II. Электромагнитная картина мира (сложилась в середине 19 века, в основе – электродинамика Фарадея и Максвелла).

Основные черты ЭМКМ:

Ø Материя состоит из электрически заряженных частиц вещества (атомы, молекулы – они непроницаемы), которые взаимодействуют друг с другом посредством электро-магнитного поля (проницаемо) (полевая, континуальная (непрерывная) модель реальности).

Ø Движение – распространение колебаний в поле; описывается законами электродинамики.

Ø Тела взаимодействуют по принципу близкодействия – взаимодействие передается полем от точки к точке непрерывно и с конечной скоростью.

Ø Пространство и время относительны – они несамостоятельны и зависимы от материи, т.к. они связаны с процессами, происходящими в поле (поле – абсолютно непрерывная материя → пустого пространства просто нет).

Ø Представление о человеке – не изменилось. Появление человека – это только каприз природы.

Новая картина мира объяснила большой круг явлений, непонятных с точки зрения МКМ; глубже показала материальное единство мира, т.к. электричество и магнетизм объяснялись на основе одних и тех же законов.

Однако с конца 19 в. обнаруживалось все больше противоречий, которые не могла объяснить и ЭМКМ – это открытия, опровергающие представление об атомах как о неделимых частицах:

· открытие электрона (Томсон, 1895);

· открытие ядра (Резерфорд);

· открытие радиоактивности – способности атомов одних элементов превращаться в атомы других элементов (Беккерель).

Майкл Фараде́й (англ. Michael Faraday, 22 сентября 1791, Лондон — 25 августа 1867, Лондон) — английский физик-экспериментатор и химик. Член Лондонского королевского общества (1824) и множества других научных организаций, в том числе иностранный почётный член Петербургской академии наук (1830).

Открыл электромагнитную индукцию, лежащую в основе современного промышленного производства электричества и многих его применений. Создал первую модель электродвигателя. Среди других его открытий — первый трансформатор, химическое действие тока, законы электролиза, действие магнитного поля на свет, диамагнетизм. Первым предсказал электромагнитные волны^[1]. Фарадей ввёл в научный обиход термины ион, катод, анод, электролит, диэлектрик, диамагнетизм, парамагнетизм и др.^[2]

Фарадей — основоположник учения об электромагнитном поле^[1], которое затем математически оформил и развил Максвелл. Основной идейный вклад Фарадея в физику электромагнитных явлений заключался в отказе от ньютонова принципа дальнодействия и во введении понятия физического поля — непрерывной области пространства, сплошь заполненной силовыми линиями и взаимодействующей с веществом^[3].

Ге́нрих Ру́дольф Герц (нем. Heinrich Rudolf Hertz; 22 февраля 1857, Гамбург — 1 января 1894, Бонн) — немецкий физик.

Окончил Берлинский университет, где его учителями были Герман фон Гельмгольц и Густав Кирхгоф. С 1885 по 1889 гг. был профессором физики Университета в Карлсруэ. С 1889 года — профессор физики университета в Бонне.

Основное достижение — экспериментальное подтверждение электромагнитной теории света Джеймса Максвелла. Герц доказал существование электромагнитных волн. Он подробно исследовал отражение, интерференцию, дифракцию и поляризацию электромагнитных волн, доказал, что скорость их распространения совпадает со скоростью распространения света, и что свет представляет собой не что иное, как разновидность электромагнитных волн. Он построил электродинамику движущихся тел, исходя из гипотезы о том, что эфир увлекается движущимися телами. Однако его теория электродинамики не подтвердилась опытами и позднее уступила место электронной теории Хендрика Лоренца. Результаты, полученные Герцем, легли в основу создания радио.

В 1886—87 гг. Герц впервые наблюдал и дал описание внешнего фотоэффекта. Герц разрабатывал теорию резонансного контура, изучал свойства катодных лучей, исследовал влияние ультрафиолетовых лучей на электрический разряд. В ряде работ по механике дал теорию удара упругих шаров, рассчитал время соударения и т. д. В книге «Принципы механики» (1894) дал вывод общих теорем механики и её математического аппарата, исходя из единого принципа (принцип Герца).

Именем Герца с 1933 года называется единица измерения частоты Герц, которая входит в международную метрическую систему единиц СИ.

Лоренс Стерн (англ. Laurence Sterne, 24 ноября 1713, Клонмел, Ирландия — 18 марта 1768, Лондон) — английский писатель XVIII века. Широко известны его романы «Жизнь и мнения Тристрама Шенди, джентльмена» и «Сентиментальное путешествие по Франции и Италии». Будучи священником, он также опубликовал многочисленные проповеди, принимал участие в местной политической жизни.

Джеймс Клерк Ма́ксвелл (англ. James Clerk Maxwell; 13 июня 1831, Эдинбург, Шотландия — 5 ноября 1879, Кембридж, Англия) — британский физик, математик и механик. Шотландец по происхождению. Член Лондонского королевского общества (1861). Максвелл заложил основы современной классической электродинамики (уравнения Максвелла), ввёл в физику понятия тока смещения и электромагнитного поля, получил ряд следствий из своей теории (предсказание электромагнитных волн, электромагнитная природа света, давление света и другие). Один из основателей кинетической теории газов (установил распределение молекул газа по скоростям). Одним из первых ввёл в физику статистические представления, показал статистическую природу второго начала термодинамики («демон Максвелла»), получил ряд важных результатов в молекулярной физике и термодинамике (термодинамические соотношения Максвелла, правило Максвелла для фазового перехода жидкость — газ и другие). Пионер количественной теории цветов; автор принципа цветной фотографии. Среди других работ Максвелла — исследования по механике (фотоупругость, теорема Максвелла в теории упругости, работы в области теории устойчивости движения, анализ устойчивости колец Сатурна), оптике, математике. Он подготовил к публикации рукописи работ Генри Кавендиша, много внимания уделял популяризации науки, сконструировал ряд научных приборов.

Ни́кола Те́сла (серб. Никола Тесла; 10 июля 1856, Смилян, Австрийская империя, ныне в Хорватии — 7 января 1943, Нью-Йорк, США) — изобретатель в области электротехники и радиотехники, инженер, физик. Родился и вырос в Австро-Венгрии, в последующие годы в основном работал во Франции и США. В 1891 году получил американское гражданство^[3].

Широко известен благодаря своему вкладу в создание устройств, работающих на переменном токе, многофазных систем и электродвигателя, позволивших совершить так называемый второй этап промышленной революции.

Также он известен как сторонник существования эфира: известны многочисленные его опыты и эксперименты, имевшие целью показать наличие эфира как особой формы материи, поддающейся использованию в технике.

Именем Н. Теслы названа единица измерения плотности магнитного потока (магнитной индукции). Среди многих наград учёного — медали Э. Крессона, Дж. Скотта, Т. Эдисона

Билет.

Датой открытия электрона считается 1897 год, когда Томсоном был поставлен эксперимент по изучению катодных лучей. Первые снимки треков отдельных электронов были получены Чарльзом Вильсоном при помощи созданной им туманной камеры.

Планетарная модель атома, или модель Резерфорда — историческая модель строения атома, которую предложил Эрнест Резерфорд в результате эксперимента с рассеиванием альфа-частиц. По этой модели атом состоит из небольшого положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, вокруг которого движутся электроны, — подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца. Планетарная модель атома соответствует современным представлениям о строении атома с учётом того, что движение электронов имеет квантовый характер и не описывается законами классической механики. Исторически планетарная модель Резерфорда пришла на смену «модели сливового пудинга» Джозефа Джона Томсона, которая постулирует, что отрицательно заряженные электроны помещены внутрь положительно заряженного атома.

Беккерель долгое время занимался изучением различных флюоресцирующих веществ, которые под влиянием солнечного освещения начинают излучать свой собственный,характерный для них свет

Сначала Беккерель не сомневался в том, что это и есть рентгеновские лучи. Однако очень скоро он понял, что ошибся. Случилось однажды так,что день, в который он произ­водил свои опыты, был пасмурным, и соль урана почти не флюоресцировала.Полагая, что опыт будет неудачен, он убрал пластинку вместе с двойной сернокислой солью урана-калия в шкаф,где она и пролежала несколько дней.Перед новым опытом, не будучи уверенным в пригодности этой пластинки,он её проявил.К своему удивлению,он обнаружил на; пластинке потемнение,представляющее отпечаток соли,причём интенсивность отпечатка была необыкновенно сильной. Между тем в тёмном шкафу соль не флюоресцировала.Следо­вательно,дело было вовсе не в флюоресценции:что-то дейст­вовало на пластинку и без неё.

Было очевидно, что Беккерель столкнулся с какими-то новыми лучами. Очень скоро удалось установить,что эти лучи обязаны своим возникновением урану.Только те из флюоресцирующих веществ, в состав которых входил уран, действовали на фотографическую пластинку. На фотопла­стинку действовали любые соли урана. Однако сильнее всего действовал сам уран.

Испытание вещества производится просто. Заряжают электроскоп- прибор, позволяющий измерять электрические заряды.Когда электроскоп заряжают, листочки его, прикреп­лённые к металлическому стержню, отталкиваются друг от друга и расходятся на некоторый угол, тем больший,чем больший заряд получает электроскоп.В таком положении листочки будут находиться до тех пор, пока на стерженьке электроскопа будет сохраняться заряд. Заряд же будет со­храняться лишь в том случае,если листочки будут хорошо изолированы от корпуса электроскопа.Воздух, как известно, является хорошим изолятором, поэтому обычно листочки, отошедшие друг от друга,довольно долго сохраняют своё положение. Стоит, однако, ^внести в электроскоп немного урана или его солей,как он быстро разрядится, листочки спадут и соединятся друг с другом.Так, в течение буквально двух-трёх минут можно установить,излучает ли испытуемое вещество лучи Беккереля или нет (следует отметить, что этот простой способ обнаружения веществ, излучающих лучи Беккереля,находит себе применение и поныне).

Продолжая свои поиски,Кюри натолкнулась на удиви­тельный факт. Оказалось,что урановая смоляная обманка- руда, из которой добывают металлический уран, испускает беккерелевы лучи с гораздо большей интенсивностью,чем чистый уран. Стало ясно, что в смоляной обманке находится в виде примеси какое-то новое вещество,способное испускать лучи Беккереля с очень большой интенсивностью,ибо малая примесь этого вещества,ускользавшая от внимания химиков, излучала сильнее, чем уран, которого в руде было несрав­нимо больше. Долгим и упорным трудом Марии Кюри,ра­ботавшей вместе со своим мужем Пьером Кюри, удалось выделить два новых вещества- носителей беккерелевского излучения. Всем веществам,способным излучать лучи Беккереля,Мария Кюри дала общее название-радиоактивные(что значит способные испускать лучи), а само явление - испускание этих лучей -получило название радиоактивности.В даль­нейшем и сами лучи,открытые Беккерелем,стали называть радиоактивными лучами.

Два новых вещества, открытых Кюри, не находились в списке ранее известных элементов (уран и торий были извест­ны задолго до открытия Беккереля).Это были новые элементы. Один из них был назван полонием (в честь Польши- родины Марии Склодовской-Кюри).Другой радиоактивный элемент, сходный по химическим свойствам с барием, назвали радием.

Открытие радия было великим делом.По своему значению его можно смело поставить в один ряд с открытием лучей Беккереля или Рентгена.Интенсивность излучения радия ока­залась в миллион раз больше интенсивности лучей урана.Это количественное различие привело к громадным последствиям.Благодаря силе радиевого излучения удалось подметить целый ряд новых свойств радиоактивных лучей, а некоторые из них нашли себе вскоре и практическое применение.

Дата добавления: 2015-08-05