- •Вопрос 1. Естествознание как единая наука о природе. Иерархия уровней культуры.
- •Вопрос 2. Специфика науки как вида деятельности. Критерии научного сознания. Проблема познаваемости мира.
- •Вопрос 3. Критерии научности. Структура научного знания. Эмпирический и теоретический уровни научного знания.
- •Вопрос 4. Методы и средства научного познания.
- •Билет №5.Наука как социальное явление. Модели развития науки.
- •Вопрос 6. Древнегреческий этап развития естествознания.
- •Вопрос 7. Научное мышление в эпоху Средневековья.
- •Вопрос 8. Классическая эпоха в естествознании 17-19 века
- •Вопрос №9. Механистическая картина мира.
- •Вопрос 10. Неклассический этап развития естествознания с н.20 века по 70-е гг. 20 века
- •Вопрос 11 Постнеклассический этап развития естествознания
- •Вопрос 12. Современные подходы к периодизации естествознания. История естествознания как смена научных парадигм. Ньтоновская и эволюционная парадигмы.
- •Вопрос 13. Механика ньютона как пример динамической теории. Идеализация и ограниченность классической механики.
- •Вопрос 14. Триумф небесной механики. Механический детерминизм как фундамент классического мировоззрения
- •Вопрос 15. Фундаментальная симметрия пространства и времени,ее связь с законами сохранения
- •Вопрос 16 Концепции дальнодействия и близкодействия.Понятие материального поля.Классические представления о природе света.
- •Вопрос 17 Непрерывность и дискретность в описании структуры материи.
- •Вопрос 18. Историческое развитие концепции пространства и времени в естествознании. Становление специальной теории относительности(сто)
- •Вопрос 19 Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренса. Относительность одновременности.
- •Вопрос 20. Основные следствия из преобразований Лоренса. «Сокращение» длины движущихся объектов. «Замедление» хода движущихся часов.
- •Вопрос 21. Релятивистская динамика. Связь между массой и энергией.
- •Вопрос 22. Концепция искривленного 4-мерного пространства-времени в ото:
- •Вопрос 23.Современная наука о пространстве и времени. Описание пространства и времени в ведущих физических теориях.
- •Вопрос 24. Развитие представлений о природе тепловых явлений. Начало термодинамики. Цикл Карно.
- •Вопрос 25. Проблема необратимости и ее статическое решение.
- •Вопрос 26. Термодинамический и статический смысл понятия энтропии:
- •Вопрос 27. Проблема «тепловой смерти» Вселенной: возникновение и современное решение.
- •Вопрос 28. Динамические и статистические закономерности в естествознании. Особенности описания состояний в динамических и статистических теориях. Проблема детерминизма
- •Вопрос 29.Зарождение и развитие квантовых представлений в естествознании.
- •Вопрос 30.Квантовая механика как пример статистической теории. Описание состояния и движения микрообъектов. Принцип суперпозиций квантовых сил.
- •Вопрос 31. Принцип дополнительности и его применение к описанию динамики объектов. Корпускулярно-волновой дуализм.
- •Вопрос 32. Принцип неопределённости Гейзенберга как частное выражение принципа дополнительности
- •Вопрос 33. Основные представления о квантовой теории атомов и зонной теории кристаллов.
- •Вопрос 34. Историческое развитие идей атомизма. Квантовый механизм взаимодействия элементарных частиц. Современные представления о классификации элементарных частиц.
- •Вопрос 35.Фундаментальные взаимодействия в природе. Их характеристики и перспективы объединения.
- •Вопрос 36. Парадоксы классической космологии и их разрешения.
- •Вопрос 37. Современная космология о ранних стадия эволюции Вселенной.
- •Вопрос 40 Строение Земли и основные характеристики ее оболочек. Термодинамика Земли.
- •Вопрос 41. Образование и основные этапы эволюции Земли.
- •Вопрос 46.Особенности эволюционных процессов в природе,их отличие от динамических и статистических закономерностей. Общее описание процесса самоорганизации в неравновесных системах.
- •Вопрос 47. Общие свойства систем, способных к самоорганизации.
- •Вопрос 48. Примеры самоорганизующихся систем в физике.Конвективные ячейки Бенара.Лазеры.
- •Вопрос 49.Открытие диссипативные системы в химии и биологии. Примеры самоорганизации.
- •Вопрос 50. Синергетический подход к анализу экономических явлений и моделированию социальных процессов.Примеры.
- •Вопрос 51.Проблемы прогнозирования в контексте синергетики. Динамический хаос.Фракталы.
- •Вопрос 37(дополнение).Из уравнений ото вселенная расширяется.
Вопрос 19 Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренса. Относительность одновременности.
СТО – очень идеализированная теория.
Основана на 2-х постулатах (положениях, кот. теория полагает за истину, но доказать не может.) :
-
Принцип относительности – все законы природы не меняются при переходе от одной ИСО (инерциальная система отсчета) в другую. Т.е. равноправие всех ИСО.
-
Принцип инвариантности скорости света: Скорость света в вакууме одинакова во всех ИСО и не зависит от движения источников и приемников света.
Следствие из постулатов: Скорость света в вакууме предельна. Сигнал распространяется не мгновенно, а с конечной скоростью, ее предел – скорость света
Преобразования Лоренса:
x’= y’=y t’= (1)
x= y=y’ t= (2) Время смешивается с пространственными координатами. Формулы (1) и (2) симметричны, следовательно, обе системы отсчета равноправны.
При малых скоростях V<<c преобразования Лоренса переходят в преобразования Галилея. Теория относительности не отвергает преобразования Галилея, как неправильные, а включает их как частный случай, где V<<c. В этом выражается принцип соответствия, сформулированный Н.Бором в 1923. Суть этого принципа такова: «Каждая новая теория не отвергает предыдущую, а включает ее в себя на правах частного случая».
Если V>c, то подкоренные выражения <0 следовательно преобразования Лоренса теряют смысл. В формулы преобразования времени входит пространственная координата – это указывает на связь между пространством и временем => нельзя рассматривать пространство и время независимо.
Если в эти формулы подставить c=∞, то преобразования Лоренса переходят в преобразования Галилея.
Относительность одновременности: В Ньютоновской механике было понятие абсолютного времени. Это означало, что если 2 события происходят одновременно в одной системе =>они одновременны в любой другой системе отсчета. Такое классическое понятие одновременности интуитивно, основано на представлениях о мгновенной передаче сигналов. А Эйнштейн хотел ввести понятие одновременности, основанное на опыте, и предположил установить одновременность с помощью световых сигналов. Новое определение одновременности: «В любой ИСО события А и В считают одновременными, если световые сигналы, испущенные из точек А и В в моменты, когда произошли события, достигнут середины отрезка АВ одновременно.»
Эксперимент: «поезд Эйнштейна». Рассмотрим жесткий стержень АВ:
В точке О – источник света, в точках А и В – приемники света. Этот стержень может двигаться с V=const.
Пусть в момент времени t=0 в точке О вспыхнула лампочка, К’ - система, связанная со стержнем, относительно нее стержень неподвижен.
Скорость света(с) – одинакова во всех направлениях =>приемники А и В зарегистрируют вспышку одновременно.
ОА=ОВ=>-время, за кот. свет пройдет ОА.
Система отсчета К: относительно нее стержень движется в сторону В. Приемник А сработает раньше, чем приемник В.
Вывод из эксперимента: Т.о. одновременность не абсолютна, а относительна. События, одновременные для неподвижного наблюдателя неодновременны для движущегося. Нет единого универсального времени для всей Вселенной.