Периодическая система материи
Периодическая система материи
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".
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