Симметрия

Означает «соразмерность».

Это неизменность предметов и физических явлений при их отражении или какой-либо другой операции (например, при перестановке, переносе с одного места на другое).

Виды симметрии:

• однородность и изотропность пространства (один и тот же прибор работает одинаково в разных точках пространства при условии неизменности физических условий);

Изотропность – неизменность.

Все физические законы д.б. инвариантны (неизменны) относительно перемещений и поворотов.

• динамическая симметрия связана с перемещениями и поворотами. Связана с изотропностью пространства;

• однородность времени – все физические процессы протекают одинаково где бы и когда бы они не начались (например, закипание чайника – после 100 градусов вода начинает превращаться в пар; замерзание воды в лужах при 0 градусов);

Время и пространство обладают однородностью!

Законы природы не изменяются от замены направления течения времени на обратное.

Изотропность времени – только для физических процессов!

• зеркальная симметрия (волчок, закрученный вправо, ведет себя так же, как и волчок, закрученный влево)

Симметрия пространства и времени является всеобщей, т.е. все явления природы, физич., химич. и биологич., не изменяются при таких поворотах.

• калибровочная симметрия – это инвариантность относительно масштабных преобразований;

Поворот – такое изменение координат, когда не изменяются расстояния между точками.

Все рассмотренные симметрии можно объединить во всеобщую: все явления природы инварианты относительно сдвигов, поворотов и отражений в 4х мерном пространстве времени.

З-н сохранения импульса ( есть следствие однородности пространства. Величина импульса не зависит от выбора начальной точки отсчета в пространстве.

З-н сохранения момента импульса есть следствие изотропности пространства/

З-н сохранения энергии есть следствие однородности времени. Величина энергии системы не зависит от выбора начала отсчета во времени.

З-н сохранения электрического заряда есть следствие трансляционной симметрии. Алгебраическая сумма зарядов любой электрически изолированной системы сохраняется во времени.

ТОЛЬКО ДИНАМИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ ТУТ!!!! => з-на сохранения массы нет

Эйнштейн думал, что Вселенная стационарна, между галактиками расстояние одинаково, Вселенная вечна, но имеет ограниченное число звезд и звездных систем (ткань Вселенной растягивается в противовес гравитационным силам).

В центре любой Галактики лежит Черная дыра: она создает гравитационные силы и создает вращательные силы.

3 модели нестационарной Вселенной Фридмана.

Постоянная Хаббла – постоянная разбегания галактик.

Свет отделил вещество от антивещества.

14.12.2012; 21.12.2012; 28.12.2012

Рефераты.

Антивещество – то материя, построенная из античастиц.

По теории симметрии обязательно должны образовываться 2 противоположные частицы.

При аннигиляции протона и антипротоном образуется нейтрон и мюонное нейтрино или электрон (в зависимости от рода взаимодействия).

Аннигиляция=взрыв.

При аннигиляции адронов образуются лептоны.

Т.е., при взаимодействии противоположных частиц получается новый подкласс частиц. Т.о. постепенно, переходя из подкласса в подкласс, формируется материя.

И в итоге благодаря аннигиляции лептонов получается материя.

Существует анти-гелий.

Перспектива: в будущем антиматерию теоретически можно использовать в качестве топлива для космических кораблей (проблема: очень дорого).

Есть версия, что Вселенная – это «остатки» вещества от глобальной аннигиляции.

Многомерность теории струн.

Теория струн=квантовая механика + теория относительности. Во время большого взрыва развернулись 3 измерения; весь мир в виде струн.

26ти-мерное пространство.

М-теория – это теория струн.

Теория струн -> теория бранн (двубанное пространство, трехбранное пространство и т.д.).

Во время большого взрыва «раскрылись» только 4 струны, остальные остались в «свернутом» состоянии. Также есть теория, что большой взрыв возникает при соприкосновении бранн.

Мы не можем увидеть другие измерения, т.к. мы сами и наша техника созданы из вещества «этой» вселенной, этого измерения.

Закон Хаббла: чем больше расстояние между двумя галактиками, тем быстрее они удаляются друг от друга, причем скорость, определяемая по красному смещению, в спектрах галактик, прямо пропорциональна расстоянию.

Теория струн основана на струнах. Супер-струнная теория основана на супер-симметрии.

Бозонная теория струн – 26 измерений.

Основатель алхимии – Гермес Трисмегист («изумрудные скрижали»).

Экзамен: 11.01 в 10.00 в 319 аудитории (консультация + экзамен, 20 билетов).

Вопросы на экзамен:

1. Задачи и структура курса КСЕ.

2. Определение естествознания. Основные группы естественных наук.

3. Определение концепции. Основные этапы формирования научной парадигмы.

4. Ретроспективный взгляд на историю развития научных знаний.

5. Классическая стратегия естественнонаучного мышления.

6. Неклассическая стратегия естественнонаучного мышления.

7. Эмпирический подход к научному знанию.

8. Определение материи и формы ее движения.

9. Формирование представлений о материи.

10. Структурные уровни материи. Физические поля.

11. Классификация элементарных частиц.

12. Фундаментальные взаимодействия в природе. Бозоны.

13. Строение вещества. Фермионы.

14. Строение атома. Опыт Резерфорда.

15. Развитие квантовой физики.

16. Периодическая система химических элементов.

17. Построение молекул. Валентность. Химические связи.

18. Предмет изучения, задачи и методы химии.

19. Структура комплекса химических наук.

20. Соединения и смеси.

21. Основные методы анализа и синтеза в химии.

22. Характеристика и классификация химических реакций.

23. Законы сохранения массы и энергии.

24. Определение и различные виды энергии.

25. Предмет изучения механики.

26. Виды движений. Механизмы.

27. Кинематика. Способы описания движения материальной точки.

28. Вращение тела вокруг оси.

29. Кинетика. Аксиомы механики.

30. Волны и их свойства.

31. Классификация колебаний.

32. Электричество: основные понятия и уравнения.

33. Магнетизм: основные понятия и уравнения.

34. Понятие силы в механике. Классификация сил.

35. Гравитация. Закон всемирного тяготения. Базовые константы.

36. Основные постулаты специальной теории относительности.

37. Основные постулаты общей теории относительности.

38. Пространство и время. Однородность и изотропность.

39. Основные виды симметрии.

40. Связь симметрии с динамическими законами сохранения.