на природните физичко-хемиски фактори. Познати се околу 300 илјади неоргански соединенија. Тие ја формираат речиси целата литосфера, хидросфера и атмосфера на Земјата. Тие може да содржат атоми на сите моментално познати хемиски елементи во различни комбинации и квантитативни соодноси. Покрај тоа, огромна количина на неоргански материи се произведуваат вештачки во научни лаборатории и хемиски погони. Сите неоргански материи се поделени во групи со слични својства(класи на неоргански соединенија).
Органските материи се соединенија на јаглеродот со некои други елементи: водород, кислород, азот, сулфур. Од јаглеродните соединенија, јаглеродните оксиди, јаглеродната киселина и нејзините соли, кои се неоргански соединенија, не се класифицирани како органски. Овие соединенија го добија името „органски“ поради фактот што првите претставници на оваа група супстанции беа изолирани од ткивата на организмите. Долго време се веруваше дека таквите соединенија не можат да се синтетизираат во епрувета, надвор од жив организам. Меѓутоа, во првата половина на 19 век. Научниците успеале да добијат вештачки супстанции кои претходно биле екстрахирани само од ткивата на животните и растенијата или нивните отпадни производи: уреа, масти и слатки материи. Ова послужи како доказ за можноста за вештачко производство на органски материи и почеток на нови науки - органска хемија и биохемија. Органските супстанции имаат голем број својства од кои се разликуваат неоргански материи: не се отпорни на високи температури; реакциите што ги вклучуваат продолжуваат бавно и бараат посебни услови. Органските соединенија вклучуваат нуклеински киселини, протеини, јаглени хидрати, липиди, хормони, витамини и многу други супстанции кои играат голема улога во изградбата и функционирањето на растителните и животинските организми. Храна, гориво, многу лекови, облека - сето тоа се состои од органски материи.
Најважни објекти на макрокосмосот се: поединецот, видот, популацијата и биосферата.
Индивидуален(поединец, примерок) - елементарна неделива единица на животот на Земјата. Невозможно е да се подели поединецот на делови без да се изгуби „индивидуалноста“. Се разбира, во голем број случаи прашањето за одредување на границите на поединецот или поединецот не е толку едноставно и очигледно. Од еволутивна гледна точка, поединецот треба да се смета за сите морфофизиолошки единици кои потекнуваат од еден зигот, гамети, спори, пупки и индивидуално подложни на дејство на елементарни фактори. На онтогенетско ниво, единица на животот е поединецот од моментот на неговото потекло до смртта. Преку проценка на поединец во процесот на природна селекција се проверува одржливоста на даден генотип. Поединците во природата не се апсолутно изолирани едни од други, туку се обединети со повисок ранг на биолошка организација на ниво на популација-видови.
Прикажи. Суштината на концептот на биолошки видови е признавањето дека видовите се реални, се состојат од популации и сите поединци од видот имаат заедничка генетска програма која се појавила во текот на претходната еволуција. Видовите се дефинирани не толку според разликите, колку од одвоеноста. Од биолошкиот концепт на еден вид следуваат критериумите кои овозможуваат да се разликува еден вид од друг: 1. Морфолошкиот критериум на еден вид е карактеристика на структурните карактеристики, збир на неговите карактеристики. 2. Генетскиот критериум вели дека секој вид има свој сет на хромозоми, кои се карактеризираат со одреден број на хромозоми, нивната структура и диференцијална боја. 3. Еколошко-географскиот критериум на еден вид го опфаќа и живеалиштето и непосредното живеалиште на видот - негово еколошка ниша. 4. Најважната карактеристика на еден вид што се размножува сексуално е репродуктивната изолација. Тоа е резултат на еволуцијата на сите генетски системна даден вид и го штити од навлегување на генетски информации однадвор. Значи, секој критериум поединечно не е доволен за одредување на видот; само заедно тие овозможуваат точно да се одреди идентитетот на видот на живиот организам. Најзначајната карактеристика на еден вид е тоа што е генетски унифициран систем.
Така, вид е збир на географски и еколошки блиски популации, способни да се вкрстуваат меѓу себе во природни услови, да имаат единствен генетски базен, да поседуваат заеднички морфофизиолошки карактеристики и биолошки изолирани од популации на други видови.
Популација.Збир на индивидуи од ист вид кои живеат на одреден простор долго време, се размножуваат со слободно вкрстување и, до еден или друг степен, изолирани едни од други, се нарекува популација. Во генетска смисла, популацијата е просторно-временска група на поединци од ист вид кои се вкрстуваат. Популацијата е елементарна биолошка структура способна за еволутивни промени. Излегува дека популациите се елементарни единици, а видовите се квалитативни фази на еволутивниот процес. Севкупноста на генотиповите на сите индивидуи во популацијата го формира генскиот базен.
Популации различни типовисекогаш формираат сложени заедници во биосферата на Земјата - биоценози. Биоценозата е збирка на растенија, животни, габи и прокариоти кои населуваат парче земја или водно тело и се во одредени односи меѓу себе. Заедно со одредени области на земјината површина окупирана од биоценози и атмосферата, заедницата сочинува екосистем. Екосистемот е меѓузависен комплекс од живи и инертни компоненти меѓусебно поврзани со размена на супстанции и енергии. Биогеоценозата е екосистем во кој не поминуваат биогенетските, микроклиматските, почвените и хидролошките граници. Биогеоценозата е еден од најсложените природни системи. Надворешно забележливите граници на биогеоценозите најчесто се совпаѓаат со границите на растителните заедници. Сите екосистемски групи се производ на заедничкиот историски развој на видовите кои се разликуваат по систематска положба.
Биосфера.Меѓусебната поврзаност на различните заедници, размената на материјата и енергијата меѓу нив ни овозможува да ги сметаме сите живи организми на Земјата и нивното живеалиште како еден многу обемен и разновиден екосистем - биосферата. Биосфера - тие делови земјените школки(лито, хидро- и атмосфера), кои низ геолошката историја биле под влијание на живите организми и носат траги од нивната витална активност. Биогеоценозите, кои заедно ја формираат биосферата на нашата планета, се меѓусебно поврзани со циркулацијата на супстанции и енергија. Во овој циклус, животот на Земјата делува како водечка компонента на биосферата. Биогеоценозата е отворен систем кој има енергетски „влезни“ и „излези“ кои ги поврзуваат соседните биогеоценози. Размената на материите помеѓу соседните биогеоценози може да се одвива во гасовити, течни и цврсти фази, како и во форма на жива материја (миграција на животните). Покрај живата материја, биосферата содржи инертна (нежива) материја, како и био-инертни тела кои се сложени по природа. Тие вклучуваат и живи организми и модифицирана нежива материја. Биоинертните тела вклучуваат почви, тиња и природни води.
Мегасвет
Мегасвет е свет на објекти во космичка скала од 10 9 cm до 10 28 cm. Овој опсег ги вклучува големините на Земјата, Сончевиот систем, Галаксијата, Метагалаксијата.
Не постои цврста граница што ги дели структурните нивоа на организацијата на материјата. Со несомнена квалитативна разлика, тие се поврзани специфични процесимеѓусебни транзиции. Нашата Земја е класифицирана на ниво на макрокосмос, но како една од планетите на Сончевиот систем, истовремено делува и како елемент на мегасветот.
Планети.Почетниот чекор во хиерархијата на објектите на мегасветот се планетите (преведено од грчки како „скитници“). Планетите се небесни тела кои обично орбитираат околу ѕвездите, ја рефлектираат нивната светлина и немаат свое видливо зрачење. По големина и маса тие се многу помали од ѕвездите. Земјата е 109 пати помала од Сонцето по големина и 333.000 пати помала по маса. Многу планети имаат сателити кои орбитираат околу нив. Во Сончевиот систем има 9 главни планети: Меркур, Венера, Земјата со Месечината, Марс со Фобос и Деимос, Јупитер со 16 сателити, Сатурн со 17 сателити, Уран со 16 сателити, Нептун со 10 сателити, Плутон со Харон. Има повеќе од 5.000 помали планети помеѓу орбитите на Марс и Јупитер. Сончевиот систем содржи и комети и метеороиди. Во моментов не е познато дали има планети во Сончевиот систем кои се уште пооддалечени од Сонцето од Плутон; Може да се каже само дека доколку постојат такви планети, тие се релативно мали.
Астрофизичарите веруваат дека 10% од сите ѕвезди имаат планетарни системи. Тие се со сигурност откриени во 10 ѕвезди најблиску до нас. На пример, една од ѕвездите блиску до Земјата - „летањето“ на Барнард - има три планети со маса приближно еднаква на масата на Јупитер. Се верува дека ако брзината на ротација на ѕвездите е помала (неколку km/s) отколку што е вообичаено за ѕвездите (неколку десетици km/s), тогаш тие имаат планетарен систем.
Ѕвезди.Најчестите предмети во материјалниот свет околу нас се ѕвездите. Делот од околниот простор што го проучувавме е исполнет со огромен број ѕвезди - најголеми небесни тела, слично на нашето Сонце, чија супстанца е во состојба на плазма. Тие имаат свои видливи емисии и се карактеризираат со различни големини, маси, сјајност и животен век.
Ѕвездите се наоѓаат на огромни растојанија една од друга, а со тоа се практично изолирани. Во сончевата близина, просечното растојание помеѓу ѕвездите е околу 10 милиони пати поголемо од просечниот дијаметар на ѕвездите. Дури и најблиската ѕвезда до нас - Проксима Кентаури - е толку далеку од нас што, во споредба, меѓупланетарните растојанија во Сончевиот систем изгледаат мини.
итн.................