Тема 4. Электромагнитная теория

Традиции непрерывности и атомизма в античной натурфилософии. Проблема дискретности и континуальности в классической физике. Ньютонианская и картезианская научно-исследовательские программы. Принципы дальнодействия и близкодействия.

Исследование электрических и магнитных явлений в классической физике (А.Вольта, Ш.О.Кулон, А.Ампер). Формирование учения о поле (М.Фарадей). Установление взаимосвязи между электричеством и магнетизмом (Х.К.Эрстед). Открытие явления электромагнитной индукции и установление динамической связи между электричеством и магнетизмом (М.Фарадей). Электромагнитная теория Д.К.Максвелла. Физический смысл уравнений Максвелла. Экспериментальное подтверждение электромагнитной теории (Г.Р.Герц). Мировоззренческое значение теории электромагнитного поля. Представления классической физики о веществе и поле как двух качественно своеобразных видах материи.

Корпускулярная и волновая теории света. Установление электромагнитной природы света.

Тема 5. Концепции пространства и времени

Развитие представлений о пространстве и времени в истории науки. Субстанциальная и реляционная концепции.

Пространство и время в классической физике. Понятия абсолютного пространства и времени как основа классической механики И.Ньютона. Принцип относительности Г.Галилея. Преобразования Галилея.

Предпосылки релятивистской интерпретации пространства и времени. Неинвариантность уравнений электродинамики Максвелла в инерциальных системах отсчета относительно преобразований Галилея. Опыт Майкельсона-Морли. Постоянство скорости света в вакууме.

Гипотеза Г.Лоренца о зависимости пространственных и временных интервалов от скорости движения объектов. Преобразования Лоренца.

Создание А.Эйнштейном специальной теории относительности (СТО). Принцип постоянства скорости света в вакууме и принцип относительности Эйнштейна как основа СТО. Относительность одновременности. Зависимость пространства и времени от движения материальных объектов.

Природа релятивистских эффектов. Объективный характер относительности пространства и времени.

Четырехмерный пространственно-временной континуум Г.Минковского. Инвариантность мирового интервала в различных инерциальных системах отсчета.

Зависимость массы от движения материальных объектов.

Принцип единства пространства, времени, движения и материи. Пространство и время как формы существования материи.

Пространство и время в общей теории относительности (ОТО). Распространение принципа относительности на неинерциальные системы отсчета. Принцип эквивалентности как основа ОТО. Установление зависимости метрических свойств пространства–времени от гравитационных взаимодействий между материальными объектами. Физика и геометрия. Экспериментальная проверка ОТО.

Единство и многообразие пространственно-временных отношений материальных систем. Трехмерность, однородность и изотропность пространства. Одномерность, необратимость, однородность времени. Взаимосвязь пространственно-временных симметрий с законами сохранения физических величин.

Тема 6. Квантовая теория

Дискретная и континуальная концепции строения материи. Представления классической физики о веществе и поле как двух качественно различных видах материи. Фундаментальные открытия в физике в конце XIX – начале ХХ века и становление квантовой теории. Гипотеза квантов М.Планка. Использование квантовых представлений для объяснения законов фотоэффекта. Квантовая теория света А.Эйнштейна. Корпускулярно-волновой дуализм света.

Квантовая теория строения атома. Постулаты Н.Бора.

Гипотеза Луи де Бройля об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. Обнаружение волновых свойств вещества. Универсальность корпускулярно-волнового дуализма как естественнонаучное обоснование философской идеи единства дискретности и непрерывности в структуре материи.

Соотношение неопределенностей В.Гейзенберга. Идея неконтролируемого взаимодействия макроприбора с микрочастицей. «Свобода воли электрона» (В.Гейзенберг). Принцип дополнительности Н.Бора.

Вероятностный характер процессов в микромире. Волновая механика Э.Шредингера. Волны вероятности. Проблема обоснования статистического характера законов квантовой механики. Критика индетерминистского толкования поведения микрочастиц. Квантовая механика и вероятностный детерминизм.

Квантовая механика и принцип соответствия Н.Бора.

Квантовая электродинамика и релятивистская квантовая механика.