Тема 4. Электромагнитная картина мира

Цель: Выделить принципы классической электродинамики и их значение в электромагнитной картине мира.

Понятия: электромагнитная индукция, электромагнитное поле, близкодействие, пространственно-временной интервал, принцип эквивалентности, кривизна пространства, неевклидовы геометрии.

Вопросы для обсуждения:

1. Классическая электродинамика (опыты Фарадея, уравнения Максвелла). Электромагнитное поле. Континуальная концепция описания природы и принцип близкодействия.

2. Специальная теория относительности и ее следствия. Релятивистская концепция пространства и времени.

3. Общая теория относительности и неевклидовы геометрии. Кривизна пространства и космологические модели Вселенной.

Базовый учебник: Жуланов А.Л. Концепции современного естествознания. Пермь, 2011. – С.68-83.

Список источников и литературы:

1.Ахундов М.Д. Концепции пространства и времени: истоки, эволюция перспективы / М.Д. Ахундов. – М., 1982.

2.Гарднер М. Теория относительности для миллионов/ М. Гарднер.– М., 1967.

3.Концепции современного естествознания/ В.Н. Лавриненко и др. – М., 1997.

4.Ровинский Р.Е. Развивающаяся Вселенная/ Р.Е. Ровинский.– М., 1995.

5.Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики/ А. Эйнштейн, Л. Инфельд.- М., 1965.

Контрольные вопросы:

1.В чем сущность принципа близкодействия?

2.Чем отличается понятие света в электродинамике от представлений о свете в механистической картине мира?

3.Что утверждает постулат постоянства скорости света?

4.Назовите парадоксы специальной теории относительности.

5.Какая физическая величина инвариантна относительно преобразований Лоренца?

6.Какова природа инертной и гравитационной масс?

7.Что утверждается принципом эквивалентности Эйнштейна?

8.Чем отличается инерциальное движение в ОТО от инерциального движения в СТО?

9.Какие физические факты служат подтверждением выводов теории относительности?

10.Геометриями какого пространства являются системы Лобачевского и Римана?

Тема 5. Квантово-полевая картина мира

Цель: усвоение основных понятий и концепций, лежащих в основе квантово-полевой картины мира.

Понятия: квант действия, фотон, модель атома, волны де Бройля, принципы дополнительности, неопределенности, суперпозиции, статистический детерминизм.

Вопросы для обсуждения:

1. Революция в физике на рубеже 19-20 вв. (Х-лучи, радиоактивность, электрон, кванты, фотон и др.) и кризис классического естествознания.

2. Модели атома Томсона, Резерфорда и Бора.

3. Корпускулярно-волновой дуализм. Волновая механика Шредингера и матричная механика Гейзенберга. Принципы суперпозиции, неопределенности и дополнительности.

4. Фундаментальные взаимодействия. Классификация элементарных частиц. Фундаментальные частицы.

Базовый учебник: Жуланов А.Л. Концепции современного естествознания. – Пермь, 2011. – с.83-94.

Список источников и литературы:

1.Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое/ В. Гейзенберг. – М, 1989.

2.Горелов А.А. Концепции современного естествознания/ А.А. Горелов. – М., 2010.

3.Клайн Б. В поисках. Физики и квантовая теория/ Б. Клайн. - М., 1971.

4.Концепции современного естествознания/ В.Н. Лавриненко и др. - М., 2002.

Контрольные вопросы:

1.Почему в конце 19 в. в классической физике произошел «всеобщий разгром принципов» (А. Пуанкаре)?

2.Что такое «ультрафиолетовая катастрофа» в теории теплового излучения?

3.Каков замысел опыта Резерфорда по облучению металлической пластинки альфа-частицами?

4.О чем свидетельствует дискретный характер атомных спектров излучения?

5. Чем модель атома Бора отличалась от модели Резерфорда?

6.Каков физический смысл соотношения неопределенностей Гейзенберга?

7.Можно ли одновременно точно измерить координату частицы и ее скорость?

8.Принцип дополнительности Бора и его познавательное значение.

9.В чем отличие принципа статистического детерминизма квантовой физики от подобного принципа классической физики?

10.Какова физическая сущность корпускулярно-волнового дуализма?