Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 7 клас. Повні уроки>>Фізика: Навколишнiй свiт, у якому ми живемо. Мiкро-, макро- i мегасвiти. Простiр i час. Послiдовнiсть, тривалiсть i перiодичнiсть подiй.

Всесвіт й її масштаби.

В фізиці вивчається будова матерії на перших структурних рівнях і вихідні найпростіші форми її руху у всьому Всесвіті, починаючи від елементарних часток (розміри порядку 10^-15 - 10^-18 м) і кінчаючи величезними зоряними островами - галактиками (розмірами порядку 10²² м). Наочне подання про доступний спостереженню й вивченню в цей час області Всесвіту дає шкала розмірів об'єктів.

Зсув по цій шкалі на один розподіл вправо відповідає збільшенню розмірів (даних у метрах) в 10 разів. Структура основних фізичних об'єктів показана в таблиці .

Ми почнемо наш шлях від зовнішніх границь нашому Всесвіту. Адже мир - єдиний. Його об'єкти повторюють структуру один одного, але до відомої межі... Коли зміна розмірів приводить до нової якості.

Так у Мегамире еталон довжини - галактика, світловий рік.

Умакросвіті - людин і звична одиниця - метр.

У мікросвіті - атом й нанометр.

До фундаментальних понять, якими філософи займалися із древніх часів, ставляться простір і час.
Що ж такий час? У словнику Брокгауза порозумівається, що час є «послідовність подій, що виявляється з минулого, сьогодення й майбутнього, з виникнення й зникнення речей.» Це, так сказати, загальноприйняте, повсякденне подання, що однак сутність і причини часу не пояснює. Що ж говорять філософія або інші науки про сутності часу?
Філософи досліджують час у з'єднанні із простором і багато сперечаються про те,  чи об'єктивні ці поняття, інакше кажучи,  чи існують вони взагалі незалежно від сприйняття людини, або вони є продуктом його уяви? Для Демокрита простір був порожнечею, у якій рухаються атоми, а цей рух може відбуватися тільки в часі. Аристотель уявляв собі час як «число руху», для нього час не міг існувати без душі, тому що лише душу може вважати. Для Галилео Галилея й Исаака Ньютона простір був нескінченно а час тік рівномірно й теж нескінченно. Всі зміни у світі поширювалися нескінченно швидко у всьому Всесвіті.
Для сьогоднішніх філософів-матеріалістів проблема «простір-час» вирішується дуже просто. «У світі не існує нічого крім матерії, що рухається, і ця матерія, що рухається, не може рухатися інакше як у просторі й у часі » (Ленін). Але що таке матерія, як вона виникла й чому вона рухається? Альберт Эйнштейн винайшов «просторово-часовий континуум» (лат. континуум – єдність) і затверджував, що час і маса тіл залежать від їхньої швидкості. Коли тіло досягає швидкості світла, його час зупиняється, а маса стає нескінченно великою. Після Эйнштейна були початі нові спроби зрозуміти суть часу (А. П. Левич, Б. В. Гнеденко, Н. А. Козирєв). Уважається , що час .необратимо, тобто всякий матеріальний процес розвивається в одному напрямку - від минулого до майбутнього.
а) Визначення часу
Нехай у нас є дві події - А и Б. Будемо говорити, що Б відбулося пізніше А, якщо Б відбулося внаслідок А. Таким чином, всі події можна вибудувати в один ланцюжок так, щоб кожне передувало всім своїм наслідкам (можливо, не єдиним способом - це пов'язане з відносністю одночасності й виходить за рамки теми). У ланцюжку, що вийшов, події можна перенумерувати, і число, зіставлене події А, назвати часом події А. Так певний час задає лише послідовність подій - за часом двох подій можна встановити, яке з них відбулося раніше й тому могло бути причиною іншого. (Більше рання подія може й не бути причиною більше пізнього, але воно із упевненістю не є його наслідком.) Сам спосіб зіставлення числа події вибирається довільно - як ми побачимо, протягом історії цей спосіб багато разів мінявся.
б) Вимір часу
Легше всього вимірювати час - тобто зіставляти подіям чисельне значення часу - за допомогою когось періодичного процесу, взявши за основу те, що кожен період його забирає рівний час. Безумовно, на шкалі часу, обраної по якомусь одному періодичному події, якесь інше може відбуватися нерівномірно, і один його період буде займати більше часу, чим інший. Інакше кажучи, не всі шкали часу рівноправні - якісь із них, у яких більше число періодичних процесів відбувається рівномірно, у силу цього зручніше в застосуванні. Протягом історії шкала часу вдосконалювався саме в тім напрямку, щоб найбільш важливі для науки періодичні процеси відбувалися рівномірно. Далі всюди сучасна шкала часу буде вважатися абсолютно точної - не тому, що її неможливо вдосконалити, а для зручності викладу.
в) Астрономічний час
Найпростіший для спостереження періодичний процес - обертання Землі й пов'язана із цим зміна дня й ночі. У древньому Римі для виміру часу були обрані контрольні крапки світанку й заходу, прийняті за 0 й 12 годин відповідно. Недосконалість цієї схеми очевидно: узимку дні коротше, ніж улітку, і тому в одна година в червні можна встигнути зробити істотно більше, ніж в одна година в грудні. Тому наступним кроком в удосконалюванні виміру часу по сонцю було використання видимого сонячного часу, коли полудень - час найвищого положення сонця над обрієм - прийнято за 12 годин, а інтервал між напівднями - видимий сонячний день - поділений на 24 години.
Простір - якийсь безагрегатний стан речовини, тобто потенційна речовина. Простір - це те, із чого складається все. Це та “рідина”, при “замерзанні” якої, утворяться сніжинки різних розмірів, структури й конфігурації - тобто речовина.Але рідина “ простір” - рідина особлива й незвичайна. На відміну від води, що складає з молекул, атомів і т.д.- простір недискретно, тобто не має дискретної структури. Внаслідок чого, будь-який обсяг простору можна розділити на нескінченно велику кількість менших обсягів, при цьому ми ніколи не одержимо той, абсолютно малий, кінцевий, фундаментальний обсяг або фундаментальну довжину.