5.Пространство и время в классической физике и в специальной и общей теории относительности.

Класси́ческая фи́зика — физика до появления квантовой теории и теории относительности. Основы классической физики были заложены в Эпоху Возрождения рядом учёных, из которых особенно выделяют Ньютона — создателя классической механики

2 концепции:

1) субстанциональная

Вместилища материи (греки).

2) реляционная

Не существует без материи (Лейбниц).

Пространство - взаимное расположение объектов, времени - последовательность событий.

Необратимость времени - т.к. причинность.

Классическая физика:

Абсолютность пространства (эфир, там скорость света = с) и времени (одинаково во всех СО). Преобразования Галилея.

Классическая физика основана на следующих принципах:

а)причины однозначно определяют следствия (детерминизм);

б)пространство и время являются абсолютными — это означает, что они никак не зависят от материи, заполняющей пространство и от её движения, при этом результаты измерения пространственных и временны́х отрезков не зависят от выбранной системы отсчёта, в частности, от скорости движения измеряемого объекта относительно наблюдателя;

в)изменения любых величин, характеризующих физическую систему, являются непрерывными — это значит, что при переходе от одного фиксированного состояния к другому физическая система проходит через бесконечное множество переходных состояний, в которых все физические параметры системы принимают промежуточные значения между значениями в начальном и конечном состояниях.

СТО:

Скорость света и законы физики одинаковы во всех ИСО. => преобразования Лоренца.( преобразования Лоренца позволяют преобразовывать пространственно-временные координаты событий при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой) Единое 4-D пространство-время Относительность расстояния и промежутков времени (сокращение отрезков и замедление часов), зато интервал = const.

Но остается выделенный класс СО - ИСО.

ОТО:

Равенство гравитационной и инертной масс => принцип эквивалентности (лифт Эйнштейна) - невозможность отличить ИСО от НИСО => неэвклидова геометрия пространства-времени, определяемая гравитационными полями. гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве-времени, а деформацией самого́ пространства-времени, которая связана, в частности, с присутствием массы-энергии.

6.Типы физических взаимодействий, их природа.

4 типа взаимодействий:

1-гравит. (частица переносчик- гравитон; 1/r², радиус взаимодействия- бесконечность), 2-ЭлектроМагнитное (электроны с ядрами, атомы в молекулах; частица переносчик- фотон; относительная сила -1), 3-слаб. (бета-распад; вектор. частица переносчик- бозоны, радиус взаимодействия- 10^-18), 4-сильн. (нуклоны в ядрах; частица переносчик- глюон, 10^-15).

1,2-дальнодействующие, 3,4-близкодействующие

Элементарные частицы: адроны (барионы и мезоны) - участвуют в 1-4; лептоны (электрон, мюон, тау-лептон + античастицы) - в 1-3; калибровочные бозоны (глюоны, вектор. бозоны, фотон)

1,2-дальнод., 3,4-близкод.

При больших значениях 2-4 неотличимы ("великое объединение").

Законы сохранения квантовых чисел => симметрия => принцип локальной калибровки инвариантности (инвариантность лагранжиана взаимодействия относительно преобразований симметрии) => станд. м. (сильное + электрослабое взаимодействия).