Становление естествознания

Лекции стр. 3-6.

Теория электромагнитного поля. Вещество и поле.

Источник электромагнитного поля связанный с материальными носителями этого свойства (например электронами и протонами), называется электрическим зарядом. Электрический заряд не зависит от сис-мы отсчета.

Носителями отрицательных зарядов в атоме являются электроны, носителями положительных зарядов — протоны, входящие в состав ядер, атомов. Сумма положительных и отрицательных зарядов в атоме равна нулю: заряды распределяются таким образом, что атом в целом является нейтральным.

В природе существует два типа электрических зарядов -положительные и отрицательные. Одноименные заряды друг от друга отталкиваются, разноименные — притягиваются. Опытным путем установлено, что электрический заряд дискретен, т.е. заряд любого типа составляет целое кратное от элементарного электриче­ского заряда е (е = 1,6 • 10-19 Кл). Электрон (те = 9,11 • 10-31кг) и протон mр=1,67 • 10-27кг) являются соответственно носителями элементарных отрицательного и положит зарядов.

Закон сохранения заряда: алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой сис-мы (сис-мы, не обменивающейся заря­дами с внешними телами) остается неизменной, какие бы процес­сы ни происходили внутри данной сис-мы.

Электрический заряд — величина релятивистски инвариант­ная, т.е. не зависит от сис-мы отсчета, а значит, не зависит от того, движется данный заряд или покоится.

Единица электрического заряда - кулон (Кл) — это электри­ческий заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 Ампер за 1 секунду.

Носителями зарядов в различных средах могут быть электроны (например, в металлах), ионы — частицы молекул или атомов имеющие положительные и отрицательные заряды (например в электролитах и газах), и молионы — коллоидные частицы в жидкости имеющие заряды.

По модулю любой заряд кратен заряду электрона или протона.

Заряд протона равен по модулю заряду электрона.

В пр-ве, окружающем электрический заряд, существует силовое поле, называемое электрическим полем, то есть электрическое поле создается электрическим зарядом. Электрическое поле, создаваемое неподвижными электрическими зарядами, принято называть электростатическим.

Опыт показывает , что подобно тому , как в пр-ве , окружающем электрические заряды, возникает электромагнитное поле , так в пр-ве, окружающем токи и постоянные магниты, возникает силовое поле называемое магнитным. Магнитное поле обнаруживается по силовому действию на внесенные в него проводники с током или постоянные магниты.

12. Основные идеи, понятия и принципы специальной теории относительности

Основные положения СТО Эйнштейном введено не два, как об этом обычно пишут, а пять постулатов, и самым главным из них является постулат об отсутствии в природе эфира. В последующих статьях, особенно в статье «Принцип относительности и его следствия» (1910) Эйнштейн утверждает, что «нельзя создать удовлетворительную теорию, не отказавшись от существования некоей среды, заполняющей все пр-во».

2) «принцип одновременности», непосредственно связавший факт одновременности событий со скоростью света.

3) принцип относительности, гласящий, что все процессы в системе, находящейся в равномерном и прямолинейном движении, происходят по тем же законам, что и в покоящейся системе. Этот принцип относительно механических систем был выдвинут еще Галилеем, но Эйнштейн его распространил вообще на любые физические явления, в том числе и на электромагнитные. Этот постулат был бы невозможен, если бы эфир существовал: пришлось бы рассматривать процессы, связанные с движением тел относительно эфира. А раз эфира нет, то и рассматривать нечего.

4) принцип постоянства скорости света и независимости скорости света от скорости движения источника. Этот постулат можно было бы использовать, если бы было твердо установлено, что свет является волновым движением, поскольку всякая волна имеет постоянную скорость относительно среды, а не относительно источника ее создавшего. Но стр-ра фотона не была установлена, и поэтому такое предположение является некот натяжкой.

5) инвариантность интервала, состоящего из четырех составляющих — трех пр-венных координат и времени, умноженного на все ту же скорость света: ds2=dх2 + dy2 + dz2 – c2dt2 = const.

М аксимальная скорость передачи взаимодействий.

Специальная теория относительности объединила пр-во и время в единый континуум пр-во—время. Основанием для такого объединения послужил и постулат о предельной скорости передачи взаимодействий материальных тел — скорости света, равной в вакууме примерно 300000 км/с, и принцип относительности. Из данной теории следует относительность одновременности двух событий, происшедших в разных точках пр-ва, а также относительность измерений длин и интервалов времени, произведенных в разных сис-мах отсчета, движущихся относительно друг друга. Все это означает, что для реального мира пр-во и время имеет не абсолютный, а относительный характер.