2020-05-25
620
- четыре фундаментальных взаимодействия (гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое)
- квантово-полевой механизм передачи взаимодействий (заряд испускает виртуальные частицы-переносчики соответствующего взаимодействия, поглощаемые другими аналогичными зарядами)
- частицы-переносчики взаимодействий (фотоны, гравитоны, глюоны, промежуточные векторные бозоны)
Фундаментальные взаимодействия - масштаб
- микромир (сильное, слабое и электромагнитное)
- макромир (электромагнитное)
- мегамир (гравитационное)
Пространство, время, симметрия
Принципы симметрии, законы сохранения
Понятие симметрии в естествознании:- инвариантность (т.е. неизменность) относительно тех или иных преобразований
Нарушенные симметрии:- неполные симметрии
Эволюция как цепочка нарушений симметрии
Простейшие симметрии: - однородность (одинаковые свойства во всех точках)
- изотропность (одинаковые свойства во всех направлениях)
Симметрии пространства и времени:- однородность пространства- однородность времени- изотропность простр-ва
|
|
|
Анизотропность времени:- т.е. оно идет только в одну сторону – только в будущее (в прошлое никогда)
Теорема Нётер:- общее утверждение о взаимосвязи симметрий с законами сохранения
Закон сохранения энергии, материи, электр. заряда:- следствие однородности времени
Закон сохранения импульса (количества поступательного движения):- следствие однородности пространства
Закон сохранения момента импульса (количества вращательного движения):- следствие изотропности пространства
2-02. Эволюция представлений о пространстве и времени
Пространство: — форма сосуществования материальных объектов и процессов (характеризует структурность и протяженность материальных систем)
Время: — форма и последовательные смены состояний объектов и процессов (характеризует длительность их бытия).
(Античность)-------------------------------------------------
Понимание пространства как самостоятельной сущности;
пространство как категория места, время как мера движения у Аристотеля
(Новое время – 17_19 века)------------------------------
Абсолютные пространство и время Ньютона
Классический закон сложения скоростей как следствие ньютоновских представлений об Абсолютном пространстве и Абсолютном времени
(Конец 19 – начало 20 веков)
Концепция мирового эфира (эфир как материальный носитель электромагнитных волн – света)
(Современность)
Понимание пространства и времени как системы отношений между материальными телами;
изменение пространственных и временных промежутков при смене системы отсчёта у Эйнштейна;
|
|
|
Нарушение классического закона сложения скоростей в опыте Майкельсона-Морли;
Современная научная картина мира:
- отказ от идеи Абсолютных пространства и времени, мирового эфира и других выделенных систем отсчета
- признание тесной взаимосвязи между пространством, временем, материей и её движением
2-03. Специальная теория относительности
(описывает только равномерное движение)
Принцип относительности Галилея:- применен в классич. механ. Ньютона, устанавливает, что во всех инерциальных системах отсчета любой механич. процесс протекает одинаково, в частности, движение относительно, покой и движение качественно неразличимы
Принцип относительности (1 постулат Эйнштейна): законы природы инвариантны относительно смены системы отсчёта
Инвариантность скорости света (2 постулат Эйнштейна):- скорость света одинакова для всех наблюдателей, не зависит от их движения относительно луча света
Постулаты Эйнштейна:- проявление симметрий пространства и времени
Основные релятивистские эффекты - относительность одновременности
- относительность расстояний
-относительность промежутков времени
- инвариантность пространственно-временного интервала
- инвариантность причинно-следственных связей
- единство пространства-времени
- эквивалентность массы и энергии
Соответствие СТО и классической механики: их предсказания совпадают при малых скоростях движения
Общая теория относительности
(описывает любое движение и многое прочее…)
Общая теория относительности (ОТО): распространение принципа относительности на неинерциальные системы отсчета (неравномерное движ.)
Принцип эквивалентности: ускоренное движение неотличимо от покоя в гравитационном поле
Взаимосвязь материи и пространства-времени: материальные тела изменяют геометрию пространства-времени, которая определяет характер движения матер. тел
Соответствие ОТО и классической механики: их предсказания совпадают в слабых гравитационных полях
Эмпирические доказательства ОТО: - отклонение световых лучей вблизи Солнца, замедление времени в гравитационном поле, смещение перигелиев планетных орбит
Структурные уровни и системная организация материи
