Наименьшее расстояние (размер), которую человеческий глаз еще может различать, составляет около одной десятой миллиметра. С помощью оптических приборов можно «увидеть» объекты, меньшие, чем длина волны видимого света (около 5-Ю "5 см).
Однако с помощью электронного микроскопа можно« увидеть »и измерить еще меньшие объекты - до 10_6 см. Применение косвенных измерений позволит определить размеры и значительно меньших объектов. Например, благодаря рентгенографии и электронографии изучают молекулярное строение и размеры частиц.
В шкале расстояний достаточно большой незаполненный «пространство» между атомными размерами 1СГ8 см и значительно меньшими ядерными размерами (около 10 "13 см). Для определения ядерных размеров используют так называемый эффективный поперечное сечение а. Чтобы определить радиус ядра, пользуются формулой а = яг2 , если ядро можно считать, хотя бы приближенно, сферическим. Экспериментально установлено, что радиусы ядер составляют от 1 • 10 "13 до 6 • 10" 13 см. Единицу ядерной длины 1С) "13 см называют ферме. Физика элементарных частиц пользуется также расстояниями порядка 10 "25 см. Пока ничего конкретного нельзя сказать о меньшие расстояния. Может здесь и есть разгадка природы ядерных сил.
Рассмотрим также цепь больших расстояний. Характерными в этой цепи являются размеры тела человека. Например, расстояние от глаза до конца руки - кончиков пальцев - составляет около одного метра. Расстояние до гор, которые четко видны на горизонте, в 104 раз больше. Следующая ступень - диаметр Земли, примерно в 103 раз больше, - 1,2 104 км. Расстояние от Земли до Солнца вновь в 104 раз больше - 149,5-Ю6 км. Далее - расстояние до ближайших звезд. Однако здесь световой год где-то в 106 раз больше, и получаем 1014 км, или 10 световых лет. Следующая ступень - размеры нашей Галактики - снова в 104 раз больше предыдущей (то есть 10 световых лет). Затем идут расстояния, большие только на множитель в пределах от 10 до 100. Это расстояния до соседних галактик, которые равны нескольким световым годам. Если увеличить это расстояние в 104 раз, то получим расстояние до самых объектов, которые вообще еще можно видеть, или то, что называют радиусом видимой Вселенной. По современным оценкам это расстояние порядка 10 млрд световых лет, на которой находится 1020 звезд.
Следовательно, размеры всего видимой Вселенной чрезвычайно велики, чтобы сравнивать их с любыми земными размерами. Тем величественные достижения человеческого разума, которые дали возможность понять огромные размеры Вселенной. Французский физик Б. Паскаль отметил, что не грандиозность мира звезд захватывает нас, а человек, измерила его.
Рассмотрим стандарт длины, за логически взять какую-нибудь естественную единицу длины, например радиус Земли или некоторую его часть.
Именно так возник метр. Сначала он определялся как часть радиуса
Земли. Однако такое определение нельзя считать точным и удобным. Поэтому в течение долгого времени за Международным соглашением за эталон метра принимали длину между двумя штрихами, сделанными на особом бруске, который хранится в специальной лаборатории во Франции.
Позже стало ясно, что и такое определение метра не является настолько точным, универсальным и устойчивым, как это требуется. Поэтому сейчас за метр берут длину пути, который проходит в вакууме свет за 1/299792458 долю секунды.
В основе понятия числа, единицы измерения, систем расчетов и т.п. является развитие производственной практики людей. Макроскопическая практика заставила человека выбрать сначала так называемую естественную единицу измерения, которая была соизмеримой с размерами человека, с частями его тела или окружающими макроскопическими телами и явлениями. Выбор единиц измерения в этой бесконечной совокупности всех возможных эталонов был обусловлен положением самого человека в бесконечном пространственно-временном мире.
Применение больших или малых единиц измерения связано с устойчивым развитием практики людей. Ярким примером этого может быть метрическая система мер. Когда человечество начало непосредственно изучать не только макроскопическое окружение, но и перешло к исследованию микромира, были введены новые единицы длины - нанометр, ферме и т.д.. После установления факта конечности скорости распространения света введено сравнительно большой единицу длины для измерения астрономических расстояний - световой год. Это касается также единиц измерения времени: года, месяца, дня, часа, минуты, секунды. Можно считать, что в природе существует бесконечное количество единиц измерения, поскольку каждый предмет может быть не только измерительным объектом, но и измерителем, единицей измерения, эталоном соответствующих свойств других тел. Устройство систем единиц измерения отражает строение материи в бесконечном пространстве и времени.
Загрузка...