§ 39. Фундаментальні взаємодії в природі. Межі застосування фізичних законів і теорій. Фундаментальний характерзаконів збереження


1. Наведіть приклади об’єктів кожного зі структурних рівнів Всесвіту.

Структурні рівні Всесвіту: мікросвіт (електрон, протон, нейтрон, а-частинка), макросвіт (мураха, людина, синій кит, піраміда Хеопса), мегасвіт (Полярна зірка, Мала Магелланова Хмара, Галактика М31 у сузір’ї Андромеди).

2. Яка теорія переважно описує мікросвіт? макросвіт? мегасвіт?

Кожний структурний рівень Всесвіту описується власною фізичною теорією. Так, рух і взаємодію об’єктів мікросвіту насамперед описує квантова механіка. У макросвіті панує класична механіка, в основу якої покладено закони механіки Ньютона. Мегасвіт - це передусім об’єкт релятивістської механіки, яка базується на теорії відносності А. Ейнштейна.

3. Чому кожна фізична теорія має межі застосування?

Оскільки під час створення фізичної теорії фізики використовують фізичні моделі, основні риси яких визначено з урахуванням відомих на певний час знань, то кожна фізична теорія має межі застосування. З появою нових знань створюється нова теорія, яка зазвичай містить попередню теорію як складову.

4. Які фундаментальні взаємодії визнаєте? Наведіть приклади їх проявів.

Усі фізичні явища та існування об’єктів Всесвіту можна пояснити на основі чотирьох видів взаємодій: гравітаційної (утворення та існування планет, зіркових планетних систем, галактик тощо), електромагнітної (утворення та існування атомів, молекул, фізичних тіл; утворення радіосигналів, нервових імпульсів тощо), сильної («відповідає за стійкість атомних ядер) та слабкої (світіння зір).

5. З якою властивістю простору або часу пов’язаний закон збереження і перетворення енергії? закон збереження імпульсу?

Закон збереження енергії є наслідком симетрії відносно зсуву в часі (однорідності часу); закон збереження імпульсу є наслідком симетрії відносно перенесення в просторі (однорідності простору).

6. Які існують види енергії?

Види енергії в природі: механічна, внутрішня (теплова, хімічна, ядерна), електромагнітна (електрична, магнітна, випромінювання).

7. Наведіть приклади проявів закону збереження та перетворення енергії.

Перетворення сонячної енергії: ядерна енергія, яка вивільняється на Сонці в ході термоядерної реакції, перетворюється на енергію випромінювання; потрапляючи на зелене листя рослин, ця енергія поглинається хлорофілом і перетворюється на хімічну енергію поживних речовин; споживаючи хімічну енергію, збережену рослинами (їжу), організм людини перетворює її на хімічну енергію клітин; хімічна енергія, запасена, наприклад, у м’язах людини, перетворюється на механічну енергію (кінетичну енергію руху).