1. Фундаментальные физические взаимодействия: гравитационные, электромагнитные, сильные и слабые; основные характеристики и значение в природе. Особая роль электромагнитных взаимодействий.
Взаимодействие – философская категория, отражающая процессы воздействия объектов друг на друга, их взаимную обусловленность и порождение одним объектом другого .
Фундаментальные взаимодействия – качественно различающиеся типы взаимодействия элементарных частиц и составленных из них тел
Эволюция теорий фундаментальных взаимодействий:
До 19 века:
= гравитационные (Галилей, Ньютон-1687);
= электрические (Гильберт, Кавендиш-1773 и Кулон-1785);
= магнитные (Гильберт, Эпинус-1759 и Кулон-1789)
Рубеж 19 и 20 веков:
= электромагнитные (электромагнитная теория Максвелла-1863);
= гравитационные (общая теория относительности Эйнштейна-1915)
Роль гравитационных взаимодействий в природе:
Гравитационные взаимодействия:
=
закон всемирного тяготения 
;
= сила притяжения между планетами Солнечной системы;
сила тяжести
Роль электромагнитных взаимодействий в природе: Электромагнитные взаимодействия:
=
закон Кулона 
;
= внутри- и межатомные взаимодействия;
= сила трения, сила упругости,…;
= электромагнитные волны (свет) Роль сильных взаимодействий в природе: Сильные взаимодействия:
= малый радиус действия (~10 -13 м);
= примерно в 1000 раз сильнее электромагнитных;
= убывают примерно по экспоненте;
= являются насыщенными;
= отвечают за стабильность атомного ядра
Роль слабых взаимодействий в природе Слабые взаимодействия:
= очень малый радиус действия (~10 -18 м);
= примерно в 100 раз слабее электромагнитных;
= являются насыщенными;
= отвечают за взаимные превращения элементарных частиц
2. Электрический заряд и его основные свойства: биполярность, дискретность, инвариантность; микроскопические носители электрических зарядов, понятие о кварках; закон сохранения электрического заряда; физические модели заряженных тел.
Электрический заряд – это физическая скалярная величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия;
*обозначается q или Q;
*измеряется в системе единиц СИ в кулонах
Основные свойства электрического заряда:
Биполярность:
существуют электрические заряды двух знаков – положительный (стеклянная палочка) и отрицательный (эбонитовая палочка);
*одноименные заряды отталкиваются, а разноименные – притягиваются Аддитивность:
*электрический заряд физического тела равен алгебраической сумме электрических зарядов находящихся в нем заряженных частиц – микроскопических носителей электрического заряда Дискретность:
*существует некоторый наименьший, далее не делимый элементарный заряд, так что заряд любого тела является кратным этому элементарному заряду (Милликен-1906)
Основные свойства электрического заряда
Равенство модулей положительно-го и отрицательного элементарных электрических зарядов:
модули зарядов электрона и протона равны с высокой точностью
Инвариантность:
величина электрического заряда не зависит от системы отсчета в которой он измеряется
это
отличает его от массы тела
Закон сохранения:
*алгебраическая сумма электрических зарядов тел (частей тела, элементарных частиц), составляющих замкнутую систему, остается неизменной при любых взаимодействиях между ними; включая аннигиляцию (исчезновение) вещества
электрон
– носитель отрицательного элементарного
электрического заряда (
протон
–
носитель положительного элементарного
электрического заряда ( 
)
кварк — гипотетическая фундаментальная частица в Стандартной модели, обладающая электрическим зарядом, кратным e/3
3. Закон Кулона: физическая сущность и значение в электродинамике; векторная форма записи закона и принцип суперпозиции электростатических сил; методы экспериментальной проверки закона и границы его применимости.
Закон Кулона - Два неподвижные точечные электрические заряды, находящиеся в вакууме, взаимодействуют между собой с силами, пропорциональными величине этих зарядов и обратно пропорциональными квадрату расстояния между ними
Векторная форма записи закона Кулона
Методы экспериментальной проверки закона Кулона
1. Метод Кавендиша (1773):
заряд на проводящей сфере распределяется только по ее поверхности;
Уильямс, Фоллер и Хилл-1971
2. Метод Резерфорда:
опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц на ядрах золота (1906)
эксперименты по упругому рассеянию электронов с энергией порядка 10+9 эВ