19. yüzyılda fizikçiler elektromanyetik olayları dünyanın mekanik bir resminde açıklamaya çalıştılar. Ancak bu girişimler başarısız oldu, çünkü elektromanyetik olaylar mekanik işlemlerden çok farklıydı. M. Faraday ve J. Maxwell, dünyanın elektromanyetik resminin oluşumuna önemli katkılarda bulundu. J. Maxwell tarafından yaratılan elektromanyetik alan teorisi, dünyanın elektromanyetik resminin ortaya çıkmasının nedeni oldu.

Maxwell, elektromanyetik indüksiyon fenomeni adı verilen bir fenomeni temel alan bir teori geliştirdi. Faraday, manyetik ve elektriksel olayların doğasını açıklamak için manyetik bir okla deney yaptı. Deneyden sonra, manyetik iğnenin dönüşünün iletkendeki elektrik yüklerine değil, manyetik iğnenin yanında görünen çevrenin özel durumuna bağlı olduğu sonucuna vardı. Bu, akımın, iletkeni çevreleyen ortamı kullanarak manyetik iğne ile etkileşime girdiği anlamına geliyordu. Böylece, böyle bir alan kavramı, uzaydan geçen ve bir elektrik akımı oluşturan bir dizi manyetik kuvvet çizgisi olarak tanıtıldı. Bu keşif, Faraday'a madde hakkındaki fikirlerin sürekli, sürekli ve parçacıklı olmadığını anlamasını sağladı.

Maxwell'in elektromanyetik alan teorisi, manyetik alan sadece çevreleyen cisimlerde değil, aynı zamanda bir boşlukta değiştiğinde, manyetik alanın ortaya çıkmasına katkıda bulunan bir elektrik alanın ortaya çıkmasına yol açmasıdır. Böylece fizikte yeni bir gerçeklik ortaya çıktı - bir elektromanyetik alan . Fizik teorisinde, Maxwell'in elektromanyetik alanı tamamen yeni bir aşamanın başlangıcı oldu. Bu teoriye göre dünya, elektromanyetik bir alan aracılığıyla etkileşime giren elektrik yüklü parçacıkları içeren tek bir elektrodinamik sistemdir.

Atomun yapısıyla ilgili ilk hipotezlerin ortaya çıktığı dönemde fiziğin durumu incelendiğinde, böyle bir hedef belirlemenin dünyanın elektromanyetik bir resminin gelişmesiyle yakından ilgili olduğu görülebilir. Dünyanın elektromanyetik resminin varsayımlarına göre, doğanın ve dünyanın tüm süreçleri madde ve eterin etkileşimi olarak kabul edilebilir. Doğanın tüm güçlerinin, tamamen farklı güç türlerini eterin kendi durumundaki değişikliklere indirgeyerek birleştirilebileceği varsayıldı (Kelvin, 19. yüzyılın sonunda “Işık, ısı ve elektrik için bir eter”). Newton evrensel çekim yasasının, zaman içinde eterde sonlu bir hızla kuvvet aktarımına indirgendiğini varsayabiliriz. Madde ve eter atomlarının etkileşimi, yüklerin ortaya çıkmasının bir yöntemi (kaynağı) olarak kabul edildi.

Her şeyden önce, Maxwell ve takipçilerinin programına göre (örneğin, Hertz, Lenard), yüklerin, eterin bazı karışıklık süreçleri olarak temsil edildiği varsayılabilir (Maxwell'in elektromanyetik alan teorisinin, iletimi mümkün kılan yer değiştirme akımı ve iletim akımının kimliği hakkındaki temel fikrine dayanarak) bir elektromanyetik alan akısı biçiminde şarj akımı yoğunluğu). Ancak şimdi, atomizmin fizikteki fikirlerinin etkisi altında, atomizm ilkesini yüklere aktarma olasılığı hakkında birçok kez hipotezler ifade edildi. Bu tür fikirler, elektronların ilk keşfinden ve bir elektromanyetik alanla etkileşime giren belirli bir elektron sistemi olarak yük akımları kavramına dayanan Lorentz'in elektrodinamiğinin geliştirilmesinden sonra teorik ve ampirik doğrulama buldu. Bundan sonra, yeni bir suçlama fikri kesinlikle dünya resmine girdi. Zaten özel parçacıklar olarak kabul edildi - elektronlar (elektrik atomları), eterle etkileşimleri (elektromanyetik alan) tüm fiziksel işlemlerin derin bir temeli olarak sunuldu. Sonra dünyanın fiziksel resminde, "eter" ve "maddenin atomlarına" ek olarak, tamamen yeni bir element ortaya çıktı - sözde "elektrik atomları" ve sonra bunların "sıradan" maddenin atomları ile ilişkisi sorunu ortaya çıktı. Fizikte 19. yüzyılın sonlarında ve 20. yüzyılın başlarında ortaya çıkan maddenin yapısıyla ilgili sorulara büyük ilgi, büyük ölçüde tam da bu problem tarafından dikte edildi. Bu konuyu tartışan bilim adamları, her şeyden önce şu soruyu sordu: elektronlar atomun bileşimine dahil mi? Bu sorunun formülasyonu oldukça cesur bir adım olsa da, dünya resminde tamamen yeni fikirlere yol açtığı için (maddenin atomlarının karmaşık yapısına uymak gerekiyordu). Bu nedenle, elektronların ve atomların oranı sorununun somutlaştırılması, dünyanın resmindeki radikal sıçramalar sırasında meydana gelen felsefi analiz alanına girmekle ilişkilendirildi (örneğin, J.J. Thomson, atomlar arasındaki bağlantı probleminin formülasyonunun başlatıcılarından biriydi ve "Maddenin atomları" dünyası resminde "elektrik atomları" na geçiş ihtiyacını kanıtlamak için Boskovich'in atomizminin fikirlerinde destek arıyordum). Ancak şu ya da bu şekilde, atomların ve elektronların oranı probleminin ve atomun karmaşıklığı açısından analizinin, dünyanın fiziksel resminin gelişmesiyle birlikte ele alındığını söyleyebiliriz.

Fiziğin evrimiyle, deney ve teorik kavramlar yoluyla elde edilen yeni verilerin ortaya çıkmasıyla (özellikle radyoaktif bozunma teorisinin yaratılmasından ve keşfinden sonra), atomun yapısının farklı modellerinin inşası fizikçiler arasında yaygın hale geldi. Bununla birlikte, bu modellerin yapımı, fiziksel gerçeklik resminde özel bir unsur olarak tanıtılan elektron probleminin etkisi altında biraz daha erken başladı.

Böylece, atom yapısının varsayımsal şemalarının inşası için, dürtü, önceki gelişimin etkisi altında ve felsefi fikirlerin katılımıyla fiziğin teorik ve ampirik materyaline tamamen yeni unsurlar içeren dünyanın elektromanyetik resmi tarafından yaratıldığı sonucuna varabiliriz.

Dünyanın mekanik resmi, madde, kuvvetler, uzay ve zaman hakkındaki yeni fiziksel ve felsefi görüşlerle büyük ölçüde değişti. Bu değişiklikler, klasik bilimin sınırları içinde gerçekleştirildikleri için devrim niteliğinde değildi. Doğa hakkındaki yeni fikirleri ve eski mekanik fikirleri birleştirerek, dünyanın elektromanyetik resmi orta düzeydedir. Yalnızca madde kavramları önemli ölçüde değişti: parçacıklı fikirler, sürekli (alan) fikirler ile değiştirildi. Madde artık, maddenin bölünebilirliğinin nihai sınırı olmaktan çıkan bölünmez atomların bir toplamı değildi. Bölünebilirlik sınırı, içinde dalga hareketleri ve elektrik yükleri olan, kesinlikle sürekli bir sonsuz alan olarak alındı. Dünyanın elektromanyetik resmine göre, madde yalnızca iki biçimde var olabilir - alan ve madde. Dünyanın elektromanyetik resminde birbirine dönüşüm imkansızdır. Alan, maddeye göre önceliğe sahiptir, bu da, maddenin temel özelliğinin ayrılığın aksine süreklilik olduğu anlamına gelir. Enine elektromanyetik dalgalar, sürekli olarak yeni alan alanlarını yakalayan bir elektromanyetik alanın yayılmasının bir yoludur. Newton yasaları, mekanın elektromanyetik alanla doldurulmasını tanımlayamaz, çünkü mekanik bu mekanizmayı algılamaz. Mekanikte, bir maddi fenomen diğerinin değişimine bağlı olamaz ve toplamda tek bir varlık yaratamaz.

Değişiklikler hareket kavramını da etkiledi. Hareket sadece sıradan bir mekanik hareket olarak değil, aynı zamanda alandaki titreşimlerin dağılımı olarak da düşünülebilir. Buna göre, Maxwell'in elektrodinamik yasaları, Newton'un mekanik yasalarını bir kenara itti.

Bu fiziksel etkileşim probleminin çözümü, dünyanın yeni fiziksel resmini tatmin etmek zorundaydı. Faraday yakın eylem ilkesi ile, etkileşimin noktadan noktaya sürekli ve sınırlı bir hızla anlaşılmasına yol açan Newtoncu uzun menzilli eylem ilkesinin yerini aldı.

Alanların kesin sınırları yoktur ve bu nedenle çakışır. Bu gerçek, Newton'un mutlak zaman ve mutlak uzay kavramının maddenin yeni alan kavramlarına karşılık gelmediği anlamına geliyordu.

Her şeyden önce, zaman ve uzayın tam olarak anlaşılmasında, dünyanın elektromanyetik resmi, mutlak boş uzayın dünya eteri ile dolu olduğu inancından geldi. Fizikçiler, mutlak referans çerçevesini durağan eterle koordine etmeye çalıştılar. Aynı zamanda, maddi olayların çoğunu anlamak için eterin, bazen birbiriyle çelişen olağandışı özellikler vermesi gerekiyordu. Bununla birlikte, özel görelilik teorisinin kendisi, fizikçileri eter fikrini terk etmeye zorladı, çünkü bu teori kütlenin, zamanın ve uzunluğun göreliliğinden, yani. referans çerçevesine bağımlılıklarından. Dünyanın elektromanyetik resmine bakıldığında, madde, zaman ve uzay ancak bir arada var olabilir ve tamamen birbirine bağlıdır. Bu durumda, zaman ve uzay malzeme gövdelerinin özellikleridir.

Dünyanın elektromanyetik resminin karakteristik özellikleri:

1. Dünyanın elektromanyetik resminin sınırları dahilinde, sürekli (sürekli) bir gerçeklik alanı modeli geliştirildi. Ve maddenin kendisi, güç noktası merkezleri olan sürekli bir alan olarak kabul edildi - içindeki dalga hareketleri ve elektrik yükleri. Dünya, elektromanyetik bir alan aracılığıyla etkileşime giren elektrik yüklü parçacıklardan yapılmış elektrodinamik bir sistem olarak görülüyordu.

2. Newton kavramı, Faraday ilkesiyle değiştirildi. Faraday, her etkileşimin alan tarafından bir noktadan diğerine sürekli ve sonlu bir hızda iletildiğini savundu.

3. 19. yüzyılın ortalarında ortaya çıkan gazların kinetik teorisi veya istatistiksel mekanik, olasılık teorisine dayanıyordu. Olasılık, şans bu zaman aralığından itibaren fizikteki yerini buldu ve istatistiksel yasalar şeklinde gösterildi. İstatistik yasası, büyük popülasyonların davranışını yöneten bir yasadır ve tek bir nesneyle ilişkili olarak, yalnızca davranışıyla ilgili olasılığa dayalı sonuçlara izin verir. Bu yasa, şans ve zorunluluk arasındaki diyalektik bağlantıyı yansıtır. Ve tesadüfleri dışlamaz, onu zorunluluğun bir tezahürü olarak görür.

4. Maddenin atomistik, ayrık doğasını göz ardı etmek Maxwell'in elektrodinamiğini, Lorentz'in elektronik teorisinde veya mikroskobik elektrodinamikte ortaya çıkmayan bir dizi tutarsızlığa götürdü. Bu teori, elektriksel ayrık yüklerin haklarını geri yükler ve alanı nesnel bir gerçeklik olarak korur.

Dünyanın elektromanyetik resmi, dünyanın önceki mekanik resminin bakış açısından bir dereceye kadar net olmayan oldukça geniş bir fiziksel fenomeni açıklayabilir. Bununla birlikte, daha da gelişmesi sınırlarını gösterdi. En önemli sorunlardan biri, maddenin sürekli olarak anlaşılmasının, özelliklerinin - eylem, yük, radyasyon - ayrılığını doğrulayacak deneylere dayanan gerçeklerle tutarlı olmamasıydı. Alan ve yük oranı sorunu çözülmeden kaldı; burada atomların kararlılığını ve spektrumlarını, tamamen siyah bir cismin radyasyonunu açıklamak mümkün değildi. Bütün bunlar, dünyanın elektromanyetik resminin göreceli doğasına ve onu yeni bir fiziksel resimle değiştirme ihtiyacına yol açtı. Bu nedenle, dünyanın mekanik resminin belirsizliğini ve dünyanın elektromanyetik resminin sürekliliğini açıklayan, dünyanın tamamen yeni bir kuantum-göreceli resmi ile değiştirildi.

TEKNOLOJİ ÜNİVERSİTESİ

K.E. Ts I O L K O V S K O G O'dan sonra adlandırılmıştır.

Bölüm: Kompozit Malzemelerin Genel Kimyası, Fiziği ve Kimyası

MAKALE

Disiplin: Modern Doğa Bilimi Kavramı

Tema:Dünyanın fiziksel resmi

Öğrenci: Pavel Dmitrievich Kakorin

Grup: 6 ERKEK-1DB-242

Önder: Kachalina A.L.

Moskova, 2012

Dünyanın fiziksel resmi

Dünyanın fiziksel resmi kavramı

Etrafındaki dünyayı bilen kişi, bilincinde bunun belirli bir modelini - dünyanın bir resmini - yaratır. Gelişiminin her aşamasında, insanlığın içinde yaşadığı dünya hakkında farklı bir fikri vardır. Bu nedenle, insanlık tarihinde dünyanın çeşitli resimleri vardı: mitolojik, dini, bilimsel vb. Ayrıca, daha önce de belirtildiği gibi, her ayrı bilim de kendi dünya resmini oluşturabilir (fiziksel, kimyasal, biyolojik, vb.). Bununla birlikte, modern bilimde var olan dünyanın tüm çeşitli resimlerinden en geniş fikir, doğayı, toplumu ve insanı tanımlayan dünyanın genel bilimsel resmi tarafından verilmektedir.

Dünyanın bilimsel resmi doğal, sosyal ve insani bilimlerin kazanımları temelinde şekillenir, ancak temeli şüphesiz doğa bilimidir. Dünyanın bilimsel bir resminin oluşumunda doğa biliminin önemi o kadar büyüktür ki, çoğu zaman dünyanın bilimsel resmi, içeriği bireysel doğa bilimleri dünyasının resimlerinden oluşan doğa bilimlerine indirgenir.

Dünyanın doğa bilimleri resmi, doğa biliminin gelişimi sırasında tarihsel olarak oluşturulmuş, doğa hakkında sistematik ve güvenilir bir bilgidir. Dünyanın bu resmi, temel fikir ve teorileri de dahil olmak üzere tüm doğa bilimlerinden elde edilen bilgileri içerir. Aynı zamanda bilim tarihi, doğa bilimlerinin içeriğinin çoğunun ağırlıklı olarak fiziksel bilgi olduğunu kanıtlamaktadır. En gelişmiş ve sistematik doğa bilimi olan ve olmaya devam eden fiziktir. Diğer doğa bilimlerinin dünyanın bilimsel resminin oluşmasına katkısı çok daha azdı. Dolayısıyla, Avrupa medeniyetinin dünya görüşü, Yeni Çağ ortaya çıktığında ve dünyanın klasik doğal-bilimsel resmi oluştuğunda, bu tabloyu büyük ölçüde belirleyen fiziğe, onun kavramlarına ve argümanlarına yönelmek doğaldı. Fiziğin gelişme derecesi o kadar büyüktü ki, yalnızca XX yüzyılda olan diğer doğa bilimlerinin aksine, dünyanın kendi fiziksel resmini yaratabildi. kendilerine bu görevi koydular ve çözebildiler.

Bu nedenle, modern doğa bilimindeki en önemli ve önemli bilimsel kavramlar hakkında bir sohbete başlayarak, buna fizik ve bu bilimin yarattığı dünya resmi ile başlayacağız.

Fizik, en basit ve aynı zamanda en genel doğa yasalarını, maddenin özelliklerini ve yapısını ve hareket yasalarını inceleyen bir bilim dalıdır. Herhangi bir fenomende, fizik onu diğer tüm doğa olaylarıyla birleştiren bir şey arıyor. Bu nedenle, fizik kavramları ve yasaları temeldir, yani. tüm doğa bilimleri için temeldir.

"Fizik" kelimesi Yunanca - doğadan gelir. Bu bilim antik çağda ortaya çıktı ve başlangıçta doğal fenomenler hakkındaki tüm bilgi birikimini kapsıyordu. Başka bir deyişle, fizik tüm doğa bilimleriyle aynıydı. Sadece Helenizm döneminde, bilgi ve araştırma yöntemlerinin farklılaşmasıyla birlikte, fizik de dahil olmak üzere doğa bilimlerini genel doğa biliminden ayırdı.

Fizik özünde deneysel bir bilimdir: yasaları deneyimle oluşturulan gerçeklere dayanır. Yeni Çağ'dan bu yana durum böyle. Ancak, deneysel fiziğe ek olarak, amacı doğa kanunlarını formüle etmek olan teorik fizik de vardır. Deneysel ve teorik fizik birbiri olmadan var olamaz.

Çalışılan fiziksel nesnelerin çeşitliliğine, organizasyon seviyelerine ve hareket biçimlerine uygun olarak, modern fizik, bir şekilde birbiriyle ilişkili olan birkaç disipline bölünmüştür. İncelenen fiziksel nesnelere bağlı olarak fizik, temel parçacıkların fiziği, nükleer fizik, atomların ve moleküllerin fiziği, gazlar ve sıvılar, katılar ve plazmaya ayrılmıştır. Maddenin organizasyon seviyelerinin kriterine göre, mikro, makro ve mega dünyanın fiziği ayırt edilir. İncelenen süreçlerin, olayların ve hareket biçimlerinin (etkileşim) doğası gereği, mekanik, elektromanyetik, kuantum ve yerçekimi fenomenleri, termal ve termodinamik süreçler ve bunlara karşılık gelen fizik alanları ayırt edilir: mekanik, elektrodinamik, kuantum fiziği, yerçekimi teorisi, termodinamik ve istatistiksel fizik.

Ek olarak, modern fizik, fiziksel bilginin tüm dallarını kapsayan az sayıda temel teori içerir. Bu teoriler, fiziksel süreçlerin ve fenomenlerin doğası hakkındaki en önemli bilgileri, doğadaki maddenin çeşitli hareket biçimlerinin yaklaşık ama en eksiksiz yansımasını temsil eder.

Konsept "Dünyanın fiziksel resmi *doğa bilimlerinde uzun süredir kullanılmaktadır, ancak son zamanlarda yalnızca fiziksel bilginin gelişmesinin bir sonucu olarak değil, aynı zamanda özel bir bağımsız bilgi türü olarak da değerlendirilmeye başlanmıştır - fizikteki en genel teorik bilgi, teorileri inşa etmek için başlangıç \u200b\u200btemeli olarak hizmet eden kavramlar, ilkeler ve hipotezler sistemi. Dünyanın fiziksel resmi, bir yandan doğa hakkında önceden edinilmiş tüm bilgileri genelleştirirken, diğer yandan daha önce var olmayan ve fiziksel teorik bilginin temellerini kökten değiştiren yeni felsefi fikirleri ve bunların neden olduğu kavramları, ilkeleri ve hipotezleri fiziğe tanıtır. ... Başka bir deyişle, dünyanın fiziksel resmi, fiziğin gelişiminde belirli bir tarihsel aşamaya karşılık gelen temel fiziksel ve felsefi fikirleri, fiziksel teorileri, en genel kavramları, ilkeleri ve biliş yöntemlerini içeren fiziksel bir doğa modeli olarak kabul edilir.

Fiziğin gelişimi, çeşitli türlerinin oluşumu ve değişmesi süreci olduğu için, dünyanın fiziksel resmiyle doğrudan ilgilidir. Dünyanın bazı resimlerinin, maddenin yapısını ve özelliklerini daha iyi yansıtan diğerleriyle sürekli gelişimi ve yer değiştirmesi, dünyanın kendisinin fiziksel resminin gelişim sürecidir. Dünyanın fiziksel resminin bireysel türlerini tanımlamanın temeli, fiziksel teori ve maddenin yapısı ve varoluş biçimleri hakkındaki fikirlerimizin temeli olan temel fiziksel fikirlerde niteliksel bir değişikliktir. Dünyanın fiziksel resmindeki bir değişiklikle, fiziğin gelişiminde yeni bir aşama, farklı epistemolojik öncüllerle farklı bir ilk kavramlar, ilkeler, hipotezler ve düşünme tarzı sistemi ile başlar. Bir aşamadan diğerine geçiş, dünyanın eski resminin çöküşünden ve yenisinin ortaya çıkmasından oluşan, niteliksel bir sıçramayı, fizikte bir devrimi işaret eder.

Her ayrı aşamada, fiziğin gelişimi, dünya resminin temellerini değiştirmeden evrimsel bir şekilde ilerler. Bu dünya resminin doğasında bulunan yeni teoriler inşa etme olanaklarını gerçekleştirmekten ibarettir. Aynı zamanda, dünya hakkında belirli belirli fiziksel fikirler çerçevesinde kalarak gelişebilir, tamamlanabilir. Dünya resminin temel kavramları değiştiğinde, fizikte bir devrim meydana gelir. Bunun sonucu, dünyanın yeni bir fiziksel resminin ortaya çıkmasıdır.

Doğa olaylarının fizik açısından açıklaması, temel fiziksel kavram ve ilkelere dayanmaktadır. Doğanın fiziksel tanımının en genel, temel kavramları madde, hareket, fiziksel etkileşim, uzay ve zaman, neden-sonuç ilişkileri, insanın dünyadaki yeri ve rolünü içerir.

Bunlardan en önemlisi madde kavramıdır. Bu nedenle, fizikteki devrimler her zaman maddenin yapısı hakkındaki fikirlerde bir değişiklikle ilişkilendirilir. Bu, modern zamanlarda fizik tarihinde iki kez oldu. XIX yüzyılda. kurulantan 17. yüzyıla geçiş tamamlandı. atomistik, cisimden alana madde kavramları (sürekli). XX yüzyılda. sürekli temsillerin yerini modern kuantum temsiller almıştır. Bu nedenle, dünyanın birbirini izleyen üç fiziksel resminden bahsedebiliriz.

Doğa bilimleri tarihindeki dünyanın ilk fiziksel resmi, elektromanyetik olayların çerçevesi içinde açıklanamayan dünyanın mekanik bir resmiydi ve bu nedenle dünyanın elektromanyetik bir resmi ile desteklendi. Bununla birlikte, 19. yüzyılın sonunda keşfedilen sayısız açıklanamayan fiziksel fenomen, dünyanın elektromanyetik resminin sınırlarını gösterdi ve bu da dünyanın kuantum alan resminin ortaya çıkmasına neden oldu.

Dünyanın mekanik resmi

Dünyanın mekanik resminin oluşumu, madde ve onun varoluş biçimleri hakkındaki metafizik materyalist fikirlerin etkisi altında gerçekleşti. 17. yüzyılda olan mekaniğin fikirlerine ve yasalarına dayanıyordu. fiziğin en gelişmiş dalıydı. Aslında, ilk mekanikti temel fiziksel teori.Mekanikle ilgili fikirler, ilkeler ve teoriler, doğadaki fiziksel süreçleri en eksiksiz şekilde yansıtan fiziksel yasalar hakkındaki en temel bilgilerin bir koleksiyonuydu. Mekanik, geniş anlamda, maddi cisimlerin mekanik hareketini ve bunlar arasında meydana gelen etkileşimi inceler. Mekanik hareket, uzayda cisimlerin veya parçacıkların göreceli konumunda zaman içinde bir değişiklik olarak anlaşılır. Doğadaki mekanik hareket örnekleri, gök cisimlerinin hareketi, yer kabuğunun titreşimleri, hava ve deniz akıntıları vb. Mekanik hareket sürecinde meydana gelen etkileşimler, bu cisimlerin uzaydaki hareket hızlarında veya deformasyonlarında bir değişiklik olması sonucunda cisimlerin birbirleri üzerindeki eylemleridir.

Önemli kavramlar fiziksel teori olarak temel mekanik çelik malzeme noktası - bu problem için gerekli olmayan vücut şekilleri ve boyutları; kesinlikle katı bir gövde - herhangi bir noktası arasındaki mesafe değişmeden kalan ve deformasyonu ihmal edilebilen bir gövde. Her iki tür malzeme gövdesi aşağıdaki kavramlar kullanılarak karakterize edilir: kütle - madde miktarının bir ölçüsü; ağırlık - vücudun desteğe etki ettiği kuvvet. Ağırlık değişebilirken kütle her zaman sabit kalır. Bu kavramlar aşağıdaki fiziksel büyüklüklerle ifade edilir: koordinatlar, dürtüler, enerji, kuvvet.

Dünyanın mekanik resminin temeli atomizm tarafından oluşturuldu - insan da dahil olmak üzere tüm dünyanın çok sayıda bölünmez malzeme parçacığı olarak kabul edildiği bir teori - atom. Birkaç mekanik yasasına göre uzay ve zamanda hareket ettiler. Madde, en küçük, bölünemez, kesinlikle katı hareket eden parçacıklardan (atomlar) oluşan bir maddedir. Bu, maddenin cisimcik kavramıdır.

Atomların hareketi ve maddi cisimlerin herhangi bir hareketi olarak ayarlanan mekanik yasaları, evrenin temel yasaları olarak kabul edildi. Bu nedenle, dünyanın mekanik resminin anahtar kavramı, mekanik hareket olarak anlaşılan hareket kavramı idi. Bedenler, eşit ve doğrusal olarak hareket etmek için doğuştan gelen bir özelliğe sahiptir ve bu hareketten sapmalar, vücut üzerindeki bir dış kuvvetin (atalet) etkisiyle ilişkilidir. Tek hareket şekli mekanik harekettir, yani. zamanla uzayda vücut pozisyonundaki değişiklik. Herhangi bir hareket, uzamsal yer değiştirmelerin toplamı olarak temsil edilebilir. Hareket, Newton'un üç yasası temelinde açıklandı. Zamanla ilgili olarak cisimlerin mekanik hareketinin tüm durumları prensipte aynıdır, çünkü zaman tersine çevrilebilir olarak kabul edilir. Maddenin yüksek hareket biçimlerinin yasaları, en basit yasa biçimine, mekanik bir harekete indirgenmelidir.

Dünyanın mekanik resmi, tüm etkileşim çeşitlerini yalnızca kütleçekimsel olana indirgedi, bu da herhangi bir cisim arasında çekim kuvvetlerinin varlığı anlamına geliyordu; bu kuvvetlerin büyüklüğü evrensel çekim yasası ile belirlendi. Bu nedenle, bir cismin kütlesini ve yerçekimi kuvvetini bilerek, başka bir cismin kütlesini belirlemek mümkündür. Yerçekimi kuvvetleri evrenseldir, yani. her zaman ve herhangi bir beden arasında hareket ederler ve herhangi bir cisme aynı ivmeyi verirler.

Newton, cisimlerin etkileşimi sorununu çözerek, uzun menzilli eylem ilkesini önerdi. Bu ilkeye göre, cisimler arasındaki etkileşim, maddi aracılar olmadan, herhangi bir mesafede anında gerçekleşir. ara ortam etkileşim transferine katılmaz.

Uzun menzilli eylem kavramı, uzay ve zamanın etkileşimli bedenler içeren özel ortamlar olarak anlaşılmasıyla yakından ilgilidir. Newton, mutlak uzay ve mutlak zaman kavramını önerdi. Mutlak uzay, doğadaki tüm maddi cisimlerin evrensel bir kabı olan büyük bir "kara kutu" ile temsil ediliyordu. Ancak tüm bu bedenler birdenbire ortadan kaybolsa bile, mutlak boşluk yine de kalacaktı. Benzer şekilde, akan bir nehir görüntüsünde mutlak zaman da temsil edildi. Evrendeki tüm süreçlerin evrensel süresi oldu. Hem mutlak uzay hem de mutlak zaman, maddeden tamamen bağımsız olarak mevcuttur. Dolayısıyla uzay, zaman ve madde birbirinden bağımsız üç varlığı temsil eder.

Bu nedenle, dünyanın mekanik resmine uygun olarak, Evren, tüm nesnelerin ve fenomenlerin katı neden-sonuç ilişkileriyle birbirine bağlandığı, katı zorunluluk yasalarına göre işleyen, iyi yağlanmış bir mekanizmaydı. Böyle bir dünyada tesadüf yok, dünya resminden tamamen dışlandı. Tek kaza, nedenlerini henüz bilmediğimizdi. Ama dünya rasyonel olduğu ve insana akıl bahşedildiği için, sonunda eksiksiz ve kapsamlı varoluş bilgisine sahip olabilir. Bu katı determinizm, ifadesini dinamik yasalar biçiminde buldu.

Dünyanın mekanik resminde yaşam ve zihnin herhangi bir niteliksel özgüllüğü yoktu. Bu dünya resminde, bir kişi bir dizi başka bedende doğal bir beden olarak kabul edildi ve bu nedenle onun "maddi olmayan" niteliklerinde açıklanamaz kaldı. Bu nedenle, dünyada bir insanın varlığı hiçbir şeyi değiştirmedi. Bir kişi bir kez yeryüzünden kaybolsa, dünya hiçbir şey olmamış gibi var olmaya devam ederdi. Aslında, klasik doğa bilimi insanı anlamaya çalışmadı. İçinde insan olan hiçbir şeyin olmadığı doğal dünyanın nesnel olarak tanımlanabileceği ve böyle bir tanımlamanın gerçekliğin tam bir kopyası olacağı anlaşıldı. Bir insanı iyi yağlanmış bir makinenin dişlilerinden biri olarak görmek, onu bu dünya resminden otomatik olarak çıkardı.

18. - 19. yüzyılların başlarındaki dünyanın mekanik resmine dayanmaktadır. karasal, göksel ve moleküler mekanik geliştirildi. Teknolojinin gelişimi hızlı bir şekilde ilerledi. Bu, dünyanın mekanik resminin mutlaklaştırılmasına yol açtı ve evrensel olarak görülmeye başlandı.

Dünyanın mekanik resminin gelişimi, esas olarak mekaniğin gelişmesinden kaynaklanıyordu. Newton mekaniğinin başarısı büyük ölçüde Newtoncu kavramların mutlaklaştırılmasına katkıda bulundu; bu, tüm doğa olayları çeşitliliğini maddenin hareketinin mekanik biçimine indirgeme girişimlerinde ifade edildi. Bu bakış açısına mekanik materyalizm (mekanizma) denir. Bununla birlikte, fiziğin gelişimi, bu tür bir metodolojinin tutarsızlığını gösterdi, çünkü termal, elektriksel ve manyetik olayları mekanik yasalarını kullanarak ve ayrıca bu fiziksel olayların atomlarının ve moleküllerinin hareketini tanımlamak imkansızdı. Sonuç olarak, XIX yüzyılda. Kriz, fiziğin dünya görüşlerinde önemli değişiklikler gerektirdiğini ifade eden fizikte geldi.

Dünyanın mekanik resmini, dünyanın fiziksel resminin gelişimindeki aşamalardan biri olarak değerlendirirken, bilimin gelişmesiyle birlikte, dünyanın mekanik resminin ana hükümlerinin basitçe atılmadığı akılda tutulmalıdır. Bilimin gelişimi, yalnızca dünyanın mekanik resminin göreceli doğasını ortaya çıkardı. Savunulamaz olduğu ortaya çıkan, dünyanın kendisinin mekanik resmi değil, orijinal felsefi fikri olan mekanizmaydı. Dünyanın mekanik resminin derinliklerinde, dünyanın yeni - elektromanyetik - resminin unsurları şekillenmeye başladı.

Dünyanın elektromanyetik resmi

XIX yüzyıl boyunca. elektromanyetik olayları dünyanın mekanik resmi çerçevesinde açıklama girişimleri devam etti. Ancak bunun imkansız olduğu ortaya çıktı: elektromanyetik olaylar mekanik işlemlerden çok farklıydı. Dünyanın elektromanyetik resminin oluşmasına en büyük katkı, M. Faraday ve J. Maxwell'in çalışmaları tarafından yapılmıştır. Maxwell elektromanyetik alan teorisini yarattıktan sonra, görünüş hakkında konuşmak mümkün hale geldi. dünyanın elektromanyetik resmi.

Maxwell teorisini Faraday tarafından keşfedilen elektromanyetik indüksiyon fenomeni temelinde geliştirdi. Manyetik iğne ile deneyler yapan, elektriksel ve manyetik olayların doğasını açıklamaya çalışan Faraday, manyetik iğnenin dönüşünün iletkendeki elektrik yüklerinden değil, manyetik iğnenin bulunduğu yerde ortaya çıkan özel bir ortam durumuna bağlı olduğu sonucuna vardı. Bu, iletkeni çevreleyen ortamın akımın manyetik iğne ile etkileşiminde aktif bir rol oynadığı anlamına geliyordu. Bu bağlamda, bir alan kavramını uzaya nüfuz eden ve bir elektrik akımını belirleyip yönlendirebilen (indükleyebilen) bir manyetik kuvvet çizgileri dizisi olarak tanıttı. Bu keşif, Faraday'ı maddenin cisimciği kavramlarını yeni, sürekli ve sürekli olanlarla değiştirme ihtiyacı fikrine götürdü.

Maxwell'in elektromanyetik alan teorisi, değişen bir manyetik alanın yalnızca çevreleyen cisimlerde değil, aynı zamanda bir boşlukta, bir girdap elektrik alanı yarattığı ve bunun da manyetik alanın ortaya çıkmasına neden olduğu gerçeğine indirgeniyor. Böylece fiziğe yeni bir gerçeklik getirildi - elektromanyetik alan.

şarj etmek, alan kuvveti -

elektromanyetik.

Sadece madde kavramları kökten değişti: parçacıklı fikirler yerini sürekli (alan) fikirlere bıraktı. Şu andan itibaren bölünmez atomların toplamı sonlu olmaktan çıktı, yeni bir gerçeklik tanıtıldı - elektromanyetik alan.Maxwell'in elektromanyetik alan teorisi, fizikte yeni bir aşamanın başlangıcı oldu. Bu teoriye göre dünya, elektromanyetik bir alanla etkileşime giren elektrik yüklü parçacıklardan oluşan tek bir elektrodinamik sistemle temsil edilmeye başlandı.

Yeni teorinin en önemli kavramları: şarj etmek,hem olumlu hem de olumsuz olabilen; alan kuvveti -söz konusu noktada olsaydı, birim yük taşıyan bir cisme etki edecek bir kuvvet.

Elektrik yükleri birbirine göre hareket ettiğinde, ek manyetik kuvvet ortaya çıkar. Bu nedenle, elektrik ve manyetik kuvvetleri birleştiren toplam kuvvet denir. elektromanyetik.Elektrik kuvvetlerinin (alan) dinlenme yüklerine, manyetik kuvvetlere (alan) - hareketli yüklere karşılık geldiğine inanılmaktadır. Bu kuvvetlerin ve yüklerin tüm çeşitliliği, Maxwell denklemleri olarak bilinen klasik elektrodinamiğin bir denklem sistemi tarafından tanımlanır.

Klasik elektrodinamiğin denklemlerinin özü, Newton'un evrensel çekim yasasına tam olarak eşdeğer olan Coulomb yasasına ve şu ifadelere indirgenmiştir:

manyetik kuvvet çizgilerinin sürekli olduğunu ve başlangıcı veya sonu olmadığını; manyetik yük yoktur; elektrik alanı, değişen bir manyetik alan tarafından yaratılır; bir manyetik alan hem bir elektrik akımı hem de bir alternatif elektrik alanı tarafından oluşturulabilir.

Maxwell denklemleri, elektrik ve manyetik alanlardaki uzamsal ve zamansal değişiklikleri ilişkilendirmek için sabit ve durağan olmayan elektromanyetik olayları tekdüze bir şekilde tanımlamayı mümkün kılan alan teorisi açısından yazılmıştır. Bu denklemlerin ışık hızında hareket eden elektromanyetik dalgaları tanımlayan çözümleri vardır. Onlardan, uzayda herhangi bir yönde yayılabilen tüm dalgaların toplamı için çözümler elde etmek mümkündür.

Böylelikle madde, uzay, zaman ve kuvvetler üzerine yeni fiziksel ve felsefi görüşler ileri sürüldü ve bu birçok açıdan dünyanın önceki mekanik resmini değiştirdi. Elbette bu değişikliklerin klasik bilim çerçevesinde gerçekleştirildiği için kardinal olduğu söylenemez. Bu nedenle, dünyanın yeni elektromanyetik resmi, hem yeni fikirleri hem de dünya hakkındaki eski mekanik fikirleri birleştirerek orta olarak kabul edilebilir.

Bir konunun algısını kökten değiştirin: Parçacık fikirleri bir sürekliliğe (alana) yol açtı. Şu andan itibaren bölünemez atomların toplamı sonlu olmaktan çıktı.

maddenin bölünebilme sınırı. Bu nedenle, güç noktası merkezleri olan tek bir kesinlikle sürekli sonsuz alan - içindeki elektrik yükleri ve dalga hareketleri alındı. Dünyanın elektromanyetik resmine göre madde iki şekilde var olur - madde ve alan. Kesinlikle ayrılırlar ve birbirlerine dönüşmeleri imkansızdır. Bunların başlıcası alandır, yani maddenin temel özelliği, ayrılığın aksine sürekliliktir. Elektromanyetik alan, ışık hızında enine elektromanyetik dalgalar şeklinde yayılır ve sürekli olarak yeni alan alanlarını yakalar. Mekanın elektromanyetik bir alanla doldurulması, mekaniğin bu mekanizmayı anlamadığı için Newton yasalarına dayanarak açıklanamaz. Elektromanyetizmada, bir varlıktaki (manyetik alan) bir değişiklik, başka bir varlığın (elektrik alanı) ortaya çıkmasına yol açar. Bu varlıkların ikisi birlikte bir elektromanyetik alan oluşturur. Mekanikte, bir maddi fenomen diğerinin değişmesine bağlı değildir ve birlikte tek bir varlık yaratmazlar.

Hareket kavramı da genişledi. Sadece basit bir mekanik hareket olarak değil, aynı zamanda alandaki titreşimlerin yayılması olarak da anlaşılmaya başlandı. Buna göre, Newton mekaniğinin yasaları, Maxwell'in elektrodinamiğinin baskın yasalarına yol açtı.

Dünyanın yeni resmi, fiziksel etkileşim sorununa yeni bir çözüm gerektiriyordu. Newtonian uzun menzilli eylem prensibi, herhangi bir etkileşimin alan tarafından noktadan noktaya sürekli ve sınırlı bir hızla iletildiğini iddia eden Faraday'ın kısa menzilli eylem prensibi ile değiştirildi.

Newton'un mutlak uzay ve mutlak zaman kavramı, yeni alan kavramlarına uymuyordu, çünkü alanlar açıkça tanımlanmış sınırlara sahip değiller ve birbirleriyle örtüşmüyorlar. Ek olarak, alanlar kesinlikle sürekli maddelerdir, bu nedenle boş alan yoktur. Aynı şekilde, zaman, sahada meydana gelen süreçlerle ayrılmaz bir şekilde bağlantılı olmalıdır. Uzay ve zamanın maddeden bağımsız bağımsız varlıklar olarak görülemeyeceği açıktı. Ancak düşüncenin ataleti ve alışkanlığın gücü o kadar büyüktü ki, bilim adamları uzun süre mutlak uzayın ve mutlak zamanın varlığına inanmayı tercih ettiler.

Başlangıçta, uzay ve zaman anlayışında, dünyanın elektromanyetik resmi, mutlak boş uzayın dünya eteri ile dolu olduğu inancından yola çıktı. Bilim adamları, mutlak referans çerçevesini durağan eterle birleştirmeye çalıştılar. Aynı zamanda, birçok maddi olguyu açıklamak için, eterin genellikle birbiriyle çelişen olağandışı özelliklere atfedilmesi gerekiyordu. Bununla birlikte, özel bir görelilik teorisinin yaratılması, bilim adamlarını eter fikrini terk etmeye zorladı, çünkü bu teori uzunluk, zaman ve kütlenin göreliliğinden, yani. referans çerçevesine bağımlılıklarından. Bu nedenle, yalnızca XX yüzyılın başında. mutlak uzay ve zaman kavramı yerini, uzay, zaman ve maddenin yalnızca bir arada varolduğu, tamamen birbirine bağlı olduğu ilişkisel (göreceli) uzay ve zaman kavramına bırakmıştır. Dahası, uzay ve zaman, maddi bedenlerin özellikleridir.

Dünyanın elektromanyetik resmi, fizikte gerçek bir devrim yarattı. Maddenin sürekliliği, maddi elektrik alanı, madde ve hareketin sürekliliği, uzay ve zamanın hem birbirleriyle hem de hareketli maddeyle bağlantısı gibi fikirlere dayanıyordu. Maddenin özüne dair yeni bir anlayış, bilim adamlarını maddenin bu temel niteliklerini gözden geçirme ve yeniden değerlendirme ihtiyacının önüne koydu.

Elektrodinamik yasaları, tıpkı klasik mekaniğin yasaları gibi, açıkladıkları olayları hala açık bir şekilde önceden belirlediler, bu nedenle tesadüfi dünyanın fiziksel resminden çıkarmaya çalıştılar. Ancak, XIX yüzyılın ortalarında. ilk kez, olasılık teorisine dayanan yeni tipte temel bir fiziksel teori ortaya çıktı. Gazların kinetik teorisiydi veya istatistik mekaniği.Rastgelelik, olasılık nihayet fizikte yerini buldu ve sözde istatistiksel yasalar biçiminde yansıtıldı. Doğru, fizikçiler, Newton yasalarına benzer şekilde, olasılıksal özelliklerin ardında açık ve kesin yasalar bulma ümidini yitirmediler ve yeni oluşturulan teoriyi bir ara versiyon, geçici bir ölçü olarak kabul ettiler. Yine de ilerleme açıktı: Olasılık kavramı dünyanın elektromanyetik resmine girdi.

İnsanın Evrendeki yeri ve rolü fikri, dünyanın elektromanyetik resminde değişmedi. Görünüşü sadece doğanın bir hevesi olarak kabul edildi. Bu görüşler Darwinci evrim teorisinin ortaya çıkışından sonra daha da güçlendi. Bilim dünyasına girerken büyük zorluklarla yaşam kalitesi ve zihnin özellikleri hakkında fikirler.

Dünyanın elektromanyetik resmi, dünyanın önceki mekanik resminin bakış açısından anlaşılmaz olan çok çeşitli fiziksel olayları açıkladı. Bununla birlikte, daha da gelişmesi, sınırlı bir karaktere sahip olduğunu gösterdi. Ana sorun, maddenin sürekli olarak anlaşılmasının, birçok özelliğinin - yük, radyasyon, eylem - ayrılığını doğrulayan deneysel gerçeklerle uyuşmamasıydı. Ayrıca alan ve yük arasındaki korelasyon sorunu çözümsüz kaldı, atomların kararlılığını ve kara cisim radyasyon spektrumlarını açıklayamadı. Bütün bunlar, dünyanın elektromanyetik resminin göreceli doğasına ve onu dünyanın yeni bir fiziksel resmiyle değiştirme ihtiyacına tanıklık etti. Bu nedenle, dünyanın mekanik resminin ayrıklığını ve dünyanın elektromanyetik resminin sürekliliğini birleştiren yeni bir kuantum alan - dünya resmi ile değiştirildi.

Bölüm 1. Dünyanın mekanik bilimsel resmi …………………… ..3-5

Bölüm 2. Dünyanın elektromanyetik bilimsel resmi .. ……………… .6-8

Bölüm 3 Dünyanın kuantum göreceli bilimsel resmi ………… ..9-10

Sonuçlar ……………………………………………………………… 11-13

Literatür ………………………………………………………… .... 14

Bölüm 1 . Dünyanın mekanik bilimsel resmi.

Bilim tarihinde dünyanın bilimsel resimleri değişmeden kalmamış, birbirinin yerine geçmiştir, böylece dünyanın bilimsel resimlerinin evriminden bahsedebiliriz. Dünyanın fiziksel resimlerinin evrimi en açık olanı gibi görünüyor: doğal-felsefi - 16-17.

Dünyanın mekanik resmi, madde ve onun varoluş biçimleri hakkındaki materyalist fikirlerin etkisiyle oluşmuştur. Bu dünyanın temel fikirleri, klasik atomizm olan Demokritos'tur ve sözde mekanizmaya geri döner. Mekanik resmin oluşumu haklı olarak, incelenen miktarların ölçümleri ve ardından sonuçların matematiksel olarak işlenmesiyle birlikte doğa çalışması için deneysel yöntemi ilk uygulayan Galileo Galilei'nin adıyla ilişkilendirilir. Bu yöntem, doğanın fenomenini açıklamak için a priori icat edildiği, daha önce var olan doğal felsefi yöntemden temelde farklıydı (

Johannes Kepler tarafından keşfedilen gezegensel hareket yasaları, (Aristoteles'in inandığı gibi) yeryüzü ve gök cisimlerinin hareketleri arasında temel bir fark olmadığı gerçeğine tanıklık etti, çünkü hepsi belirli doğa yasalarına uyuyordu.

Dünyanın mekanik resminin özü Newton mekaniğidir (klasik mekanik) Klasik mekaniğin oluşumu ve buna dayanan dünyanın mekanik resmi 2 yönde gerçekleşmiştir:

1) önceden elde edilen sonuçların genelleştirilmesi ve her şeyden önce Galileo tarafından keşfedilen cisimlerin serbest düşme yasalarının yanı sıra Kepler tarafından formüle edilen gezegen hareketi yasaları;

2) genel olarak mekanik hareketin kantitatif analizi için yöntemlerin oluşturulması.

19. yüzyılın ilk yarısında. teorik mekaniğin yanı sıra uygulamalı (teknik) mekanikler de öne çıkmakta ve uygulamalı problemlerin çözümünde büyük başarı elde etmiştir. Bütün bunlar, mekaniğin her şeye kadir olduğu fikrine ve mekanik kavramlar temelinde bir ısı ve elektrik teorisi yaratma arzusuna yol açtı. Bu fikir en açık şekilde 1847'de fizikçi Hermann Helmholtz tarafından "Kuvvetin korunumu üzerine" adlı raporunda ifade edilmiştir: "Fizik bilimlerinin son görevi,

büyüklüğü mesafeye bağlı olan değişmez çekici ve itici kuvvetlere indirgenecek doğal olaylar "

Herhangi bir fiziksel teoride epeyce kavram vardır, ancak aralarında bu teorinin özgüllüğünün, temeli, ideolojik özünün tezahür ettiği temel olanlar vardır. Bu kavramlar, sözde temel kavramları içerir, yani:

Önemli olmak,

Hareket,

Uzay,

Etkileşim.

Bu kavramların her biri diğer dördü olmadan var olamaz.

Dünyanın mekanik resminin en önemli ilkeleri:

Görelilik ilkesi,

Uzaktan hareket etme ilkesi,

Nedensellik ilkesi.

Galileo'nun görelilik ilkesi. Galileo'nun görelilik ilkesi, mekanik bakış açısından tüm atalet referans çerçevelerinin (IFR'ler) tamamen eşit (eşdeğer) olduğunu iddia eder. Bir IFR'den diğerine geçiş, Galileo dönüşümleri temelinde gerçekleştirilir.

Uzaktan eylem ilkesi. Dünyanın mekanik resminde, etkileşimin anında iletildiği ve ara ortamın etkileşimin aktarılmasında yer almadığı kabul edildi. Bu pozisyona uzaktan eylem ilkesi deniyordu.

Nedensellik ilkesi. Daha önce de belirtildiği gibi, dünyanın mekanik resminde, maddenin hareketinin mekanik biçimine (mekanik materyalizm, mekanikizm) tüm doğal fenomen çeşitliliği. Öte yandan, nedensiz fenomen olmadığı, sebep ve sonucu ayırmanın (ilke olarak) her zaman mümkün olduğu bilinmektedir. Neden ve sonuç birbiriyle ilişkilidir ve birbirini etkiler. Bir nedenin etkisi başka bir sonuca yol açabilir. Bu fikir, matematikçi Laplace tarafından geliştirildi ve şunları ifade etti: “Var olan herhangi bir fenomen, bir neden olmadan ortaya çıkamayacağı aşikar ilkesi temelinde bir öncekiyle bağlantılıdır. Tersi görüş, zihnin bir yanılsamasıdır. " şunlar. Laplace, fenomenler arasındaki tüm bağlantıların kesin yasalara dayandığına inanıyordu. Bir fenomenin diğerine göre koşulluluğu doktrini, onların muğlak olmayan düzenli bağlantıları, fiziğe Laplace determinizmi (determinizm - önceden belirleme) olarak girdi.

Bölüm 2. Dünyanın elektromanyetik resmi.

Bu dünya görüşünün oluşmasına en büyük katkıyı M. Faraday ve D. Maxwell'in çalışmaları yaptı. Faraday tarafından keşfedilen elektromanyetik indüksiyon fenomeni temelinde elektromanyetik alan teorisinin yaratılmasından sonra, dünyanın elektromanyetik bir resminin ortaya çıkmasından bahsetmek mümkün hale geldi.

Maxwell'in elektromanyetik alan teorisi, fizikte yeni bir aşamanın başlangıcı oldu. Buna göre dünya, elektromanyetik bir alanla etkileşime giren elektrik yüklü parçacıklardan oluşan tek bir elektrodinamik sistem olarak görünmeye başladı.

Yeni teorinin en önemli kavramları şunlardır: hem pozitif hem de negatif olabilen yük; alan kuvveti - söz konusu noktada olsaydı, birim yük taşıyan bir cisme etki edecek olan kuvvet.

Elektrik yükleri birbirine göre hareket ettiğinde, ek manyetik kuvvet ortaya çıkar. Bu nedenle, elektrik (hareketsiz yükler) ve manyetik (hareketli yükler) kuvvetleri birleştiren toplam kuvvet elektromanyetik olarak adlandırılır. Bu kuvvetlerin ve yüklerin tüm çeşitliliği, klasik elektrodinamiğin denklem sistemi tarafından tanımlanmaktadır. Bunlar Maxwell denklemleri olarak bilinir. Bu, Newton'un evrensel çekim yasasına tamamen eşdeğer olan S. Coulomb yasasıdır; manyetik kuvvet çizgileri süreklidir ve başlangıcı veya sonu yoktur, manyetik yükler yoktur; elektrik alanı, değişen bir manyetik alan tarafından yaratılır; manyetik alan hem bir elektrik akımı hem de alternatif bir elektrik alanı tarafından oluşturulabilir.

Böylelikle madde, uzay, zaman ve kuvvetler üzerine yeni fiziksel ve felsefi görüşler ileri sürüldü ve bu birçok açıdan dünyanın önceki mekanik resmini değiştirdi. Ancak bu değişikliklerin kardinal olduğunu söyleyemeyiz çünkü bunlar klasik bilim çerçevesinde gerçekleşiyor. Bu nedenle, dünyanın yeni elektromanyetik resmi, hem yeni fikirleri hem de dünya hakkındaki eski mekanik fikirleri birleştirerek orta olarak kabul edilebilir.

Hareket kavramı da genişledi. Sadece basit bir mekanik hareket olarak değil, aynı zamanda alandaki titreşimlerin yayılması olarak da anlaşılmaya başlandı. Buna göre, Newton mekaniğinin yasaları, baskın konumunu Maxwell'in elektrodinamiğinin yasalarına bıraktı.

Dünyanın elektromanyetik resmi, fiziksel etkileşim sorununa yeni bir çözüm gerektiriyordu. Newton'un uzun menzilli eylem prensibi, herhangi bir etkileşimin bir alandan noktadan noktaya, sürekli ve sonlu bir hızla iletildiğini iddia eden Faraday'ın kısa menzilli eylem ilkesiyle değiştirildi.

Hâlâ dünyanın fiziksel resminden şansı çıkarmaya çalıştılar. Ancak XIX yüzyılın ortasında. ilk kez, olasılık teorisine dayanan yeni tipte temel bir fiziksel teori ortaya çıktı. Gazların kinetik teorisi veya istatistiksel mekanikti. Rastgelelik ve olasılık nihayet fizikte yerlerini buldu ve sözde istatistiksel yasalar biçiminde yansıdı. Doğru, fizikçiler, Newton yasalarına benzer şekilde, olasılıksal özelliklerin ardında açık ve kesin yasalar bulma ümidini yitirmediler ve yeni oluşturulan teoriyi bir ara versiyon, geçici bir ölçü olarak kabul ettiler. Yine de ilerleme açıktı: Olasılık kavramı dünyanın elektromanyetik resmine girdi.

İnsanın Evrendeki yeri ve rolü fikri, dünyanın elektromanyetik resminde değişmedi. Görünüşü sadece doğanın bir hevesi olarak kabul edildi.

Dünyanın elektromanyetik resmi, önceki mekanik dünya görüşü açısından anlaşılmaz olan çok çeşitli fiziksel olayları açıkladı. Bununla birlikte, daha da gelişmesi göreceli bir karaktere sahip olduğunu gösterdi. Bu nedenle, dünyanın mekanik resminin ayrıklığını ve dünyanın elektromanyetik resminin sürekliliğini birleştiren yeni bir kuantum alan - dünya resmi ile değiştirildi.

Bölüm 3. Dünyanın kuantum alanı resmi... Dünyanın modern kuantum alanı resmi, yeni bir fiziksel teoriye dayanmaktadır - kuantum mekaniği, mikropartiküllerin (temel parçacıklar, atomlar, moleküller, atom çekirdekleri) ve sistemlerinin durumunu ve hareketini ve ayrıca parçacıkları ve sistemleri karakterize eden niceliklerin fiziksel niceliklerle ilişkisini tanımlamaktadır doğrudan deneyimle ölçülebilir. Kuantum mekaniğinin yasaları, maddenin yapısını incelemenin temelini oluşturur. Atomların yapısını netleştirmeyi, kimyasal bağların doğasını kurmayı, elementlerin periyodik tablosunu açıklamayı ve temel parçacıkların özelliklerini incelemeyi mümkün kılarlar.

Dünyanın kuantum alan resmine uygun olarak, dalga ve cisimciğe sahip herhangi bir mikro cisim, belirli bir hareket yörüngesine sahip değildir ve belirli koordinatlara ve hıza (momentum) sahip olamaz. Kuantum mekaniğinde, klasik fiziğin aksine, her mikropartikülün davranışı dinamik olmayan, ancak istatistiksel yasalara uyar.

Dünyanın kuantum-alan resmindeki gerçekliğin genel resmi, olduğu gibi, iki boyutludur: bir yandan incelenen nesnenin özelliklerini, diğer yandan da bu özelliklerin kesinliğinin bağlı olduğu gözlem koşullarını içerir. Bu, modern fizikteki gerçeklik resminin yalnızca bir nesnenin resmi olmadığı, aynı zamanda onun kavrama sürecinin de bir resmi olduğu anlamına gelir.

Maddenin değişmezliği, bölünebilirliğinin nihai sınırına ulaşma olasılığı kavramları geride kaldı.

Hareket kavramı kökten değişiyor ve bu, yalnızca dört türü bilinen temel fiziksel etkileşimlerin özel bir durumu haline geliyor: yerçekimi, elektromanyetik, güçlü ve zayıf.

Kuantum alanı düzenlilik ve nedensellik kavramlarının özgüllüğü, bunların her zaman olasılıksal bir biçimde, daha derin bir doğa yasaları bilgisine katkıda bulunan sözde istatistiksel yasalar biçiminde ortaya çıkmalarıdır. Böylece dünyanın şansa, olasılığa dayandığı ortaya çıktı.

Ayrıca, dünyanın yeni resmi ilk kez, elde edilen araştırma sonuçlarının varlığına bağlı olduğu bir gözlemciyi içeriyordu. Dahası, dünyamızın sadece insanın varlığı sayesinde olduğu gibi olduğunu iddia eden sözde antropik ilke formüle edildi. Şu andan itibaren, insanın ortaya çıkması, Evrenin evriminin doğal bir sonucu olarak kabul ediliyor.

Sonuçlar.

Değerlendirilen dünya resimlerinin her biri kavramları yorumlar; farklı şekillerde uzay ve zaman.

Göre dünyanın mekanik resmi En küçük, bölünemez, kesinlikle katı hareket eden parçacıklardan oluşan bir maddedir - atomlar, yani. ayrık (kesikli - "süreksiz") veya başka bir deyişle, maddenin parçacıklı kavramları MCM'de benimsenmiştir. Bu nedenle mekanikteki en önemli kavramlar, maddi bir nokta ve kesinlikle katı bir cisim kavramlarıydı (maddi bir nokta, belirli bir problemin koşulları altında boyutları ihmal edilebilen bir cisimdir, kesinlikle katı bir cisim, aralarındaki mesafe her zaman değişmeden kalan bir maddi noktalar sistemidir).

Uzay. Aristoteles'in uzay, zaman ve hareketi birbirine bağlayarak boş uzayın varlığını reddettiğini hatırlayın. Atomistler 18-19 yüzyıllar tersine atomları ve atomların hareket ettiği boş uzayı tanıdılar. Ancak Newton, iki tür uzayı değerlendirdi:

· İnsanların bedenler arasındaki mekansal ilişkiyi ölçerek tanıdığı göreceli;

· Özü gereği hiçbir şeyle ilgisi olmayan ve dışsal olan ve her zaman aynı ve hareketsiz kalan mutlak; şunlar. mutlak uzay boş bir cisim kabıdır, zamanla bağlantılı değildir ve özellikleri içindeki maddi nesnelerin varlığına veya yokluğuna bağlı değildir. Newton mekaniğinde uzay

Daha sonra, mutlak uzay ve mutlak zaman kavramlarını analiz eden A. Einstein şöyle yazdı: "Eğer madde kaybolursa, o zaman sadece uzay ve zaman kalır (üzerinde fiziksel olayların oynandığı bir tür sahne)". Bu durumda, uzay ve zaman, geriye doğru sayılabilecek ve "Nerede?" Sorusuna cevap verilebilecek herhangi bir özel "işaret" içermez. ve ne zaman?" Bu nedenle, içlerindeki maddi nesneleri incelemek için bir referans sistemine (koordinat sistemi ve saat) girmek gerekir. Mutlak uzay ile katı bir şekilde bağlı bir referans çerçevesine eylemsizlik denir. Newton mekaniğinde uzay:

Üç boyutlu (herhangi bir noktanın konumu üç koordinatla tanımlanabilir),

Sürekli,

Sonsuz

İzotropik (uzayın özellikleri yöne bağlı değildir).

MCM'deki mekansal ilişkiler Öklid geometrisi ile tanımlanır.

Zaman Newton uzaya benzer iki tür zamanı düşündü: göreli ve mutlak. İnsanlar ölçüm sürecindeki göreli zamanı ve kendi içinde ve özünde, harici herhangi bir şeyle herhangi bir ilişkisi olmaksızın, tekdüze olarak akar ve aksi takdirde süre olarak adlandırılır. Bu nedenle, Newton'un zamanı uzaya benzer - her şeyden bağımsız, boş bir olaylar kabı. Zaman tek bir yönde akar - geçmişten geleceğe.

Sırayla dünyanın kuantum alan resmi uzay ve zamanın göreliliği, maddeye bağımlılıkları hakkındaki fikirler nihayet onaylandı. Birbirlerinden bağımsız olmayı bırakırlar ve görelilik teorisine göre, maddi cisimlerin dışında var olmayan tek bir dört boyutlu uzay-zamanda birleşirler.

İÇİNDE dünyanın elektromanyetik resmi madde kavramı çarpıcı biçimde değişti.

Kesinlikle ayrılırlar ve birbirlerine dönüşmeleri imkansızdır. Bunların başlıcası alandır, yani maddenin temel özelliği, ayrılığın aksine sürekliliktir.

Dünyanın elektromanyetik resmi, fizikte gerçek bir devrim yarattı. Maddenin sürekliliği, maddi elektrik alanı, madde ve hareketin sürekliliği, uzay ve zamanın hem birbirleriyle hem de hareketli maddeyle bağlantısı gibi fikirlere dayanıyordu. Maddenin özüne dair yeni bir anlayış, bilim adamlarını maddenin bu temel niteliklerini gözden geçirme ve yeniden değerlendirme ihtiyacının önüne koydu.

Edebiyat.

1) Sadokhin A.P. Modern doğa bilimi kavramları: bir eğitim. M .: Omega-L, 2008. -239 s.

2) Lipovko P.O. Modern doğa bilimi kavramları. Üniversiteler için ders kitabı. Rostov n / a: Phoenix, 2004. - 512 s.

Teknik devrim. Kuantum -göreceli ilmi resim dünya oldu ... mekanik determinizm, rasgelelik unsurunu kesinlikle resimler dünya ...

Modern ilmi resim dünya (2)

Özet \u003e\u003e Biyoloji

... mekanik resim dünyahangisi değişti göreceli resim dünya... Yeni bir yapı oluşturmanın ilk adımı ilmi fiziksel resimler dünya .... Aslında kuantum mekaniği yaratıldı ... zayıf teorisi ve elektromanyetik etkileşimler. Üstlenildi ...

Felsefenin konusu. Dini, ilmi ve felsefi resimler dünya

Özet \u003e\u003e Felsefe

... İlmi resim dünya deneyime, kanıta dayalı. Sürekli değişiyor. Felsefi resim dünyatıpkı ilmi ... basit mekanik hareketli ... bölünmüş elektromanyetik ve zayıf ... klasik, göreceli ve kuantum mekanik). ...

İlmi devrim (2)

Özet \u003e\u003e Biyoloji

Mekanik tamamlandı resim dünya elektromanyetik... Elektrik ve ... resimler indirgenemez gerçekler mekanik resim dünya; nesne uyarınca anlaşılır ilmi ... göreceli ve kuantum fizik teorileri, genetiğin oluşumu, kuantum ...

Dünyanın elektromanyetik resmi 19. yüzyılın ikinci yarısında oluşmaya başladı. elektromanyetizma alanındaki araştırmalara dayanmaktadır. Buradaki ana rol, fiziksel alan kavramını tanıtan M. Faraday ve D. Maxwell'in araştırmasında oynandı. Bu kavramın oluşturulması sürecinde, eterin mekanik modeli elektromanyetik modelle değiştirildi: elektrik, manyetik ve elektromanyetik alanlar başlangıçta eterin farklı "durumları" olarak yorumlandı. Ardından yayın ihtiyacı ortadan kalktı. Anlaşılan, elektromanyetik alanın kendisinin belirli bir madde türü olduğu ve yayılması için özel bir orta-etere gerek olmadığı anlaşıldı.

Dünyanın elektromanyetik resmi, 20. yüzyılın otuz yılı boyunca oluşmaya devam etti. Sadece manyetizma doktrinini ve atomizmin kazanımlarını değil, aynı zamanda modern fiziğin bazı fikirlerini de (görelilik teorisi ve kuantum mekaniği) kullandı. Çeşitli alanlar, madde ile birlikte, fizik çalışmasının konusu haline geldikten sonra, dünya resmi daha karmaşık bir karakter kazandı, ancak yine de klasik fiziğin bir resmiydi.

Başlıca özellikleri aşağıdaki gibidir. Bu resme göre, madde iki biçimde vardır - madde ve alan, aralarında geçilmez bir sınır vardır: madde bir alana dönüşmez ve bunun tersi de geçerlidir. İki tür alan vardır - sırasıyla elektromanyetik ve yerçekimi - iki tür temel etkileşim. Alanlar, maddeden farklı olarak, sürekli olarak uzayda dağıtılır. Elektromanyetik etkileşim sadece elektriksel ve manyetik olayları değil, diğerlerini de açıklar - optik, kimyasal, termal. Şimdi herkes onu elektromanyetizmaya indirgemeye çalışıyor. Elektromanyetizmanın egemenliğinin dışında, geriye yalnızca yerçekimi kalır.

Tüm maddenin oluşturduğu temel "yapı taşları" olarak, üç parçacık kabul edilir - bir elektron, bir proton ve bir foton. Fotonlar, elektromanyetik alanın miktarıdır. Korpüsküler dalga düalizmi, alanın dalga doğasını korpüsküler olanla "uzlaştırır", yani. Elektromanyetik alan göz önüne alındığında dalga ve korpüsküler (foton) gösterimler kullanılır. Maddenin temel "yapı taşları" elektronlar ve protonlardır. Madde, moleküllerden, atom moleküllerinden oluşur, bir atomun büyük bir çekirdeği ve bir elektron kabuğu vardır. Çekirdek, protonlardan oluşur. Maddede etkiyen kuvvetler elektromanyetiğe indirgenmiştir. Bu kuvvetler, moleküller arası bağlardan ve bir moleküldeki atomlar arasındaki bağlardan sorumludur; atom kabuğunun elektronlarını çekirdeğin yakınında tutarlar; aynı zamanda atom çekirdeğinin gücünü de sağlarlar (bunun yanlış olduğu ortaya çıktı). Bir elektron ve bir proton kararlı parçacıklardır, bu nedenle atomlar ve çekirdekleri de kararlıdır. İlk bakışta resim mükemmel görünüyordu. Ama o zamanlar sanıldığı gibi "küçük şeyler", örneğin radyoaktivite ve diğerleri, bu çerçevelere uymadı ve kısa sürede bu "küçük şeylerin" temel olduğu anlaşıldı. Dünyanın elektromanyetik resminin "çöküşüne" yol açan onlardı.

Dünyanın elektromanyetik resmi, dünyayı anlamada ileriye doğru büyük bir adımı temsil ediyordu. Ayrıntılarının çoğu modern doğal-bilimsel resimde korunmuştur: fiziksel alan kavramı, maddedeki çeşitli fenomenlerden sorumlu olan kuvvetlerin elektromanyetik doğası (ancak atomların kendisinde değil), atomun nükleer modeli, maddenin parçacık ve dalga özelliklerinin dualizmi (dualitesi) vb. Ancak bu dünya resminde, kesin neden-sonuç ilişkileri de hakimdir, her şey aynı şekilde katı bir şekilde önceden belirlenmiştir. Olasılıksal fizik yasaları temel olarak tanınmaz ve bu nedenle ona dahil edilmez. Bu olasılıklar moleküllerin kolektiflerine atfedildi ve moleküllerin kendileri hala kesin Newton yasalarını takip etti. İnsanın Evrendeki yeri ve rolü hakkındaki fikirler değişmedi. Bu nedenle, dünyanın elektromanyetik resmi, her şeyin açıkça sınırlandırıldığı, hiçbir iç çelişkinin olmadığı metafizik düşünceyle de karakterize edilir.

Ders 7-9

KONU: DÜNYANIN FİZİKSEL RESİMLERİNİN EVRİMİ, s.III

1. Dünyanın elektromanyetik resmi 1

1.1 Elektromanyetik alan kavramının oluşumu 1

yeni bir fiziksel gerçeklik olarak 1

1.2. Özel görelilik teorisi 2

1.3 Genel görelilik teorisi. 4

1.4 EMCM 5'in temel kavramları ve ilkeleri

2. Dünyanın kuantum alanı resmi 6

2.1 Fiziksel büyüklükleri niceleme fikrinin oluşumu 6

2.2 Işık ve maddenin korpüsküler dalga ikiliği 7

2.3 KPCM 8'in temel kavramları ve ilkeleri

1. Dünyanın elektromanyetik resmi

MCM'nin oluşumuyla işaretlenen 18. yüzyıl, aslında elektriksel olayların sistematik çalışmalarının başlangıcını işaret ediyordu. Böylece, aynı isimdeki suçlamaların püskürtüldüğü, en basit cihazın ortaya çıktığı - bir elektroskop olduğu bulundu. 18. yüzyılın ortalarında. yıldırımın elektriksel doğası kuruldu ( b. Franklin, M. Lomonosov, G. Richman ve Franklin'in yararları üzerine yapılan araştırmalar özellikle belirtilmelidir: Paratonerin mucidi o; suçlamalar için + ve - gösterimini önerenin Franklin olduğuna inanılıyor).

1759'da İngiliz doğa bilimci R. Simmer, normal durumunda herhangi bir bedenin birbirini karşılıklı olarak etkisiz hale getiren eşit sayıda zıt yük içerdiği sonucuna vardı. Elektrifikasyon sırasında yeniden dağıtılırlar.

19. yüzyılın sonunda, 20. yüzyılın başında, deneysel olarak elektrik yükünün tam sayıdaki e \u003d 1.610 -19 C temel yüklerden oluştuğu tespit edildi. Bu, doğadaki en küçük yüktür. 1897'de J. Thomson, temel bir negatif yükün taşıyıcısı olan en küçük kararlı parçacığı keşfetti (kütle mo e \u003d 9.110 -31 olan bir elektron). Böylece, elektrik yükü ayrıktır, yani. ayrı temel bölümlerden oluşan q \u003d ne, burada n bir tam sayıdır.

18-19.Yüzyıllarda yapılan çok sayıda elektrik fenomeni çalışmasının bir sonucu olarak. en önemli birkaç yasa elde edildi (bir noktasal yükün korunumu yasası, nokta yüklerin etkileşim yasası veya Coulomb yasası, Oersted tarafından bir iletkendeki bir manyetik alanın keşfi, Ohm ve Joule-Lenz yasaları). A.M. Amper yeni bir elektrik bilimi - elektrodinamik yarattı ve M.Faraday'ın deneysel çalışmaları, bunun sonucunda elektromanyetik indüksiyon yasasının keşfedilmesine yol açtı. elektromanyetik dalgaların varlığı fikri.

1.1 Yeni bir fiziksel gerçeklik olarak elektromanyetik alan kavramının oluşumu

Faraday'ın çalışmalarını ve keşiflerini ilk takdir edenlerden biri, Faraday'ın fikirlerini geliştiren, 1865'te fizikçilerin madde hakkındaki görüşlerini önemli ölçüde genişleten ve dünyanın elektromanyetik resminin (EMCM) yaratılmasına yol açan elektromanyetik alan teorisini geliştiren D.Maxwell idi.

Alan teorisi D. Maxwell, "Kuvvetin fiziksel hatları üzerine" (1861-1865) ve "Dinamik alan teorisi (1864-1865) üzerine çalışmalarında geliştirir. İkinci çalışmada, Maxwell teorisinin özünü oluşturan (Hertz'e göre) ünlü bir denklem sistemi verildi. Bu nokta şu gerçeğe indirgenmiştir: değişen manyetik alan yalnızca çevreleyen cisimlerde değil, aynı zamanda vakumda da bir girdap elektrik alanı yaratır ve bu da manyetik alan görünümüne neden olur.Böylece fizik tanıtıldı yeni gerçeklik - elektromanyetik alan. Bu, fizikte yeni bir aşamanın başlangıcını işaret ediyordu - elektromanyetik alanın gerçek olduğu aşama, etkileşimin maddi taşıyıcısı.

Dünya, elektromanyetik bir alanla etkileşime giren elektrik yüklü parçacıklardan oluşan elektrodinamik bir sistem olarak sunulmaya başlandı. (Aslında, çeşitli kuvvetlerin eyleminin çevrenin katılımı olmadan anında iletildiği MCM'de belirli bir mesafedeki eylem ilkesinin geçerli olduğunu unutmayın.)

Maxwell tarafından geliştirilen elektrik ve manyetik alanlar için denklem sistemi, 4 ifadeye eşdeğer olan 4 denklemden oluşur.

Denklem	Beyan
divE q	Herhangi bir yük dağılımına karşılık gelen elektrik alanı Coulomb yasasına göre belirlenir.
divH = 0	Manyetik yükler yok
	Alternatif bir manyetik alan bir elektrik akımını harekete geçirir
	Manyetik alan, akımlar ve değişen elektrik alanları tarafından uyarılır

Maxwell denklemlerini analiz ederken, elektromanyetik dalgaların var olması gerektiği ve yayılma hızlarının ışık hızına eşit olması gerektiği sonucuna vardı. Dolayısıyla sonuç: ışık bir tür elektromanyetik dalgadır. Maxwell, teorisine dayanarak, elektromanyetik bir dalganın uyguladığı basıncın ve dolayısıyla 1906'da P.N. tarafından deneysel olarak parlak bir şekilde kanıtlanan ışığın varlığını öngördü. Lebedev.

Maxwell'in bilimsel yaratıcılığının zirvesi "Elektrik ve Manyetizma Üzerine İnceleme" idi.

Maxwell'in eserlerinde korpüsküler-sürekli temsillerin gelişimi.Elektromanyetik alan teorisini geliştiren Maxwell, maddenin ayrıklığını reddetmedi. Şöyle yazdı: "Bir atom bile, ona dönme yeteneği atfettiğimizde, birçok temel parçacıktan oluşuyor olarak temsil edilebilir." Bu, elektronun keşfinden çok önce 1873'te söylendi. Böylece, Maxwell, her ikisinin de olasılığını kabul ederek, maddenin ayrıklığına veya sürekliliğine öncelik vermedi.

EMCM'yi geliştiren Maxwell, klasik fizik dünyasının resmini tamamladı ("klasik fiziğin sonunun başlangıcı"). Maxwell'in teorisi, Lorentz'in elektron teorisinin ve A. Einstein'ın özel görelilik teorisinin öncülüdür.