1. У чомусуть наукового методу пізнання?
Сутність науковогопізнання полягає в розумінні дійсності в її минулому, сьогоденні імайбутньому, у вірогідному узагальненні фактів, у тому, що за випадковим воно знаходитьнеобхідне, закономірне, за одиничним - загальне, іна цій основі здійснює передбачення різних явищ, а потім іконстатація наукового факту.
Науковепізнання відрізняється від буденного системністю та послідовністю як впроцесі пошуку нових знань, так і при упорядкуванні всього знайденого,готівкового знання. Наукове пізнання виросло з пізнання повсякденного, але вНині ці дві форми пізнання досить далеко відстоять один від одного.Наука орієнтована в кінцевому рахунку на пізнання сутності предметів іпроцесів, що зовсім не властиво буденного пізнання. Наукове пізнаннявимагає вироблення особливих мов науки. На відміну від буденного пізнання науковевиробляє свої методи і форми, свій інструментарій дослідження. Длянаукового пізнання характерна планомірність, системність, логічнаорганізованість, обгрунтованість результатів дослідження. Нарешті, відмінні внауці і повсякденному пізнанні й способи обгрунтування істинності знань.
2. Якімалі відстані людина зуміла оцінити, і яким чином отримав про них уявлення?Де стають істотними пізнання про малий? Які розміри живих організмів?
Якщодивитися історично, то все почалося з винаходу лінзи, розшириламожливості людського ока. Однак ще у стародавніх греків було уявленняпро атомах (а-не, томос - розсікати - частинка, не розсікаючий простір, нещо має розмірів). У цьому сенсі стародавні греки були близькі до сучасногорозумінню елементарних частинок. Винахід оптичного мікроскопа зробилореволюцію. Стало зрозумілим, що в мікросвіті все зовсім інакше, ніж вмакросвіті.
Зазвичайколи говорять про самих малих відстанях, говорять про електронних мікроскопах,проте навіть найкращі електронні мікроскопи в режимі 30кВ (з такою енергієючастинок можна розглядати тільки стійкі неорганічні структури) даєдозвіл не більше 3нм. Органічні структури, заморожені в рідкому азотіможна розглядати в режимі 1кВ і менш з дозволом не більш 15Нм. Однак,існують методи, які дозволяють по багатьом електронним знімкам створити тривимірнімоделі структур навіть з великою роздільною здатністю, ніж дозволяє мікроскоп. Однак,для цього потрібні неймовірно потужні кластерні суперкомп'ютери.
Требасказати, що розміри окремих атомів або молекул можна назвати лише умовно,тому що вони є польовими структурами і як би розмиті в просторі.Тому ці розміри є умовними і позначають, наприклад, областьпростору, в якій зосереджений якийсь відсоток енергії частинки.
Однак,оцінки розмірів елементарних частинок виробляються іншими методами. зазвичайзастосовується метод розсіювання однієї частинки на інший. Тобто, розганяють пучокодних частинок і направляють їх на інші. При цьому частинки стикаються івідхиляються від свого первісного курсу. І в залежності від розподілучастинок по кутах і кількістю провзаємодіяти частинок можна оцінитирозміри частинки. На сьогоднішній день найбільш точні оцінки розмірів не перевищують10 ^-18м (десять у мінус 18-го ступеня метра).
Так самоіснує так звана фундаментальна довжина. При відстанях менших цієїдовжини саме поняття "відстань" втрачає сенс. Зараз більшістьфізиків схиляються до того, що ця довжина дорівнює гравітаційної планковскиедовжині, тобто 10 ^-33м. Проте, до цих пір це не доведено і єальтернативні думки. Саме існування цієї довжини пов'язано з уявленнямипро нелокальності простору-часу, тобто, грубо кажучи, одна частинка можезнаходитися в двох місцях одночасно.
Вжезрозуміло, що уявлення про малих відстанях стають істотними вгалузі вивчення окремих клітин живого, органічних і неорганічнихмолекул, атомів. Практичне значення знань про малих об'єктах фізичного світувеличезно. Практично вся сучасна медицина спирається на мікробіологію ібіоінженерії, які не мисляться без потужних мікроскопів та оцінки малихвідстаней. Сумно, що пізнання про малих відстанях використовувалися длястворення ядерних і термоядерних бомб. Однак, атомна енергетика - цеенергетика сьогоднішнього дня, а термоядерна - денний майбутнього. Сучасні комп'ютеритак само неможливі без оцінки малих відстаней, тому як сучаснімікропроцесори виробляються по 15Нм технології.
3. Атом длянаочності представляють як майже порожній простір, в центрі якогознаходиться декілька крихітних субатомних частинок, що утворюють ядро, оточенеелектронами. Діаметр такої субатомної частки дуже грубо оцінюється в 10-13см; 10000000000000 (1013) таких частинок, збудованих в ряд, могли б поміститисяв 1 см. Ці частинки носять назви В«протониВ» і В«нейтрониВ». Діаметр ядра дорівнюєприблизно 10-12 см. Наступний стрибок в шкалі розмірів - атом; його розмірискладають 1 Г… (ангстрем) = 10-8 см, тобто атом приблизно в 100 тис. разівбільше протона. Атоми можуть об'єднуватися в молекули, які, групуючись,здатні заповнити будь-який обсяг: посудина з газом, кристал, краплю рідини абоцілий океан. Товщина сторінки книги - кілька мільйонів атомів.
Довжина хвилівидимого світла лежить в інтервалі 4 О‡ 10-5 - 7,2 О‡ 10-5 см. Томучастинки більшого розміру можна спостерігати в оптичний мікроскоп. Для спостереженнябільш дрібних об'єктів використовують електронні мікроскопи, оскільки електронивисокої енергії володіють значно меншою довжиною хвилі. Бактерії, найдрібнішіживі організми, мають мікроскопічні розміри. Віруси, що паразитують наклітинах живих організмів, значно менше бактерій і тому невидимі взвичайний мікроскоп. Всі спостережувані живі
3. Якийпроцес називають хвильовим? Дайте визначення подовжнім і поперечним хвилям.Сформулюйте принцип суперпозиції хвиль
Хвильовим процесом називається будь-яка зміна (обурення)стану суцільного середовища, що поширюється з кінцевою швидкістю і несучийенергію.
Хвилі, в яких коливання відбуваються вздовж напрямку їх поширення,називаються поздовжніми хвилями.
Хвилі, уяких коливання відбуваються перпендикулярно напрямку їх поширення,називаються поперечними хвилями.
Принципсуперпозиції (накладення) хвиль полягає в наступному: в лінійних середовищах хвиліпоширюються незалежно одна від одної, тобто хвиля не змінює властивостісередовища, і інша хвиля поширюється так, ніби першої хвилі немає. Цедозволяє обчислювати підсумкову хвилю як суму всіх хвиль, що поширюються вданому середовищі.
Прискладення двох або більше синусоїдальних хвиль результуюча хвиля в загальному випадкувже не буде синусоїдальної .
пpинципсупеpпозіціі хвиль свідчить, що хвилі від pазличного джерел не взаємодіютьдруг з дpугих і що складне хвильове поле від двох або більшої кількості джерелзнаходиться шляхом геометpіческого складання хвиль від окремих джерел, тобто
Цедуже важливий пpинцип. Він дозволяє не тільки складати хвилі, але іpаскладивать їх, напpимеp, на незалежні синусоїдальні хвилі. Це означає,що будь-яку хвилю, тобто хвилю пpоізвольного пpофіль, завжди можна пpедставить яксуму синусоїдальних хвиль з pазличного амплітудами, з pазличного фазовимискоpость, з pазличного частотами і з pазличного початковими фазами. (До речі,аpгументов синуса повністю опpеделяет вектоp Е пpи умови, якщо відома йогоамплітуда. Тому аpгументов синуса в уpавненіі синусоїдальної хвилі називаютьфазою синусоїдальної хвилі. Таким обpазом, пpоізвольную (навіть не обов'язковоплоску) хвилю завжди можна пpедставить у вигляді суми плоских хвиль, що рухаються вpазличного напpавлениям і мають pазного частоти. Цією можливістю pазложеніяхвиль шиpоко користуються у всій теоpии електpомагнітних хвиль, зокрема воптиці.
4. Якітипи взаємодії відносяться до дальнодії? Як змінюється їх величина звідстанню? Наведіть приклади
Електромагнітнеі гравітаційне взаємодії є дальнодействующимі. Гравітаційні електромагнітні взаємодії-дальнодействующіх(Т.е їх дія помітно на великих в...
