Періодична система матерії
В останні два сторіччя в науці відбувалося бурхливе розмежування наукових дисциплін. У фізиці крім класичної механіки Ньютона з'явилися електродинаміка, термодинаміка, ядерна фізика, фізика різних агрегатних станів, спеціальна і загальна теорії відносності, квантова механіка та багато іншого. Відбулася вузька спеціалізація. Фізики перестали розуміти один одного. Теорію суперструн, наприклад, розуміють лише наскільки сотень людей в усьому світі. Щоб професійно розбиратися в теорії суперструн, треба займатися лише теорією суперструн, на інше просто не вистачить часу.
Не слід однак забувати, що такі різні наукові дисципліни вивчають одну й ту ж фізичну реальність - матерію. Наука, а особливо фізика, впритул наблизилася до межі, коли подальший розвиток можливий тільки на шляхах інтегрування (синтезу) різних наукових напрямків.
Розглянемо періодичну систему вимірювання фізичних величин ( -Систему) - перший крок у цьому напрямку. На відміну від міжнародної системи одиниць СІ, що має 7 основних та 2 додаткові одиниці виміру, у періодичній системі одиниць виміру використовується одна одиниця - метр. Перехід до розмірностях періодичної системи вимірювання здійснюється за правилами:
,
Де: L, T і М - розмірності довжини, часу та маси відповідно в системі СІ.
Розмірності всіх інших фізичних величин встановлені на підставі так званої "пі-теореми", яка стверджує, що будь-яка вірна залежність між фізичними величинами з точністю до постійного безрозмірного множника відповідає будь-якій фізичній законом. Результати розрахунку для всіх основних, допоміжних і частини похідних одиниць системи СІ представлені в таблиці.
- Система має низку чудових властивостей. Наприклад, фізичні величини утворюють цикл, у якому (Енергія) замикається на (Абсолютне ньютоново час), тому енергія і ньютоново час - фізичні синоніми. На час, як носій енергії вперше ще в середині минулого століття вказав Козирєв М.О.
- Система дозволяє проводити несподівані фізичні паралелі. Так механічна сила, стала Планка, електрична напруга і ентропія мають однакову розмірність: , А це означає, що закони механіки, квантової механіки, електродинаміки та термодинаміки - інваріантні.
Наприклад, другий закон Ньютона і закон Ома для ділянки електричного кола мають однакову формальний запис:
~ ~
~ ~
У хімії теж існують цикли, пов'язані з числом 7. В атомах розрізняють до 7 електронних оболонок K, L, M, N, O, P, Q і до 7 підрівнів оболонок s, p, d, f, h, i. До останнього часу загадка числа 7 залишалася нерозгаданою. Пояснення знайшлося в - Системі. У L - системі немає фізичних величин з розмірністю більше 7. Пов'язано це з тим, що фізика вивчає або замкнуті системи, і тоді виконується закон збереження енергії , Або відкриті системи, і тоді взаємодія оцінюється потужністю ~ .
Істотний вплив на хімічні властивості атомів надають перші 4 підрівня s, p, d, f, що визначають форму електронних хмар (див. рис).
Кількість хімічних елементів у циклі:
Де: - Порядковий номер циклу.
Так як - Це сума ряду непарних чисел 1, 3, 5, 7 ..., то максимальна кількість хімічних елементів системи дорівнює
і воно знову пов'язано з числом 7 в ряді непарних чисел.
Відомо, що Д.І. Менделєєв вважав, що періодична система хімічних елементів повинна починатися з нульового ряду і з нульової групи, а не з першого ряду і з першої групи. У цьому разі на початку таблиці знаходилося місце для двох додаткових елементів, які вчений запропонував назвати "Ньютон" і "Корона".
Якщо під номером 0 в першому циклі помістити Ньютон, а під номером 1 - корону, то під номером 3 виявиться водень. Якщо згадати тепер, що номер у періодичній системі відповідає елементарному заряду (1 = 3 / 3), то легко встановити, що у Ньютона заряд дорівнює нулю, у коронного - 1 / 3 (як у і кварків), а в елемента, що займає місце перед воднем - 2 / 3 (як у кварка). Таким чином, нам вдалося встановити місце кварків у періодичній системі.
Виключивши з таблиці кварки і присвоївши водню перший порядковий номер, приходимо до висновку, що кількість хімічних елементів періодичної системи не може бути більше, ніж 118.
Менделєєв ототожнював Ньютон з ефіром, який у нього був схожий радше на фізичний вакуум Дірака.
Короні повинна починатися і короні повинна закінчуватися періодична система елементів матерії. Д.І. Менделєєв стверджував, що "... періодичному закону - майбутнє не загрожує руйнуванням, а тільки надбудови і розвиток обіцяє". Через 100 років ми можемо констатувати, що вчений не помилився.
Позначення-ня | Найменування фізичної величини | Розмір-ність |
| Постійна електрична. |
|
| Ємність електрична. |
|
| Провідність електрична. |
|
| Магнітне опір. |
|
| Час, щільність ел. заряду поверхнева, заряд питома. |
|
| Абсолютна ньютоново простір і час, плоский кут, тілесний кут, щільність ел. заряду лінійна, щільність ел струму. |
|
| Довжина, ел заряд, термодинамічна температура, частота, кутова швидкість, напруженість магнітного поля, магнітна постійна, намагніченість |
|
| Маса, сила ел струму, кількість речовини, площа, швидкість, кутове прискорення, динамічна в'язкість, Магніторушійна сила, індуктивність, магнітна індукція. |
|
| Обсяг, прискорення, тиск, кінематична в'язкість, теплоємність питома, освітленість, гравітаційна стала, ел. опір. |
|
| Момент інерції, імпульс, поверхневий натяг, теплопровідність, магнітний момент ел. струму, потік магнітний, спектральна щільність енергетичної світимості. |
|
| Сила, сила світла, момент імпульсу, енергетична яскравість, ентропія, постійна Планка, постійна Больцмана, ел. напругу. |
|
| Робота, енергія, кількість теплоти, момент сили. |
|
| Потужність. |
|
Періодична система елементів матерії