Микромир и его элементы
Информация - Биология
Другие материалы по предмету Биология
Содержание
Введение
1. Микромир
1.1 Понятие микромир
.2 Молекулы и атомы
.3 Микромир как мир элементарных частиц
. Классификация элементарных частиц
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Важнейшее свойство материи - ее структурная и системная организация, которая выражает упорядоченность существования материи в виде огромного разнообразия материальных объектов различных масштабов и уровней, связанных между собой единой системой иерархии.
Уже в глубокой древности, за две с половиной тысячи лет до нашего времени, зародилось представление, что все окружающие нас тела состоят из мельчайших частиц, недоступных непосредственному наблюдению.
Однако за последние 150 лет развилось и экспериментально обосновано современное учение о молекулах и атомах. Успехи в изучении строения вещества и раскрыли перед исследователями природы этот новый мир.
Мир мельчайших частиц оказался чрезвычайно сложным - любое тело, которое в механике рассматривалось как сплошное, при использовании новых методов исследований оказывалось сложной системой громадного числа непрерывно движущихся молекул. Молекулы оказались состоящими из еще более мелких частиц - атомов, причем в некоторых типах молекул число атомов оказалось очень большим. В свою очередь атомы оказались сложными системами, состоящими из электронов и ядер, а сами ядра - состоящими из различных частиц.
Таким образом, все объекты в природе состоят из элементарных частиц, объединенных в более или менее сложные структуры.
Все вышесказанное обосновывает актуальность данной темы.
Цель работы: всестороннее изучение микромира и его элементов.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы. Общий объем работы 15 страниц.
1. Микромир
.1 Понятие микромир
Все многообразие известных человечеству объектов и свойственных им явлений обычно разделяется на три качественно различные области - микро-, макро- и мегамиры.
Мегамир включает галактики и звезды; макромир - планетные системы звезд, планеты, окружающие нас тела; микромир - молекулы, атомы, ядра атомов, элементарные частицы. Структура основных материальных объектов представлена в табл.1.
Таблица 1 - Структура основных материальных объектов
Структура основных материальных объектовОбласть пространства Протяжен-ность области, мОбъекты - структурные единицы деления материи Размеры объекта, м Состав объекта Движение внутри объекта составляя-ющих его струк-турных частейМегамир1025 - 1020Галактики1020ЗвездыЗвездМакромир1020 - 10-8Планетные системы звезд Планеты и окружающие нас на Земле тела. Электромагнитное поле Гравитационное поле1013 106 - 10-2 Планеты Молекулы и атомы Фотоны Планет Молекул и атомов Микромир 10-8 -10-18 Молекулы и атомы Ядра атомов Элементарные частицы10-8 -10-10 10-15 0 - 10-15Ядра и электроны НуклоныЭлектронов и ядер Нуклонов Взаимное превращение частиц
Если сравнить состав объектов всех трех областей (мегамир, макромир, микромир), то можно сделать важный вывод: все состоит из элементарных частиц, причем в состав вещества в стабильном состоянии входит всего три вида основных частиц. Это протоны, нейтроны и электроны, а электромагнитное поле состоит из фотонов. Это микромир - область предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых материальных микрообъектов, размер которых исчисляется в диапазоне от 10-8 до10-16 см, а время жизни - от бесконечности до 10-24 с. Это мир от атомов до элементарных частиц.
В отличие от мира крупных тел, или макромира, микромир недоступен непосредственному наблюдению, и для изучения его требуются особые, тонкие методы. Микромир оказался чрезвычайно сложным. Любое тело, которое в механике рассматривалось как сплошное, при использовании новых методов исследований оказывалось сложной системой громадного числа непрерывно движущихся молекул.
Молекулы оказались состоящими из еще более мелких частиц - атомов, причем в некоторых типах молекул число атомов оказалось очень большим. В свою очередь атомы оказались сложными системами, состоящими из электронов и ядер, а сами ядра - состоящими из различных частиц.
Таким образом, под понятием микромир понимается совокупность фундаментальных элементарных частиц и их взаимодействий.
Приступая к изучению микромира, начнем с определения атомов и молекул.
.2 Молекулы и атомы
До конца XIX в. в науке господствовало убеждение, что все физические тела состоят из очень маленьких частиц - молекул, невидимых глазу, но доступных наблюдению в мощный микроскоп. Однако сами молекулы состоят из еще более мелких частиц - атомов.
Атом (от греч. atomos - неделимый) называют часть вещества микроскопических размеров и массы, мельчайшую частицу химического элемента, сохраняющую его свойства. Атомы состоят из элементарных частиц и имеют сложную внутреннюю структуру, представляя собой целостную ядерно-электронную систему. В центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома, вокруг движутся электроны, образующие электронные оболочки, размеры которых (~10-8 см) определяют размеры атома.
Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Число электронов в атоме равно числу протонов в ядре (заряд всех электронов атома равен заряду ядра), число протонов равно порядковому номеру элемента в периодической системе. Атомы могут присоединять