lecture-3

Структура

материального

мира

В современной науке большое значение имеют представления о структурности материи и изучение ее с помощью системного подхода.

Система – это определенная целостность, проявляющая себя как нечто единое по отношению к другим объектам или условиям, однако являющаяся при этом совокупностью связанных друг с другом элементов.

Элемент системы – ее часть, которая внутри самой системы рассматривается как неделимая и бесструктурная.

Для материи характерна иерархическая структура. Дюбой материальный объект Вселенной является частью (элементом) более сложного образования. При этом сам же объект может быть составным, т.е. являться системой, включающей некоторые части.

Таким образом, можно построить последовательную цепочку – иерархию – объектов с разными физическими свойствами, каждое звено которой есть элемент звеньев более высокого уровня.

В соответствии с масштабами типичных для данного уровня организации материи объектов выделяют три ее основных структурных уровня:

МЕГАМИР

МАКРОМИР

МИКРОМИР

Макромир – мир объектов, размеры и времена жизни которых соотносимы с масштабами деятельности человека: размеры от 10-5 м до сотен километров, времена от долей секунды до сотен лет. Для объектов макромира с высокой точностью выполняются законы классической механики и электродинамики, если только скорости их движения существенно меньше скорости света (~ 300000 км/с).

Микромир – мир крайне малых объектов, с

размерами не более 10-8 м и короткими временами жизни – до 10-24 с. Для объектов микромира свойствен

корпускулярно-волновой дуализм – обладание одновременно как корпускулярными, так и волновыми свойствами. Их описание опирается на законы квантовой механики, среди которых наиболее важны

принцип дополнительности Бора и соотношения неопределенностей Гейзенберга.

Объекты микромира

Фундаментальные частицы с невыявленной (пока?) структурой - кварки, лептоны и переносчики взаимодействий (кванты полей) – <10-18 м (?)

Элементарные частицы, обладающие структурой - протоны, нейтроны и т.п. - <10-15 м

Атомы - ~10-10 м

Молекулы - <10-8 м

Мегамир – мир объектов космических масштабов, как пространственных (> 103 км), так и временных – вплоть до возраста Вселенной ~12.5 млрд. лет. Мегамир в целом хорошо описывается законами классической физики. Однако некоторые его объекты (например, нейтронные звезды, белые карлики,

черные дыры) не подчиняются законам классической физики. Для их описания требуются общей теории относительности (ОТО) и квантовой механики.

Объекты мегамира

Звезды и системы планет

Галактики

Скопления галактик

Метагалактика и ячеистая структура