Механистическая картина мира (мкм). Её основные понятия, законы и принципы.

Представление о материи. Описывается в рамках теории Демокрита (атомистической). Представление о пространстве. По Ньютону пространство трехмерно, описывается законами геометрии Евклида. Существует физическое пространство и абсолютное. Абсолютное пространство – это пустое вместилище физических тел. Понятие время. По Ньютону также существует физическое время, измеряющееся в Ньютон часах и существует абсолютное время (время, называется длительностью, равномерное течение, равномерное время, которое не зависит от пространства и материи). Свойства пространства – пространство трехмерно. Непрерывно, бесконечно, однородно и изотопно (выписать понятие все этих понятий). Представление о движении: В рамках механистической теории мира описывается 3 законами Ньютона и законом Всемирного тяготения. Любое сложное движение можно представить как сумму простых. Понятие взаимодействия – это механизм, способ передачи действия, в рамка МКМ. Взаимодействие описывается в рамках теории дальнодействия. то представление, по которому действие передается мгновенно через пустоту на любое расстояние. Концепция познаваемости мира. У Ньютона существует концепция «абсолютной истины». Знание об объекте не зависит от свойств познающего субъекта. Рождение науки об электричестве. Поэтому смотрим основные ключи:

Парадигмальной картиной мира является МКМ. Начало 19 столетия ознаменовалось открытиями в области электричества и магнетизма: Ханс Крестьян Эрстед, датский физик, 1820 года, открывает магнитную теорию проводников с током. Показывает, что силовые линии магнитного поля замкнуты. Направления силовых линий определяется по правилу «винта». Он также вводит понятие «напряженность» магнитного поля. Определяется Н. Андре Альпьер, математик, химик, ввел понятие «электродинамика». Теория электромагнитных явлений, выведенных непосредственно из тока. Создал теорию магнетизма на основе гипотезы молекулярных токов. 1826 год, ученый Симон Ом, который открывает «закон Ома». Сила тока = напряжение, деленное на сопротивление. Следующий этап – 1841 год, независимо друг от друга Джеймс Джоуль и Х. Ленц открывают следующие закономерности – Закон Джоуля-Ленца, который связывает теплоту проводника, при прохождении электрического тока, прямо пропорционально силе тока и времени пропускания. 1821 год Майкл Фарадей перед собой, как перед естествоиспытателем, ставит задачу превратить магнетизм в электричество. На решение этой проблемы потребовалось 10 лет. Он открывает закон электромагнитной индукции, суть которого сводится к следующему, возникновение тока в проводнике вблизи движущегося магнита. В 1832 году Фарадей запатентовал за собой открытие электромагнитных волн.

Следующий Джеймс Максвелл 1831-1879 годы. Знаменит тем, что создает теорию электромагнитного поля. Он вычислял, что электромагнитное поле должно иметь электромагнитные волны. Свет – это одна из разновидностей электромагнитных волн. Необходимо экспериментальное подтверждение существования электромагнитных волн в 1888 год, немецкий физик Генрих Герц впервые осуществил передачу электромагнитных волн большой длины. К конце 19 века физики выдвинули теорию, что материя существует 2 видов: 1) Дискретного вещества 2) Непрерывного поля. Различия между веществом полем.

Различия между веществом и полем сил: 1) Различают как корпускулярные, так волновые сущности. Вещество состоит из неделимых атомов и дискретно. Поле – энергия, непрерывно. 2) Различают по физическим характеристикам: Частицы вещества обладают массой покоя. Частицы поля не обладают массой покоя. 3) Различают по степени проницаемости. Вещество слабопроницаемо. Поле проницаемо полностью. 4) По скорости движения, распространения. Вещество движется со скоростями, значительно меньшими скорости света. Поле перемещается со скоростью света.

3) Теория относительности. Мост между механикой и электромагнетизмом. 1905 год – служащий Швейцарского патентного бюро, Альберт Эйнштейн, выпускает работу: «К электродинамике движущихся тел». В этой работе было сформулировано 2 основных постулата СТО: 1) Все инерциальные системы отсчета эквивалентны друг другу в отношении постановки в них любых физических экспериментов (механических, электромагнитных, тепловых, оптических). 2) Скорость света в вакууме не зависит от движения источника или наблюдателя, одинакова во всех инерциальных системах отсчета и является максимальной скоростью передачи любого сигнала. Следствия из СТО: 1) Изменяется закон сложения скоростей, а именно, если в классической механике В = В1+В2, а в релятивистской механике следующий вид : (формула). Путешествует со скоростями близкими, к скорости света. 2) Влияние скорости движения объекта на массу тела. С увеличением скорости движения объекта, увеличивается его масса тела, в соответствии со следующим выражением. Формула. Чем больше скорость, тем больше масса. 3) Относительность промежутка времени. Время зависит от скорости движения систем. Чем вые скорость движения систем, тем медленнее течет время. Соотношение следующее: (формула). Эффект близнецов.

4) С увеличением скорости движение происходит замедление времени. 5) Взаимосвязь массы и энергии. Энергия есть мера массы. Е=МС в квадрате.

1916 год - теория, которая базируется на принципе эквивалентности. F=масса * на ускорение. Масса, в данной формуле, есть инертная масса. Инертная масса – это мера сопротивления тел любому сопротивления тела любому изменению состояния его движения. В закон всемирного тяготения входит гравитационная масса. Исходя из того, что в гравитационным поле все тела, независимо от их массы имеют одно ускорение (ускорение свободного падения). Следовательно, инертная масса равна не инертной, при наличии гравитационного поля. Гравитационное поле – эквивалентно не инерциальной системе отсчета.

Следствия из принципа эквивалентности:

1) Отклонение лучей светов (фотонов) в гравитационном поле. Иными словами, свет, испускаемый тяготеющей массой, должен испытывать «красное смещение» (это смещение в длинноволновую часть спектра). Смещения линий света называется «красным смещением».

Экспериментальное подтверждение данного вывода было получено в 1919 году, а именно 29 мая, в момент полного солнечного затмения, был измерен угол отклонения света в гравитационном поле Солнца сэром Артуром Эддингтоном. Оказалось, что разница составляет всего лишь несколько секунд, отсюда следует, что выводы общей теории относительности получили экспериментальное подтверждение. А значит, луч света, обладающий инертной массой (а значит и гравитационной), искривляется в поле тяготения. Отсюда вывод о том, что пространство, время, материя тесно связаны между собой. Из СТО следует, что пространство и время связаны между собой, то здесь добавляется еще и материя.

Свойства пространства времени, которые стали наделять:

1) Пространство и время – объективны и реальны.

2) Пространство 3-мерно.

3) Время одномерно и течет только в одну сторону.

4) Пространство однородно и изотопно, а время только однородно.

1919 году немецкий математик Э. Неттер устанавливает взаимосвязь между свойства пространства времени и основными законами сохранения физики.