Вход через социальные сети

Окружающий нас мир

Тип Название темы Ответов Автор Просмотров Последнее сообщение
scientist Glucovance | Saturday Delivery Cod


Looking for a glucovance? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 4 22.02.2017 at 23:15 by whiteboxweaselkcy
Тема форума Температура пустоты

Ранее поднимался вопрос о температуре вакуума, но там спор ушел в погрешности измерителей и...

24 / - angolez 1 048 20.02.2017 at 21:15 by штирлиц
Тема форума Опыт Резерфорда

День добрый....

Столкнулся с такой ситуацией, помогите разобраться.

Есть опыт...

12 / - Студентс 314 19.02.2017 at 00:22 by zykov
scientist Bonus Bagging | Loophole Meaning Of Love

Dear Friend!

STOP!

...
- whiteboxweaselkcy 41 17.02.2017 at 22:15 by whiteboxweaselkcy
Тема форума Атом

 Доброго времени суток, тему про свет закрыли (я так понимаю), и оно впринцыпе правильно, т.к....

58 / - Студентс 1 141 16.02.2017 at 17:49 by 12d3
scientist Tretinoin | Buy Legally San Jose


Looking for a tretinoin? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 36 15.02.2017 at 21:15 by whiteboxweaselkcy
scientist Accutane | Buy Pillen In Arlington


Looking for a accutane? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 40 15.02.2017 at 16:03 by whiteboxweaselkcy
Тема форума Понимание света

Свет- это Волны ...

Может ли быть волна без вещества ?

38 / - Студентс 1 289 15.02.2017 at 06:35 by dust1939
scientist Robaxin | To Buy


Looking for a robaxin? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- sprucewoodcheckmn 46 14.02.2017 at 19:38 by sprucewoodcheckmn
scientist Tofranil | Purchase For Adhd


Looking for a tofranil? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 55 14.02.2017 at 14:32 by whiteboxweaselkcy
scientist Pyridium | Purchase


Looking for a pyridium? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 46 14.02.2017 at 14:31 by whiteboxweaselkcy
scientist Levothroid | To Buy Tablets Pill


Looking for a levothroid? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 51 13.02.2017 at 11:00 by whiteboxweaselkcy
scientist Celebrex | 15 Buy Shopping Bauru


Looking for a celebrex? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 58 13.02.2017 at 05:16 by whiteboxweaselkcy
scientist Effexor | Western Union No Prescription


Looking for a effexor? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 58 12.02.2017 at 12:38 by whiteboxweaselkcy
Тема форума Понимание атома

Что в итоге получится, если мы возьмём железный прут и пустим по нему постоянный ток, станет ли...

2 / - Студентс 179 12.02.2017 at 00:37 by Студентс
scientist Tofranil | Online Pharmacy Discount


Looking for a tofranil? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- sprucewoodcheckmn 84 10.02.2017 at 21:34 by sprucewoodcheckmn
scientist Acyclovir | Buy In South Africa


Looking for a acyclovir? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- sprucewoodcheckmn 87 10.02.2017 at 21:34 by sprucewoodcheckmn
scientist Skelaxin | Order 5Mg


Looking for a skelaxin? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 81 10.02.2017 at 11:25 by whiteboxweaselkcy
scientist Eldepryl | Discount Dementia No Prescription


Looking for a eldepryl? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 100 09.02.2017 at 23:28 by whiteboxweaselkcy
scientist Tofranil | Purchase Alternative


Looking for a tofranil? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- sprucewoodcheckmn 75 09.02.2017 at 22:30 by sprucewoodcheckmn
scientist Naltrexone | Buy


Looking for a naltrexone? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 77 08.02.2017 at 22:34 by whiteboxweaselkcy
scientist Naltrexone | Buy Online Canada


Looking for a naltrexone? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 69 08.02.2017 at 20:28 by whiteboxweaselkcy
scientist Naltrexone | Buy Online India


Looking for a naltrexone? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 87 08.02.2017 at 20:27 by whiteboxweaselkcy
scientist Orlistat | Buy Cod Pills Cheapest


Looking for a orlistat? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- sprucewoodcheckmn 89 08.02.2017 at 14:46 by sprucewoodcheckmn
scientist Prednisone | Order Online Canada


Looking for a prednisone? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 87 08.02.2017 at 04:13 by whiteboxweaselkcy
  • 300страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 292страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
Название темы Ответов Автор Просмотров Последнее сообщение
Температура пустоты

Ранее поднимался вопрос о температуре вакуума, но там спор ушел в погрешности измерителей и...

24 / - angolez 1 048 20.02.2017 at 21:15 by штирлиц
Опыт Резерфорда

День добрый....

Столкнулся с такой ситуацией, помогите разобраться.

Есть опыт...

12 / - Студентс 314 19.02.2017 at 00:22 by zykov
Атом

 Доброго времени суток, тему про свет закрыли (я так понимаю), и оно впринцыпе правильно, т.к....

58 / - Студентс 1 141 16.02.2017 at 17:49 by 12d3
Понимание света

Свет- это Волны ...

Может ли быть волна без вещества ?

38 / - Студентс 1 289 15.02.2017 at 06:35 by dust1939
Понимание атома

Что в итоге получится, если мы возьмём железный прут и пустим по нему постоянный ток, станет ли...

2 / - Студентс 179 12.02.2017 at 00:37 by Студентс
Расчет напора для определенной температуры в трубопроводе с насосом.

Добрый день, форумчане.

Прошу помочь с вычислением

Дается труба, 100 м,...

- kheoleg 143 06.02.2017 at 13:32 by kheoleg
Сопло Лаваля

Увеличивает ли сопло Лаваля тягу реактивного движителя?

35 / - Anik 2 490 05.02.2017 at 21:42 by zykov
Парадокс Гиббса. Обоснование статистической физики

Можно ли считать операциональное объяснение парадокса Гиббса окончательным?

Каковы...

3 / - magnus-crank 926 03.02.2017 at 20:16 by peregoudov
Вопрос по СТО

В своей работе «К электродинамике движущихся тел» А. Эйнштейн.
Делал следующее...

13 / - marta4244641 875 02.02.2017 at 16:37 by vipakoz
Помогите понять что такое напряжение в электрике углубленно

Здравствуйте.
Я почти ничего не понимаю в электрике и решил понять наконец азы...

4 / - GuitarFan 814 30.01.2017 at 18:57 by штирлиц
Замечание к выводу преобразований Лоренца.

Свет пройдет до точки А в системе К за время t т к точка неподвижна, а система К' движется в том...

- romanov59 165 28.01.2017 at 15:17 by romanov59
Инжекторный насос

Как закачать воду в паровой котёл, используя давление пара в котле?

21 / - Anik 1 623 26.01.2017 at 06:47 by Anik
Квантовая запутанность и передача информации
Приветствую всех.
Увидев недавно в новостях очередное исследование о квантовой запутанности...
34 / - Дмитрий40 6 586 12.01.2017 at 16:15 by vipakoz
Квантовая запутанность и передача информации

Добрый день!

Прошу сразу, ссаными тряпками не гнать за орфографию или безграммотность в...

10 / - mw-rn7 1 037 12.01.2017 at 13:26 by vipakoz
Соотношения Крамерса-Кронига

Здравствуйте. У меня возникла проблема в применение на практике соотношения Крамерса-Кронига....

- igor.galushka.90 264 08.01.2017 at 17:16 by igor.galushka.90
Нужна помощь

Необходимо определить длинну пробега бета-частицы в алюминии, этиловом спирте и олово при...

1 / - yulya.baravaya 354 08.01.2017 at 01:31 by zykov
Нужная длина волны из двух ненужных.

С Новым Годом, уважаемые обитатели форума!

Подскажите пожалуйста, что будет в ...

5 / - levonti.m 647 06.01.2017 at 12:10 by folk
движение против потока

Самоходная баржа Ивана Кулибина движется против потока благодаря завезенному против течения на...

3 / - igmatsem 502 03.01.2017 at 09:59 by dust1939
скорость шарика после удара

после удара ногой со скорость 10м/сек шарик приобретает скорость 20м/сек
каким законом...

21 / - leonidzilb 2 056 25.12.2016 at 12:33 by E61
задачка по механике с другого форума

...

- w.wrobel 478 20.12.2016 at 15:21 by w.wrobel
Задачя по физики

Можно с чертижом и с дано.

3 / - RTropin00_1 648 14.12.2016 at 15:12 by GEPIDIUM
Обтекание вращающегося шара вязкой жидкостью

Твердый шар, вращающийся вокруг оси Oy с некоторой постоянной угловой скоростью,...

- avenir 340 08.12.2016 at 16:40 by avenir
Почему в тепловом потоке это происходит?

Обстоятельства.

Допустим плоский нагреватель подвешен вертикально.

От него...

9 / - sopov.48 1 304 07.12.2016 at 19:18 by dust1939
Динамика вращательного движения тела вокруг неподвижной оси

На цилиндр намотана тонкая гибкая нерастяжимая лента, массой которой по сравнению с массой...

3 / - karina_novikova_1997 719 06.12.2016 at 21:37 by zykov
КПД чайника!

Найти КПД чайника, если его P=1кВт, диаметр чайника d=150мм, высота h=200мм, нач. температура...

1 / - s.polontsov 540 06.12.2016 at 17:30 by s.polontsov
  • 292страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
18.08.2014, 04:34
adminus
0 up down

Окружающий нас мир

ГЛАВА 1


ВВЕДЕНИЕ


1.1. Окружающий нас мир

Окружающий мир представляется людям огромным и сложным. Это своего рода гигантская арена, на которой разыгрываются события самого различного масштаба. Интересно познакомиться с числовыми значениями некоторых величин, характеризующих Вселенную. Мы не будем сейчас подробно останавливаться на доказательствах и измерениях, которые позволили определить называемые здесь числа. Самое замечательное в этих числах — это то, что мы их вообще знаем; не имеет решающего значения, что некоторые из них мы знаем только приближенно.

Огромные размеры Вселенной. Из астрономических наблюдений мы заключаем, что величина порядка 1028 см, или 1010 световых лет, — это характеристическая длина, которую нестрого называют иногда радиусом Вселенной. Для сравнения укажем, что расстояние Земли от Солнца равно 1,5*1013 см, а радиус Земли равен 6,4*108 см.

Число атомов в известной нам части Вселенной. Ядра атомов всех элементов состоят из протонов и нейтронов. Ученые предполагают, что общее число протонов и нейтронов в известной нам части Вселенной, определенное с неточностью, может быть, раз в 100, имеет порядок 1080. В состав Солнца входит около 1*1057 протонов и нейтронов, а в состав Земли — около 4*1051. Общее число протонов и нейтронов в известной нам Вселенной достаточно для того, чтобы образовать около 1080/1057, т. е. около 1023, звезд с массой, равной массе нашего Солнца (это составляет одну шестую «моля звезд»). Ученые считают, что большая часть массы Вселенной—это масса звезд и что все известные звезды имеют массы, находящиеся между 0,01— 100-кратной массой нашего Солнца. Жизнь — наиболее сложное явление во Вселенной. Человек, одно из наиболее сложно устроенных живых существ, состоит примерно из 1016 клеток. Клетка представляет собой элементарную физиологическую ячейку, содержащую 1012—1014 атомов. В любую клетку любого живого организма входит хотя бы одна длинная молекулярная нить ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Нити ДНК в клетке являются носителями всех химических данных, составляющих генетическую информацию, необходимую для формирования целого организма человека или птицы, бактерии или дерева. В молекуле ДНК, которая состоит из 108—1010 атомов, точное взаимное расположение атомов может изменяться от индивидуума к индивидууму; тем более, оно всегда изменяется при переходе от вида к виду *).

Неживая материя также существует во многих формах. Сочетания протонов, нейтронов и электронов образуют около ста различных химических элементов и около тысячи известных изотопов. Индивидуальные элементы соединяются в различных соотношениях, образуя, может быть, 106 или больше разных идентифицированных химических соединений, и к этому числу можно добавить огромное количество жидких и твердых растворов и сплавов различного состава, имеющих самые разнообразные физические свойства.

Экспериментальные науки предоставили нам возможность познать все эти данные о природе: классифицировать звезды и определить их массы, состав, расстояние до нас и скорости; классифицировать виды живых существ и расшифровать их генетические соотношения; синтезировать неорганические кристаллы, биохимические вещества и новые химические элементы; измерить частоты линий спектров испускания атомов и молекул, находящиеся в интервале от 100 до 1020 гц; наконец, создать в лабораторных условиях новые элементарные частицы.

Эти огромные успехи экспериментальных наук были достигнуты учеными с самыми различными чертами характера: среди них были люди терпеливые и настойчивые, догадливые и изобретательные, энергичные и удачливые; встречались также люди с ограниченными способностями, но имеющие искусные руки. Некоторые из них нредпочитали пользоваться только простыми приборами; другие разработали или изготовили приборы, обладающие большой точностью или огромными размерами, или приборы, отличающиеся своей сложностью. Только немногие общие черты объединяют большинство этих людей: они были честны перед наукой и действительно выполнили описанные ими наблюдения, а результаты своей работы опубликовали в такой форме, которая дала другим исследователям возможность повторить их опыты или наблюдения.

Итак, хотя окружающий нас мир действительно огромен и сложен, но по мере того, как развивались научные теории, многие его особенности стали выглядеть для нас значительно проще и понятнее. Мы уже достигли понимания большого числа принципиальных и важных законов природы. В частности, о ряде областей физической науки можно сказать, что мы понимаем рассматриваемые в них явления. Некоторые из этих разделов физики перечисляются ниже. Вместе с теорией относительности и статистической механикой их можно отнести к числу величайших достижений человеческого ума.

1. Законы классической механики, излагаемые в т. I, дают нам возможность рассчитывать с исключительной точностью движение различных тел Солнечной системы (включая кометы и астероиды); знание этих законов позволило предсказать существование новых планет и открыть их. Эти законы подсказывают нам, как могли образоваться звезды и галактики, вместе с законами излучения они дают хорошее объяснение наблюдаемой связи между массой и яркостью звезд. Астрономические применения законов классической механики — это наиболее красивые, но не единственные примеры их успешного применения. Мы постоянно используем эти законы в повседневной жизни и в технических науках.

2. Законы квантовой механики (т. IV) дают очень хорошее представление о характере явлений атомного масштаба. Для простых атомов предсказания, сделанные на основании этих законов, согласуются с опытными данными с точностью до одной стотысячной, а иногда и лучше. Если применять законы квантовой механики к крупномасштабным земным или космическим явлениям, то они окажутся с отличной точностью тождественными законам классической механики. В принципе квантовая механика представляет собой надежную теоретическую основу для всей химии, металловедения и значительной части физики, но зачастую мы не в состоянии довести до конца решение ее уравнений с помощью уже имеющихся (или даже более совершенных) вычислительных машин.

В некоторых областях физики почти все задачи представляются в настоящее время настолько сложными, что даже их теоретический анализ, основанный на общих принципах квантовой механики, оказывается чересчур трудным.

3. Законы классической электродинамики отлично описывают все особенности электрических и магнитных явлений, за исключением явлений атомного масштаба. Классическая электродинамика является теоретической основой электротехники и техники средств связи. Закономерности электрических и магнитных явлений атомного масштаба точно описываются квантовой электродинамикой. Классическая электродинамика излагается в тт. II и III; некоторые вопросы квантовой электродинамики затрагиваются в т. IV, а более полное обсуждение ее отложим до изучения специального курса.

4. В качестве более частного примера из другой области науки укажем, что в настоящее время, по-видимому, становится понятным действие генетического кода, и мы обнаружили, что запас информации в клетке простого организма превосходит запас информации в лучших, современных серийных вычислительных машинах. Этими вопросами занимается молекулярная биология; ею установлено, что в течение почти всей жизни нашей планеты кодирование генетической информации в молекуле ДНК целиком выполняется линейной последовательностью четырех различных молекулярных групп, являющихся производными органических оснований аденина, тимина, гуанина и цитозина (рис. 1.1). Вся генетическая информация в клетке содержится в том порядке, в котором чередуются эти нуклеотидные основания. Нас здесь не интересуют их химические формулы, и мы можем обозначить их соответственно А, Т, Г и Ц. Важно то, что при биологическом воспроизведении молекулы ДНК элемент А в старой, т. е. родительской, нити может удобно поместиться только против элемента Тв новой, дочерней нити; подобно этому


Рис. 1.1. Схематическое изо-бражение четырех нуклеотид-ных оснований, из которых строится молекула ДНК- А— аденин; Г —тимин; Г —гуанин; Ц — цитозин.

элемент Г может комбинироваться только с элементом Д. Если мы напишем в строчку произвольные комбинации четырех букв Л, Т, Г, Ц, то принцип комбинирования пар А Т и Г Ц дает нам определенные однозначные указания о том, как должна быть написана вторая строчка:

ТАЦГААЦТТАТЦГЦАА
АТГЦТТГААТАГЦГТТ

Такие «строчки» в молекулах ДНК. содержат до 106 элементов, а для клетки столь сложного организма, как человеческий,— может быть, до 109 элементов. По своему характеру физические законы и теоретические соображения, приведенные в этих примерах (рис. 1.2—1.6), отличаются от непосредственных результатов экспериментальных наблюдений. Законы, обобщающие наиболее существенные черты большого числа наблюдений, дают нам возможность успешно делать некоторые прогнозы, ограниченные на практике сложностью изучаемых систем. Часто физические законы наводят на мысль о постановке новых, и притом необычных, опытов. Хотя эти законы можно сформулировать в компактном виде *), их применение иногда требует длительного математического анализа и кропотливых вычислений.


Рис. 1.2. Нуклеотиды соединяются с группами сахара С, которые в свою очередь связываются между собой фосфатными группами Ф, образуя цепь.


Рис. 1.3. Целая молекула ДНК состоит из двойной цепи в формеспирали. Две одиночные цени соединяются водородными связями между группами аденина и тимина или между группами гуанина и цитозина.


Рис. 1.4. Вся генетическая информация в клетке заключена в том порядке, в котором чередуются нуклеотидные основания.


Рис. 1.5. Когда происходит деление клетки, каждая молекула ДНК расщепляется на две отдельные цепи.


Рис. 1.6. Каждая отдельная цепь формирует свое дополнение из имеющегося в клетке вещества, так что образуются две совершенно новые молекулы ДНК.

У основных физических законов есть такая особенность: те законы, смысл которых мы уже вполне понимаем, отличаются замечательным изяществом и простотой **). Это утверждение вовсе не означает, что все физики должны перестать исследовать сложные явления. Напротив, физические законы как правило, были открыты в итоге кропотливой и искусной экспериментальной работы. Сказанное выше означает только, что эстетические достоинства уже извест­ных физических законов определяют наши ожидания в отношении формы еще неоткрытых законов.

Мы были бы весьма удивлены, если бы в будущем были открыты новые принципиальные положения физической теории, которые были бы неуклюжими и нескладными высказываниями потому или иному признаку. Мы имеем обыкновение называть гипотезу привлекательной, если она выделяется по простоте и изяществу из бесчисленного множества кажущихся разумными, но неверных теорий.

В этом курсе мы постараемся, сформулировать ряд физических законов таким образом, чтобы подчеркнуть их простоту и изящество.

В ходе изложения мы попытаемся также дать почувствовать «вкус» Хорошей экспериментальной физики, хотя это очень трудно сделать в учебнике. Естественным местом для занятий экспериментальной физикой является не читальный зал, а исследовательская лаборатория.



*) Термин вид можно приблизительно определить так: два множества особей относятся к различным видам, если между ними можно найти какие-либо поддающиеся описанию различия (или различие) и если они не скрещиваются в природных условиях. На нашей планете описаны и получили наименования более 106 биологических видов.



*) Первая фраза в аннотации на обороте суперобложки книги Р. Фейнмана «Теория фундаментальных процессов» (R. Feynman, Theory of Fundamental Processes, New York, 1961) гласит: «Эти лекции охватят всю физику».

**) Выдающийся физик-теоретик Дирак писал: «По-видимому, если ученый исходит из стремления достигнуть изящества своих уравнений и если он действительно обладает ясной интуицией, то этот человек находится на верном пути к успеху» (P. A. M. D i r а с, Sci. American ,208, 45 (1963)).
Однако, за исключением таких величайших умов нашего времени, как Эйнштейн или Дирак и дюжина других, большинство физиков считает, что материальный мир устроен слишком сложно, чтобы оправдывались такие дерзкие обобщения. Для тысяч простых смертных этот метод не всегда применим, так как «ясная интуиция» неравномерно распределена между людьми.