Макромир

I видимому, Л. Больцман. Тем не менее, большинство моделей этих систем детерминистские по своей сути. Другой недостаток, препятствующий моделированию сложных систем - стремление к описанию их на уровне взаимодействия элементарных частей системы. В сложных системах процессы являются стохастическими. Детерминированность таких систем кажущаяся. Квантовая теория изменила представления об атомах и молекулах. Одно из крупнейших достижений физики и химии XX века - теория гибридизации Л. Полинга, обычно понимается довольно узко как образование сложных электронных оболочек, хотя истинный смысл этой теории в том, что реальный атом в молекуле и изолированный атом таблицы Менделеева - разные вещества. То же относится к молекулам молекула в почве, лаборатории и организме - разные объекты. Состояние вещества зависит от среды. Природные геохимические и биогеохимические системы - почвы, нефти, водные биоценозы состоят из бесконечного числа компонентов. В природе нет и не может быть абсолютно чистого вещества. Понятие чистого вещества противоречит понятию памяти сред. В дальнейшем будет показано непостоянство закона постоянства состава. Кроме того, для таких систем характерны законы квантовой. логики. В конечном счете, это приводит к замыканию макромира таких систем [c.22]

Все же теория Бора была важным этапом в развитии представлений о строении атома как и гипотеза Планка—Эйнштейна о световых квантах (фотонах), она показала, что нельзя автоматически распространять законы природы, справедливые для больших тел — объектов макромира, на ничтожно малые объекты микромира — атомы, электроны, фотоны. Поэтому и возникла задача разработки новой физической теории, пригодной для непротиворечивого описания свойств и поведения объектов микромира. При этом в случае макроскопических тел выводы этой теории должны совпадать с выводами классической механики и электродинамики (так называемый принцип соответствия, выдвинутый Бором). [c.45]

В термодинамике рассматриваются системы (см. 1.9), состоящие из очень большого числа микрочастиц — молекул, атомов, ионов и др. Современная термодинамика использует статистические закономерности, относящиеся к массовым явлениям, коллективам из большого числа взаимосвязанных частиц. Свойства макротел качественно отличаются от свойств микрочастиц. Законы, которым подчиняются явления макромира, взаимодействия макротел друг с другом и окружающей средой, глубоко и качественно отличаются от законов микромира. [c.35]

В настоящее время можно сказать, что первоначальные трудности развития теории строения атома, по-видимому, были связаны с тем, что большинство ученых считали возможным применение законов классической физики без изменения и к атому. Все классические законы были выведены для больших, макроскопических тел, но с другой стороны,. эти законы одинаково описывают движение и Солнца, и планет, и футбольного мяча, и теннисного шарика — так почему бы их не применить и к движению электронов И хотя многие экспериментальные данные показывали неприменимость законов макромира к описанию малых частиц, большинство ученых придерживались законов, казавшихся неопровержимыми. [c.40]

Дискретность отношений в микромире возникает тогда, когда на параметры системы наложены какие-нибудь ограничения. Такую систему будем называть организацией следовательно, дискретность отношений характерна для организаций. Так, например, движение свободного электрона не квантовано, но как только электрон оказывается в поле ядра, т. е. в атоме, движение квантуется и энергия атома уже не может принимать произвольных значений. Отношения организации со средой определяются квантовыми законами, т. е. они дискретны. Аналогичные соображения можно распространить на молекулу, кристалл и т. п. В макромире мы найдем немало примеров дискретных отношений, связывающих разнообразные системы друг с другом или со средой. Маятник, камертон, колебательный контур иллюстрируют дискретность отношений система — среда два связанных одинаковых маятника, передающих поочередно энергию друг другу, показывают, какое значение имеет близость частот колебаний для реализации передачи энергии между системами. [c.5]

Открытие тока смещения заставило Максвелла перенести законы электродинамики, справедливые для макромира (т. е. проводников и их сочетаний конечных размеров), на микромир. Но в представлениях Максвелла микромир вовсе не был миром субатомных размеров. Атомы вообще не играли никакой роли в теории Макс- [c.16]

Световой квант был назван А. Эйнштейном фотоном, и, следовательно, уравнения e = ftv или е=йо) выражают энергию фотона. Таким образом, намечается некоторый синтез волновых и корпус-К лярных идей и вместе с тем обнаруживается тот удивительный дуализм объектов микромира, который не имеет практических аналогий в макромире. Фотон характеризуется волновыми свойствами (частотой), но в то же время он имеет и признаки частицы. Подтверждение этому было получено в 1922 г. в опытах Комптона, исследовавшего взаимодействие квантов рентгеновского излучения (фотонов) с электроном. При столкновении фотона с электроном оба они ведут себя как частицы и их траектории можно рассчитать по законам механики. [c.27]

Перед физикой XX в. возникли две фундаментальные задачи. Первая — это раскрытие законов микромира, а вторая—установление связей между классической и новой физикой. Физика макромира не была отменена, но ее формулировки, как предельные,, следовало выводить из квантово-механических условий. При попытках интерпретировать с новых позиций химические явления обнаружилась еще одна проблема определение условий стабильности и предсказание свойств многоэлектронных систем. Эта проблема представляет не меньшую трудность, чем первые две и, по существу, заключает в себе почти всю химию для ее решения и в наши дни пользуются лишь полуколичественными или чисто качественными методами. [c.31]

Законы, которым подчиняются объекты микромира, существенно отличаются от законов макромира. Двойственность понятий волна и частица, т. е. по существу описание явлений с позиции дискретности или непрерывности, отличается тем, что чем точнее характеризуется объект с точки зрения дискретных представлений (точное задание координат частицы), тем менее точно его описание с волновой точки зрения и, соответственно, обратно. [c.75]

В дальнейшем мы вернемся к вопросу, в какой мере этот принцип может быть распространен и на макромир. [c.97]

Познание электронных оболочек атомов, а вместе с ними и Системы элементов нельзя ограничить геометрической характеристикой, хотя она и была разобрана здесь в первую очередь из-за ее известной наглядности, привычной нам по опыту в макромире. [c.17]

Во всех случаях, когда в микромире имеются стехиометрические отношения, такие же отношения имеются в макромире между количествами веществ (выраженными в молях). Так, например, если химическая реакция протекает согласно уравнению [c.10]

Аналитическая химия — наука о методах качественного распознавания (индентификации) и количественного определения элементарных объектов (атомов, молекул, формульных единиц, ионов), из которых состоят исследуемые объекты макромира (вещества, материалы). Аналитическая химия также разрабатывает и совершенствует методы выяснения структуры (строения) сложных элементарных объектов, например молекул. [c.11]

В ряде случаев в микромире между элементарными объектами имеют место вполне определенные целочисленные соотношения, называемые стехиометрическими отношениями. В макромире те же отношения проявляются как отношения между количествами соответствующих составных частей (компонентов), выраженными в молях. [c.6]

В других случаях возникновение аналитического сигнала связано с явлениями, имеющими место в атомах. В процессах получения сигнала тогда принимают участие внешние электроны свободных атомов (атомно-эмиссионный и атомно-абсорбционный методы), внутренние электроны (рентгеновская спектроскопия) или ядра атомов (радиохимические методы). В таких случаях сигнал несет с собой информацию об атомах (на языке понятий макромира — об элементах). Поэтому подобные методы часто объединяют под общим названием атомного (элементного) анализа. [c.19]

В настоящее время доказано, что любые движущиеся частицы одновременно проявляют корпускулярные и волновые свойства. В макромире при больших массах и малых скоростя.х движения волновая природа вещества остается незаметной. В случае же движения микроскопических частиц (электронов, атомов, молекул), движущихся с большими скоростями, волновая природа становится определяющей. Все сказанное свидетельствует о важности закона сохранения массы энергии, его универсальности, всеобщности и, следовательно, фундаментальности. [c.12]

Как видим, в микромире происходят значительные изменения, в то время как макромир находится в равновесии . [c.45]

Чтобы продемонстрировать влияние операций симметрии на движение, воспользуемся, следуя идее Орчина и Джаффе [13], примером из макромира. Допустим, что существует длинная зеркальная стена и мь[ идем вдоль нее (рис. 4-18,й). Наше зеркальное отражение будет перемещаться вместе с нами с той же скоростью и в том же направлении (его скорость будет равна нашей). Теперь пойдем издали по направлению к зеркалу, перпендикулярно ему. В данном случае наше зеркальное отражение будет перемещаться по-другому величина скорости будет совпадать, а направление окажется противоположным. Как мы, так и наш зеркальный двойник будем двигаться по направлению к плоскости зеркала, и, если мы не остановимся вовремя, произойдет столкновение (рис. 4-18,0). [c.224]

И. Ньютона для макромира, уравнение Шредингера для микромира не может быть строго выведено без введения новых постулатов. Единственным критерием его справедливости, как и других научных постулатов, может быть только совпадение результатов расчетов, полученных с его использованием, с реальным экспериментом. В отличие от законов макромира законы микромира не обладают привычной наглядностью и зачастую трудно сочетаются с физическими представлениями, основанными на повседневном опыте. Поэтому широко распространено мнение, что это уравнение, как и вся концепция квантовой химии, являются просто удобными математическими описаниями реальностей атомного и субатомного мира. [c.79]

Метод ЯМР основан на взаимодействии магнитной компоненты электромагнитного поля с магнитными моментами атомных ядер. Установлено, что некоторые (но не все ) атомные ядра обладают собственным моментом количества движения (спином). В макромире механической моделью ядра можно считать вращающийся шарик, который имеет положительный заряд, распределенный по объему или по поверхности. Его вращение вызовет круговой электрический ток, и, как следствие,-магнитное поле, направленное вдоль оси вращения. Эта простейшая механическая модель позволяет понять, почему все ядра, имеющие спин, обладают магнитными свойствами, которые количественно характеризуются м нитным моментом ядра. Магнитный момент ядра ц и его спин являются коллинеарными векторами в пространстве длины двух векторов связаны соотношением [c.277]

Гиромагнитное отношение является одной из характеристик магнитных свойств ядра. В макромире наиболее близким аналогом ему была бы намагниченность твердого тела, например магнитной стрелки компаса. [c.277]

Размеры всех живых организмов, выраженные в одних единицах, например в ангстремах, располагаются в диапазоне от 10 (самые мелкие вирусы) до 10 А (размеры кита). Если за границу, разделяющую микро- и макромиры, принять предел видимости невооруженным глазом, т.е. приблизительно 10 А, то на основании приведенных значений на долю микромира приходится огромный диапазон величин. [c.23]

Таким образом, спектральные приборы исследуют само излучение как сигнал, посылаемый нам материей и дающий информацию о ее строении, в то время как все остальные оптические приборы предназначаются для исследования свойств, размеров, формы или положения различных физических тел в макромире. Спектральные приборы — инструменты для исследования микромира. [c.12]

ТЕЛО с. Форма пространственного существования вещества в макромире. [c.429]

Размеры и вес молекулы являются наряду с элементарным составом ее важнейшими характеристиками. Молекулярный вес служит зачастую единственным признаком, позволяющим отличить одно вещество от другого. Различия в молекулярном весе играют роль во всех обычных физических методах разделения. Так, высшие члены гомологического ряда имеют, как правило, более высокие температуры плавления и кипения и обладают меньшей растворимостью по сравнению с низшими гомологами. Однако на практике проявляются в первую, очередь другие свойства веществ, такие, как полярность или распределение электронной плотности, которые в основном и определяют их поведение при кристаллизации, перегонке, экстракции, а также очень часто и при хроматографировании различия же в молекулярном весе при этом не столь ощутимы. Отбор по размерам — довольно обычный метод упорядочения в макромире — нашел применение на молекулярном уровне сравнительно недавно. Естественно, при разделении веществ по молекулярному весу другие их свойства также играют определенную роль. [c.11]

При помощи классической механики, объясняющей явления макромира. невозможно истолковать явления микромира классическая механика вошла, однако, в новую механику как частный случай последней [c.418]

Первоисточником энергии на Земле является Солнце. В макромире способностью использовать энергию солнечного света обладают только зеленые растения. Являюсь типичными автотрофами, они синтезируют сложные клеточные вещества из углекислоты. Процесс этот носит название фотосинтеза. Сущность его состоит в переходе поглощенной лучистой энергии в химическую энергию сложных органических молекул. [c.60]

Прп поглощении атомом кванта света один из его внешних (т. е. более удаленных от ядра) электронов как бы удаляется от ядра тем самым увеличивается энергетический запас атома за счет поглощенной световой энергии аналогично тому, как при подъеме камня над землей возрастает его потенциальная энергия на величину совершенной работы. Эта аналогия ограничивается принципиальным различием между закономерностями, присущими микромиру, и томи законами, каким подчиняется макромир так энергия атома не может изменяться непрерывно, а только скачкообразно, на дельте кванты. [c.21]

Вследствие этого планетарная теория атома сменилась новым этапом в развитии учения о строении атомов — так называемой волновой механикой, в которой сохранилось рациональное зерно планетарной теории, но представление об обращении электронов по плоским, круговым или эллиптическим орбитам вокруг ядра было отброшено. Таким образом, законы движения электронов в атоме не аналогичны законам движения небесных тел (законы Кеплера), а находятся по крайней мере в формальной аналогии с законами колебаний струн и выражаются сходными уравнениями. Волновая механика отрицает при этом возможность построения наглядной модели в смысле зрительного образа атома, так как, вступая в мир микропроцессов , мы вступаем в мир явлений, качественно отлетных по своей природе от явлений макромира, [c.55]

Вследствие этого планетарная теория атома сменилась новым этапом в развитии учения о строении атомов — так называемой волновой механикой, в которой сохранилось рациональное зерно планетарной теории, но представление об обращении электронов по плоским, круговым или эллиптическим орбитам вокруг ядра было отброшено. Таким образом, законы движения электронов в атоме не аналогичны законам движения небесных тел (законы Кеплера), а находятся по крайней мере в формальной аналогии с законами колебаний струн и выражаются сходными уравнениями. Волновая механика отрицает при этом возможность построения наглядной модели в смысле зрительного образа атома, так как, вступая в мир микропроцессов, мы вступаем в мир явлений, качественно отличных по своей природе от явлений макромира, о которых мы получаем наглядное представление от наших органов чувств. Однако утрата образного представления о строении атома, как свидетельствуют успехи волновой механики в дальнейшем уточнении теории спектров, в предсказании новых физических и химических явлений, не ставит предела накоплению дальнейших сведений об атоме. [c.82]

Физические законы, установленные при исследовании явлений макромира, т. е. в результате наблюдений над крупными объектами, состоящими из многих миллиардов атомов и молекул, оказались не в состоянии отразить все особенности поведения электронов и ядер в отдельно взятом атоме или молекуле. [c.24]

Введение релаксационного спектра соответствует использованию интерлинга физики — теории колебаний для описания структуры и подвижности в полимерах. Пока мы говорили только, о макромолекуле, но тот же спектрометрический подход пригоден для любых полимерных тел с их сложной иерархией уровней структурной организации. Полезно бросить взгляд в обратном направлении , вернувшись от макромолекул к простым молекулам (детализацией — для упражнения — мы предлагаем заняться самим читателям). Как известно, они тоже располагают своими характеристическими спектрами, которые тоже выявляются при воздействии на них с разной скоростью только теперь это периодические воздействия и вместо времени воздействия мы вводим частоту V, впрочем, в квантуемых системах можно вернуться к импульсу и стрелке действия. При этом выявляется одна совершенно общая характеристика стрелки действия. Все релаксаторы (или осцилляторы — в оптическом диапазоне частот), расположенные в координатах д—х (х=1Н) слеза от стрелки действия, или Ха (см рис. 1.14), реагируют на воздействие неупругим образом, т. е. претерпевают внутреннюю перестройку, изменяют частоту и т. п. С п р а Б а от Тл ответ на воздействие упругий релаксаторы (или осцилляторы) не успевают отреагировать на воздействие в микромире это связано, например, с упругим рассеянием элементарных частиц в макромире, при достаточно больших силах и энергиях воздействия, это приводит к разрушению системы. [c.52]

Объекты макромира, с которыми мы имеем дело в иовседнсвной жизни, состоят из объектов микромира. Так, паиример, крис/ алл сахарозы состоит из молекул этого вещества, кристалл хлорида натрия — из ионов натрия и хлорид-иоиов. В последнем случае на один ион натрия всегда приходится один хлорид-ион, поэтому можно пользоваться формульной единицей ЫаС1 и сказать, что кристалл хлорида натрия состоит из таких формульных единиц. Поток света состоит из отдельных фотонов, а энтальпия при взаимодействии макроколичеств веществ—из энтальпии отдельных актов взаимодействия атомов, молекул, ионов. [c.9]

По данным табл. 1 видно, что возникновение аналитического сигнала может быть связано с внешними электронами молекул. Это имеет место в случае химического взаимодействия молекул (химические методы анализа), взаимодействия молекул с электронами на погруженных в раствор электродах (электрохимические методы анализа) и поглощения молекулами фотонов (фотометрия, инфракрасная спектроскопия, люминесцентный анализ). С помощью методов анализа тогда получают информацию о молекулах, а на языке понятий макромира — о химическом веществе данного компонегга исследуемого объекта. Поэтому в таких случаях говорят о молекулярном (вещественном) анализе. [c.19]

Имеется ли в ароматических соединениях эффект металлического влияния полярного заместителя, подобный тому, который наблюдается в макромире при помещении, нахфимер, проводника между обкладками конденсатора [c.380]

Считалось, что электроны удерживаются на соответствующих орбитах за счет электростатических сил притяжения с ядром и поэтому не разлетаются в пространство. Однако, по представлениям классической физики, всякое вращающееся заряженное тело должно излучать энергию в виде. электромагнитных волн. Но это привело бы, во-первых, к остановг" вращения и падению электронов на ядро атома. Во-в рых, вследствие постепенного изменения скорости вращения электронов электромагнитное излучение атома должно состоять из непрерывного ряда лучей различной длины волны. Иными словами, спектр атома должен быть сплошным, т. е. состоящим из линий всевозможных длин волн. На самом же деле спектр атомов оказался состоящим из ряда отдельных линий. Еще в 1900 г. М. Планк высказал предположение, что законы, справедливые для описания явлений в обычном для нас макромире, непригодны для мира атома. Согласно его теории, энергия в атоме излучается не непрерывно, а определенными порциями, или квантами . Поэтому его теория стала называться квантовой теорией. [c.16]

Изучение вопросов строения вещества представляет для учащихся серьезные трудности, которые возникают при необходимости соотносить наблюдаемые свойства вещества с их внутренней структурой. Абстрактный характер представлений о внутреннем строении веществ требует в процессе изучения хорошо развитого воображения. Введение в школьный курс химии квантовомеханических понятий о строении атома, не имеющих аналогов в окружающем учащихся макромире, тре бует специальных подходов. Особенное внимание здесь необ ходимо обратить на межпредметные связи с физикой. [c.230]

Большое влияние на курс органической химии оказывают межпредметные связи, особенно с биологией. Развитие биологии как науки и как учебного предмета оказало влияние на формирование школьного курса органической химии, в который в 1985 г. были введены гетероциклы и нуклеиновые кислоты. Они необходимы для понимания проблем молекулярной биологии, генетики, так как органическая химия формирует для биологии опорные понятия. Органическая химия широко пользуется понятиями физики представления об электрических явлениях в макромире способствуют пониманию микромира органических веществ. Межпредметные связи с историей позволяют ознакомить учащихся с историей органической химии как науки, показать успехи органического синтеза, раскрыть перспективы развития химической промышленности в нашей стране. Межпредметные связи органической химии с другими предметами школьного учебного плана четко определяют ее место в учебно-воспитательном процессе средней школы. [c.241]

Если микрочастицы, и в частности электроны, поместить в магнитное поле, то векторы их магнитных моментов, ранее направленные в пространстве хаотично, примут строго определенные направления. Микроволновые свойства электрона проявляются в том, что его магнитный момент мо кет принимать при этом только два направления - по полю и против поля. (Намагниченные тела в макромире - например, стрелка компаса во внешнем магнитном поле, принимают только одно направление). Проекция спина электрона на направление магнитного поля имеет, естественно,, тоже два значения г + 1/2 и - 1/2. Для ядер число проекций спина на направление внешнего магнитного поля равно 2/ +1. Значение проекции спина на направление внешнего магнитного пол г называется магнитным квантовым числом т, которое у электрона равно + 1/2. Укажем также, что значения проекций магнитного 1домента на направление внешнего магнитного поля в общем (злучае, т.е. для микрочастиц с произвольным /, равны т /1. [c.311]

Термодинамические законы одинаково справедливы как для макроскопических, так и для микроскопических объектов материального мира. Макроскопические объекты обычно исследуются с помощью метода первых принципов, т. е. принципов классической (макроскопической) термодинамики, в то время как микроскопические — с помощью метода модельных гипотез (методов статистической физики). Термодинамический метод опирается исключительно на опыт, поэтому его результаты отличаются достоверностью, они не зависят от наших представлений о внутреннем (микроскопическом) механизме изучаемых явлений. Сущность метода модельных гипотез состоит в том, что выдвигается предположение о существовании некоего внутреннего механизма и на этой базе устанавливаются основные черты рассматриваемого явления, т. е. связь между физическими законами микро- и макромира. Если ранее (вплоть до середины XX столетия) оба метода существовали независимо один от другого, то теперь они органически сливаются между собой, взаимно дополняя и обогащая друг друга. Поэтому совместное изложение классической и статистической термодинамик лучше всего отвечает общему уровню развитии физики и химии. Именно этот тезис является основой стратегической канвы изложения материала книги. Однако этот симбиоз потребовал некоторого усложнении математического аппарата, хотя автор старался по возможности весь материал формализовать в наиболее простой и доступной для понимаши форме, оправдывая слова Канта В любом частном учении о природе можно найти науки в собственном смысле столько, сколько в ней математики . [c.7]

Моль — количество вещества, содержащее авогадрово число (6-10 ) дискретных частиц микромира (молекул, атомов, протонов, электронов, фотонов и т. д.). Моль — понятие очень важное. Оно служит как бы мостиком между микро- и макромирами. [c.9]

Итак, в чем же состоит учение Больцмана, которое, несомненно, розбудило негодование пуристов того времени и явилось единст- зенным наиболее важным связующим звеном между полностью обратимым микромиром и несовершенным необратимым макромиром Оно объединяет уравнение Больцмана и его непосредст-5зенное следствие — больцмановскую сй -теорему, которая, образно выражаясь, возвышается как монумент новаторскому гению Людвига Больцмана (род. в 1844, ум. в 1906). [c.173]

СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ ЗАКОН — один из наиболее общих законов природы, утверждающий, что ири любых взаимодействиях, имеющих место в изолированной системе, энергия этой системы остается постояниой и возможны лишь переходы из одного вида энергии в другой. В различных областях физич. или химич. явлений С. э. з. выражается в снецифич. для давшого круга явлений форме. В термодинамике С. э. з. формулируется след, образом количество теплоты Q, сообщаемое системе, равно сумме прироста ее внутренней энергии Ш и работы А, совершенной системой Q = - -А (см. Первый закон термодинамики). С. э. 3. был открыт в 40-х гг. 19 в. Р. Майером, Дж. Джоулем и Г. Гельмгольцем. С. э. з. одинаково справедлив как для макромира, так и для микромира. В атом последнем случае в балансе энергии необходимо учитывать также энергию Е частиц, связанную с их массой покоя т соотношением Е = тс , где с — скорость света Б вакууме. Таким образом, С. э. з. включает в себя в качестве частного случая и закон сохранения массы. [c.493]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология