В последние два столетия в науке происходило бурное размежевание научных дисциплин. В физике помимо классической механики Ньютона появились электродинамика, термодинамика, ядерная физика, физика различных агрегатных состояний, специальная и общая теории относительности, квантовая механика и многое другое. Произошла узкая специализация. Физики перестали понимать друг друга. Теорию суперструн, например, понимают лишь насколько сот человек во всем мире. Чтобы профессионально разбираться в теории суперструн, нужно заниматься только теорией суперструн, на остальное просто не хватит времени.
Не следует однако забывать, что столь разные научные дисциплины изучают одну и ту же физическую реальность - материю. Наука, а особенно физика, вплотную подошла к тому рубежу, когда дальнейшее развитие возможно только на путях интегрирования (синтеза) различных научных направлений.
Рассмотрим
периодическую
систему измерения
физических
величин (-систему)
- первый шаг в
этом направлении.
В отличие от
международной
системы единиц
СИ, имеющей 7
основных и 2
дополнительные
единицы измерения,
в периодической
системе единиц
измерения
используется
одна единица
- метр. Переход
к размерностям
периодической
системы измерения
осуществляется
по правилам:
,
Где: L, T и М - размерности длины, времени и массы соответственно в системе СИ.
Размерности всех остальных физических величин установлены на основании так называемой "пи-теоремы", утверждающей, что любая верная зависимость между физическими величинами с точностью до постоянного безразмерного множителя соответствует какому-либо физическому закону. Результаты расчета для всех основных, вспомогательных и части производных единиц системы СИ представлены в таблице.
- система обладает
рядом замечательных
свойств. Например,
физические
величины образуют
цикл, в котором
(энергия) замыкается
на
(абсолютное
ньютоново
время), поэтому
энергия и ньютоново
время - физические
синонимы. На
время, как носитель
энергии впервые
еще в середине
прошлого века
указал Козырев
Н.А.
- система позволяет
проводить
неожиданные
физические
параллели. Так
механическая
сила, постоянная
Планка, электрическое
напряжение
и энтропия
имеют одинаковую
размерность:
,
а это означает,
что законы
механики, квантовой
механики,
электродинамики
и термодинамики
- инвариантны.
Например, второй закон Ньютона и закон Ома для участка электрической цепи имеют одинаковую формальную запись:
~
~
~
~
В химии тоже
существуют
циклы, связанные
с числом 7. В атомах
различают до
7 электронных
оболочек
K,L,M,N,O,P,Q
и до 7 подуровней
оболочек s,p,d,f,h,
i. До последнего
времени загадка
числа 7 оставалась
неразгаданной.
Объяснение
нашлось в
- системе. В L
- системе нет
физических
величин с
размерностью
более 7. Связано
это с тем, что
физика изучает
либо замкнутые
системы, и тогда
выполняется
закон сохранения
энергии
,
либо открытые
системы, и тогда
взаимодействие
оценивается
мощностью
~
.
Существенное влияние на химические свойства атомов оказывают первые 4 подуровня s,p,d,f, определяющие форму электронных облаков (см. рис).
Количество химических элементов в цикле:
Где:
- порядковый
номер цикла.
Так как
- это сумма ряда
нечетных чисел
1, 3, 5, 7 …, то максимальное
количество
химических
элементов
системы равно
и оно опять связано с числом 7 в ряде нечетных чисел.
Известно, что Д.И. Менделеев считал, что периодическая система химических элементов должна начинаться с нулевого ряда и с нулевой группы, а не с первого ряда и с первой группы. В этом случае в начале таблицы находилось место для двух дополнительных элементов, которые ученый предложил назвать "ньютонием" и "коронием".
Если под
номером 0 в первом
цикле поместить
ньютоний, а под
номером 1 - короний,
то под номером
3 окажется водород.
Если вспомнить
теперь, что
номер в периодической
системе соответствует
элементарному
заряду (1 = 3/3), то
легко установить,
что у ньютония
заряд равен
нулю, у корония
- 1/3 (как у
и
кварков), а у
элемента, занимающее
место перед
водородом - 2/3
(как у
кварка). Таким
образом, нам
удалось установить
место кварков
в периодической
системе.
Исключив из таблицы кварки и присвоив водороду первый порядковый номер, приходим к выводу, что количество химических элементов периодической системы не может быть больше, чем 118.
Менделеев отождествлял ньютоний с эфиром, который у него был похож скорее на физический вакуум Дирака.
Коронием должна начинаться и коронием должна заканчиваться периодическая система элементов материи. Д.И. Менделеев утверждал, что "… периодическому закону - будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает ". Спустя 100 лет мы можем констатировать, что ученый не ошибся.
Обозначе-ние | Наименование физической величины | Размер-ность |
|
Постоянная электрическая. |
|
|
Емкость электрическая. |
|
|
Проводимость электрическая. |
|
|
Магнитное сопротивление. |
|
|
Время, плотность эл. заряда поверхностная, заряд удельный. |
|
|
Абсолютное ньютоново пространство и время, плоский угол, телесный угол, плотность эл. заряда линейная, плотность эл тока. |
|
|
Длина, эл заряд, термодинамическая температура, частота, угловая скорость, напряженность магнитного поля, магнитная постоянная, намагниченность |
|
|
Масса, сила эл тока, количество вещества, площадь, скорость, угловое ускорение, динамическая вязкость, магнитодвижущая сила, индуктивность, магнитная индукция. |
|
|
Объем, ускорение, давление, кинематическая вязкость, теплоемкость удельная, освещенность, гравитационная постоянная, эл. сопротивление. |
|
|
Момент инерции, импульс, поверхностное натяжение, теплопроводность, магнитный момент эл. тока, поток магнитный, спектральная плотность энергетической светимости. |
|
|
Сила, сила света, момент импульса, энергетическая яркость, энтропия, постоянная Планка, постоянная Больцмана, эл. напряжение. |
|
|
Работа, энергия, количество теплоты, момент силы. |
|
|
Мощность. |
|
Периодическая система элементов материи