Периодическая система материи
В последние два столетия в наукепроисходило бурное размежевание научных дисциплин. В физике помимо классическоймеханики Ньютона появились электродинамика, термодинамика, ядерная физика,физика различных агрегатных состояний, специальная и общая теорииотносительности, квантовая механика и многое другое. Произошла узкаяспециализация. Физики перестали понимать друг друга. Теорию суперструн,например, понимают лишь насколько сот человек во всем мире. Чтобыпрофессионально разбираться в теории суперструн, нужно заниматься толькотеорией суперструн, на остальное просто не хватит времени.
Не следует однако забывать, чтостоль разные научные дисциплины изучают одну и ту же физическую реальность — материю. Наука, а особенно физика, вплотную подошла к тому рубежу, когдадальнейшее развитие возможно только на путях интегрирования (синтеза) различныхнаучных направлений.
Рассмотрим периодическую системуизмерения физических величин (/>-систему)- первый шаг в этом направлении. В отличие от международной системы единиц СИ,имеющей 7 основных и 2 дополнительные единицы измерения, в периодическойсистеме единиц измерения используется одна единица — метр. Переход кразмерностям периодической системы измерения осуществляется по правилам:
/>, />
Где: L,Tи М — размерностидлины, времени и массы соответственно в системе СИ.
Размерности всех остальныхфизических величин установлены на основании так называемой «пи-теоремы»,утверждающей, что любая верная зависимость между физическими величинами сточностью до постоянного безразмерного множителя соответствует какому-либофизическому закону. Результаты расчета для всех основных, вспомогательных ичасти производных единиц системы СИ представлены в таблице.
/> -система обладает рядом замечательных свойств. Например, физические величиныобразуют цикл, в котором /> (энергия)замыкается на /> (абсолютноеньютоново время), поэтому энергия и ньютоново время — физические синонимы. Навремя, как носитель энергии впервые еще в середине прошлого века указал КозыревН.А.
/> -система позволяет проводить неожиданные физические параллели. Так механическаясила, постоянная Планка, электрическое напряжение и энтропия имеют одинаковуюразмерность: />, а это означает, чтозаконы механики, квантовой механики, электродинамики и термодинамики — инвариантны.
Например, второй закон Ньютона изакон 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. Допоследнего времени загадка числа 7 оставалась неразгаданной. Объяснение нашлосьв /> - системе. В L— системе нет физических величин с размерностьюболее 7. Связано это с тем, что физика изучает либо замкнутые системы, и тогдавыполняется закон сохранения энергии />, либооткрытые системы, и тогда взаимодействие оценивается мощностью />~/>.
Существенное влияние нахимические свойства атомов оказывают первые 4 подуровня s,p,d,f, определяющие форму электронных облаков (см. рис).
Количество химических элементовв 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 вряде нечетных чисел.
Известно, что Д.И. Менделеевсчитал, что периодическая система химических элементов должна начинаться снулевого ряда и с нулевой группы, а не с первого ряда и с первой группы. В этомслучае в начале таблицы находилось место для двух дополнительных элементов,которые ученый предложил назвать «ньютонием» и «коронием».
Если под номером 0 в первомцикле поместить ньютоний, а под номером 1 — короний, то под номером 3 окажетсяводород. Если вспомнить теперь, что номер в периодической системе соответствуетэлементарному заряду (1 = 3/3), то легко установить, что у ньютония заряд равеннулю, 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 иприсвоив водороду первый порядковый номер, приходим к выводу, что количествохимических элементов периодической системы не может быть больше, чем 118.
Менделеев отождествлял ньютонийс эфиром, который у него был похож скорее на физический вакуум Дирака.
Коронием должна начинаться икоронием должна заканчиваться периодическая система элементов материи. Д.И. Менделеевутверждал, что "… периодическому закону — будущее не грозит разрушением, атолько надстройки и развитие обещает ". Спустя 100 лет мы можемконстатировать, 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 элементовматерии