18. Развитие представлений о пространстве и времени в естествознании. Специальная и общая теории относительности Эйнштейна.

Понятия пространства и времени играют важнейшую роль в человеческом мышлении отношение к пространству и времени. Отношение к пространству в Древней Греции было тесно связано с представлением о структуре материи. Так атомисты придерживались мнения о пустоте, а континуалисты имели противоположенное мнение. Не меньше внимания древнегреческие философы уделяли и времени, считая, что оно немыслимо, и не существует вне движения, но оно и есть само по себе движение. Позже ньютоном была создана концепция абсолютного пространства и абсолютного времени. Важнейшим принципом ньютоновской механики был принцип относительности Галилея (не существует абсолютно неподвижной ИСО) и галилеевские преобразования, но вскоре выяснилась их ограниченность. Это выразилось в появлении концепций абсолютно неподвижного эфира. В соответствие с этой концепцией, средой, в которой распространяется свет, служит абсолютно неподвижный эфир. Следовательно, абсолютно неподвижной должна быть и система отсчета, связанная с этим эфиром. Но тогда скорость света, в какой либо системе отсчета, движущейся относительно эфира, должна зависеть от того, в каком направлении распространяется свет. Но эксперименты опровергли это утверждение и показали, что скорость света одинакова во всех направления. Это противоречие привело к тому, что пришлось вернуться к принципу относительности. Правда теперь это была специальная теория относительности Эйнштейна. В основе СТО лежат 2 постулата: все инерциальные системы отсчета непрерывны; скорость света постоянна во всех инерциальных системах отсчета. Самый важный практический вывод СТО – это вывод о взаимосвязи массы и инертности в релятивистской динамике кинетическая энергия тела массой m_o определяется разностью полной релятивистской энергии и энергии «покоя». T=E-E_{o ,} E= m_o c² . в соответствие с СТО даже неподвижное тело обладает энергией покоя, которую можно назвать внутренней энергией данного тела. Основные положения ОТО. Скорость света в вакууме – это максимальная скорость движения материальных объектов в природе. В то же время Ньютоновская теория говорит, что гравитационные возмущения распространяются в пространстве мгновенно. Введу этих противоречий Эйнштейном была сформулирована ОТО. В основу ОТО был заложен принцип эквивалентности (невозможно отличить действия однородного гравитационного и силового полей). Так в соответствие с ОТО пустого пространства не существует, а пространство времени является свойством гравитационного поля, которое равносильно искривленному полю.

20. Порядок и беспорядок в природе. Термодинамический и статистический смысл понятия энтропии. Принцип возрастания энтропии.

При изучении тепловых явлений были сформулированы два основных закона термодинамики, которые называются началами термодинамики. Первое начало термодинамики – количество теплоты, сообщенное системе равно сумме приращения её внутренней энергии и совершенной механической работы: Q=ΔU+A. Второе начало термодинамики – тепло не может самопроизвольно перетекать от холодного тела к горячему; нельзя построить вечный двигатель, который совершал бы полезную работу только за счет охлаждения теплового резервуара; нельзя достичь температуры абсолютного нуля; энтропия при любом реальном процессе либо возрастет, либо останется неизменной. Энтропия – такая физическая величина, приращение которой ΔS равно количеству тепла ΔQ, полученному системой, деленному на абсолютную температуру. ΔS = ΔQ / Т. Если два тела имеющие разную температуру привести в тепловой контакт, то изменение энтропии этой системы ΔS будет складываться из изменения энтропии первого тела ΔS₁ и изменения энтропии второго тела ΔS₂. ΔS=ΔS₁+ΔS₂ Физическая сущность энтропии заключена в статистической механике. Энтропия – это умноженный на постоянную Больцмана k натуральный логарифм вероятности P данного состояния макроскопической системы. S=klnP.

Принцип возрастания энтропии сводится к утверждению, что энтропия изолированных систем неизменно возрастает при всяком изменении их состояния и остается постоянной лишь при обратимом течении процессов