Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник






Речовина і поле – складові єдиного матеріального світу.

БІОСФЕРА І ФІЗИЧНІ ПОЛЯ

 

Біосфера Землі, у тому числі і людина, розвивалися й існують під постійною дією потоків електромагнітних хвиль і іонізуючих випромінювань. Природний радіоактивний фон і фон електромагнітних випромінювань є сферою нашого існування, невід'ємною частиною й умовою розвитку життя.

Космічні події, зміни сонячної активності, порушення магнітосфери й іоносфери Землі можуть впливати на життєві процеси всіх біологічних об'єктів нашої планети.

Вивчення впливу фізичних полів навколишнього світу на біосферу є однією з найважливіших задач біофізики. Прогрес у цій області науки тісно зв'язаний із проблемами розвитку цивілізації, екологічного стану Землі й існування людства.

З іншого боку, сама людина є джерелом акустичних і електромагнітних полів. Ці поля називаються власними фізичними полями людини. До них відносяться акустичні, електричні і магнітні поля, електромагнітні хвилі в радіо-інфрачервоному і видимому діапазонах. Вивчення власних фізичних полів людини дозволяє глибше розуміти процеси, що відбуваються в організмі, і використовувати ці поля в діагностичних цілях.

На сучасному рівні розвитку науки відомі два види матерії: речовина і поле. До речовини відносяться форми матерії, що складаються з елементарних часток (протонів, електронів, нейтронів і ін.), з яких складаються атоми і молекули і, у кінцевому рахунку, усі навколишні тіла. Речовині властива наявність маси спокою. Поле - форма матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія між частками речовини або тілами. Полю властиві безперервність у просторі і відсутність маси спокою.

Поле і речовина нерозривно зв'язані між собою, утворюють єдину матерію нашого світу.

Найважливішою універсальною властивістю матерії є корпускулярно-хвильовий дуалізм. Усім мікрооб'єктам властиві одночасно і корпускулярні, і хвильові властивості. Уперше корпускулярно-хвильовий дуалізм був установлений для світла. Досліди по інтерференції, дифракції світла свідчили про його хвильову природу і підтверджували теорію Максвела, що установила, що світло являє собою електромагнітні хвилі.

Електромагнітною (ЕМ) хвилею називається процес поширення в просторі взаємоіндукуючих одне одного змінних електричних і магнітних полів.

Основні положення про ЕМ поле були сформульовані англійським фізиком Максвелом, що об'єднав у рамках єдиної теорії електричні і магнітні явища. Ним було показано, що ЕМ хвилі поширюються в середовищі з кінцевою швидкістю, вектори напруженості електричного поля Ε і магнітного поля Η взаємо-перпендикулярні і фази їхніх коливань однакові. Для плоскої гармонійної ЕМ хвилі, що поширюється в ізотропному середовищі без загасання:

E(x,t) = Еmsin ω (t – x/v),

H(x,t) = Hmsin ω (t – x/v) (11.1)

де E(x,t) - миттєве значення напруженості електричного поля, Εm - її максимальне значення, H(x,t) - миттєве значення напруженості магнітного поля, Ηm - її максимальне значення, ω - циклічна частота; v - швидкість поширення ЕМ хвилі, t - час,
x - координата уздовж напрямку поширення хвилі.

Довжина хвилі l і період коливань Т зв'язані співвідношенням:

λ = v. (11.2)

Довжиною хвилі називається відстань між двома найближчими крапками, коливання величин Ε і Η у яких відбуваються в однаковій фазі. Швидкість поширення ЕМ хвилі у вакуумі (с) є величина постійна:

де ε0 - електрична постійна (ε0 = 8,85×10-12 Φ/м), μ0 - магнітна постійна (μ0 = 4π×107 Гн/м). Швидкість поширення ЕМ хвилі в однорідному ізотропному середовищі, що має відносну діелектричну проникність ε ³ 1 і відносну магнітну проникність μ ³ 1, має вигляд:

(11.4)

З рівняння (11.4) випливає, що швидкість поширення ЕМ хвилі в середовищі (V) завжди менше, ніж у вакуумі (с).

Найважливішою характеристикою хвилі є інтенсивність I - середня кількість енергії Wср, що переноситься хвилею за одиницю часу через одиничну площадку, розташовану перпендикулярно напрямкові поширення хвилі:

(11.5)

Разом з тим Планк показав, що для пояснення закону рівноважного теплового випромінювання необхідно прийняти гіпотезу про дискретний характер випромінювання, думаючи, що енергія випромінювання кратна деякій величині ε, названа ним квантом енергії:

(11.6)

де ν - частота випромінювання, h = 6,62×10-34 Дж×с – постійна Планка.

Надалі працями Ейнштейна і ряду вчених було показано, що ЕМ-випромінювання не тільки випускається, але і поширюється квантами. Так виникло представлення про частки світла фотони, що несуть квант енергії ε і, що рухаються зі швидкістю світла.

Таким чином, було вирішене протиріччя, що виникло ще в 17 сторіччі й утримується у твердженнях, що світло, з одного боку, - це хвиля (Гюйгенс), а з іншого боку - потік «корпускул» (Ньютон). ЕМ випромінювання має дуалізм, тобто одночасно і властивості хвилі (11.1), і властивості потоку часток (11.6). Корпускулярно-хвильовий дуалізм властивий і іншим мікрочастинкам, наприклад електронам, нейтронам.

Один вид матерії може перетворюватися в інший і назад. Так відома реакція анігіляції (знищення) двох античастинок: електрона і позитрона:

(11.7)

У даній реакції речовина - електрон е і позитрон е+ - перетворюються в два кванти електромагнітного поля. У результаті цієї реакції можуть утворюватися два гамма-кванти, що мають енергію не менш 0,51 МеВ кожний.

Відомо і зворотне перетворення - реакція народження пари:

(11.8)

При цій реакції гамма-фотон високої енергії (більш 1,2 МеВ) при взаємодії з електричним полем ядра атома перетворюється в дві частинки: електрон і позитрон. Таким чином, кванти електромагнітного поля перетворюються в речовину. Реакції анігіляції і народження пар являють приклад переходу одного виду матерії в інший і назад.

 


Читайте також:

  1. Cплата єдиного соціального внеску - 2013
  2. Бізнес-план підприємства: сутність та складові
  3. Біосфера, її складові, взаємозв’язок між ними.
  4. Бюджет як економічна категорія та його складові
  5. Бюджетний процес, його поняття і складові етапи
  6. В орбіті кочового світу. Полтавщина, як частина Дешт-і-Кипчака.
  7. В українському інформаційному просторі аналітична журналістика також повинна відіграти вже зараз видатну роль: збудувати духовну будівлю українського національного світу.
  8. Введення обліку та подання звітності платниками єдиного податку
  9. Введення обліку та подання звітності платниками єдиного податку
  10. Взаємодія металів з простими та складними речовинами.
  11. Види соціальних послуг, пільг і матеріального забезпечення, що надаються населенню в Україні
  12. Виділяють класичну наукову картину світу, і некласичну (сучасну) наукову картину світу.




Переглядів: 611

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Інформація. Інформаційні потоки в живих системах | Взаємодія електромагнітних випромінювань з речовиною

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.002 сек.