2.Классическая физика

Физику подразделяют на, так называемую, классическую физику и квантовую.

Классической называется та физика, создание которой было заверше­но в начале ХХ столетия.

Начало классической физики было положено Ньютоном, сформулировав­шим основные законы классической механики.

Ньютоновская механика оказалась настолько плодотворной, настолько могущественной, что у физиков сложилось представление о том, что любое физическое явление можно объяснить с помощью ньютоновских законов.

Созданное к концу прошлого столетия здание классической физики выглядело примерно так:

"Сцена", на которой выступает Вселенная - это трёхмерное прост­ранство, описанное ещё Евклидом; всё изменяется в среде называемой временем.

Элементы, выступающие на сцене - это во первых частицы, например атомы.

Они обладают известными свойствами, скажем свойствами инерции: Когда частица движется в каком-то направлении, то делает она это до тех пор, пока на неё не подействуют силы. ( 1-ый Закон Ньютона) Следовательно, второй элемент - это силы. Считалось, что они бывают двух сортов:

Первый, чрезвычайно запутанный тип взаимодействия, т.е. сила скрепляющая атомы в разных их комбинациях. Она, например и решает, быстрее или медленнее начнет растворяться соль при нагревании.

I.

II.

.... Дальше идет график т ф-лы со стр. 8 ....

Другой сорт сил - это взаимодействие на далёких расстояниях ­притяжение, спокойное и плавное. Оно меняется обратно квадрату рассто­яния и именуется тяготением или гравитацией.

Закон её известен и прост:

[]=Н*м²/кг²

R - расстояние между материаль­ными точками.

m₁, m₂ - массы этих материальных точек

 - гравитационная постоянная

Но почему тела остаются в движении начав двигаться, или от чего существует закон тяготения - это было неизвестно.

С другой стороны классическая физика объяснила теорию электромаг­нитного поля. Т.е. электромагнитное полы может передавать волны.

Одни волны - это световые, их подразделяют на:

 Инфракрасные: =5*10^-4 .. 8*10^-7 м

 Видимые: =8*10^-7 .. 4*10^-7 м

 Ультрафиолетовые: =4*10^-7 .. 10^-9 м

 Радиоволны: =10³ .. 10^-4 м

 Рентгеновские: =2*10^-9 .. 6*10^-12 м

  - излучение:

Общее их название - электромагнитные волны.

Существование электромагнитных волн - т.е. переменного электромагнитного поля, распространяющегося в пространстве с конечной ско­ростью (С=3*10⁸ м/с) вытекает из теории Джеймса Максвелла.

В соответствие с этой теорией электромагнитная волна представляет собой процесс одновременного распространения в ( эфир) пространство изменяющихся электрического и магнитных полей, описываемых уравнением Максвелла, которые были сформулированы в 1865 г. на основе обобщения эмпирических законов электрических и магнитных явлений. ( классическая электродинамика)

D - вектор индукции электрического поля

E - напряженность электростатического поля

H - напряженность магн. поля

₀ - абсолютная диэлектрическая прони­цаемость среды

1-е уравнение Максвелла описывает возникновение магнитного поля при возникновении электрического поля, во времени (t):

a) в стационарной (интегральной) форме (E=const):

где

E - напряженность электрического поля

D - индукция электрического поля

l - расстояние на которое переносится заряд Q

s - площадь поверхности которую пронизывает электрическое поле

q - заряд (характеризующий поле в каждой точке пространства)

б) в дифференци­альной форме когда Еconst и учитывая из векторного анализа тео­ремы Стокса и Гаусса:

это правило можно представить в дифференциальном виде, характеризующем поле в каждой точке пространства:

 - объемная плотность заряда.

2-е уравнение Максвелла описывает возникновение вихревого электри­ческого поля при изменении индукции магнитного поля во времени:

а) (характеризующий поле в каждой точке пространства)в дифференци­альной форме когда Е<>const и учитывая из векторного анализа тео­ремы Стокса и Гауса: формулы Стационарная (интегральная) форма:

б) дифференциальная форма(характеризующий поле в каждой точке прост­ранства):

Если заряды и токи распределены в пространстве равномерно то обе формы уравнений Максвелла - интегральная и дифференциальная--эквива­лентны.

Т.о. созданное к концу прошлого столетия здание классической физики было очень странным

Большинство физиков было убеждено в том что они всё знают о при­роде что можно было узнать. Однако наиболее проницательные физики понимали что в здании клас­сической физики есть слабые места. Так например английский физик У. Томсон(он же лорд Кельвин) гово­рил что на горизонте безоблачного неба классической физики имеются два тёмных облачка - неудача попыток создания теории излучения абсолютно чёрного тела и противоречивое поведение эфира - гипоте­тической среды в которой предполагалось распространение световых волн(т.к. из теории Максвелла следует что световые волны попереч­ные то их носитель - мировой эфир должен обладать свойствами твёрдого тела.

Однако эфир не оказывает заметного воздействия на движущиеся тела. Настойчивые попытки преодолеть эти затруднения привели к неожи­данным результатам.