- •Тема 5. Концепция классической и современной физики 1
- •Тема 5. Концепция классической и современной физики
- •5.1. Уровни строения материи
- •5.1.1. Структурность и системность материи
- •5.1.2. Структурные уровни вещества
- •5.1.3. Классы материальных систем
- •5.2. Формирование взглядов на строение материи
- •5.2.1. Научная концепция механики Ньютона
- •5.2.2. Детерминированность ньютоновской картины мира
- •5.2.3. Принцип относительности. Инвариантность
- •5.3. Фундаментальные концепции
- •5.3.1. Фундаментальные взаимодействия
- •5.3.2. Концепция пространства
- •5.3.3. Концепция времени
- •5.4. Основные положения физики оптических явлений
- •5.4.1. Волновая оптика
- •5.4.2. Интерференция и дифракция света
- •5.5. Электромагнетизм
- •5.5.1.Понятие электромагнитного поля.
- •5.5.2. Электромагнитная картина мира
- •5.5.3. Квантово-механическая концепция описания микромира
- •5.5.5. Фотонная теория а. Эйнштейна
- •5.5.6. Гипотеза Луи де Бройля о волновых свойствах материи
- •5.5.7. Концепция корпускулярно-волнового дуализма
- •5.5.8. Принцип соотношения неопределенностей в. Гейзенберга и принцип дополнительности н. Бора
- •5.6. Атомистическая концепция строения материи.
- •5.6.1. Первые модели атома Дж. Томсона и э. Резерфорда
- •5.6.2. Постулаты н. Бора при обосновании теории атома
- •5.6.3. Дальнейшее развитие концепции атомизма
- •5.7. Мир элементарных частиц
- •5.7.1 Понятие об элементарных частицах
- •5.7.2. Фундаментальные элементарные частицы
- •5.7.3. Кварковая модель микромира
5.2. Формирование взглядов на строение материи
5.2.1. Научная концепция механики Ньютона
В основе классической механики лежит концепция Ньютона. В ньютоновской концепции под физическими событиями следует понимать движение материальных точек в пространстве, управляемое неизменными законами. Материальная точка есть единственный способ нашего представления реальности, поскольку реальное способно к изменению.
В 1667 г. Ньютон сформулировал три закона динамики, составляющие основной раздел классической механики. Законы Ньютона рассматривают обычно как систему взаимосвязанных законов.
Схема-законы Ньютона
рис. 3-1
Первый закон Ньютона: Стремление тела сохранить состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью, или инерцией. Поэтому первый закон Ньютона называют также законом инерции.
Второй закон Ньютона: ускорение (а), приобретаемое материальной точкой (телом), пропорционально вызывающей его силе и обратно пропорционально массе (m) материальной точки (тела).
Ускорением характеризуется быстрота изменения скорости движения тела.
Масса тела - физическая величина - одна из основных характеристик материи, определяющая ее инерционные (инертная масса) и гравитационные (тяжелая или гравитационная масса) свойства.
Сила - это векторная величина, мера механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого тело приобретает ускорение или изменяет свою форму и размеры.
Второй закон Ньютона справедлив только в инерциальных системах отсчета. Первый закон Ньютона можно получить из второго. Действительно, в случае равенства нулю равнодействующих сил (при отсутствии воздействия на тело со стороны других тел) ускорение также равно нулю. Однако первый закон Ньютона рассматривается как самостоятельный закон, а не как следствие второго закона, поскольку именно он утверждает существование инерциальных систем отсчета.
Третий закон Ньютона определяет взаимодействие между материальными точками (телами) и позволяет осуществить переход от динамики отдельной материальной точки к динамике системы материальных точек, характеризующихся парным взаимодействием.
Таковы, в самых общих чертах, классические представления о законах И.Ньютона.
5.2.2. Детерминированность ньютоновской картины мира
Механика Ньютона легла в основу механистической картины мира.
Согласно этой картине причина движения во Вселенной - Бог, который подобен часовщику, раз и навсегда заведшему механизм часов.
После этого мир развивается по своим законам, в которых все существующее имеет свою причину (детерминизм) и потому механистическая картина мира является детерминистической.
Причинно-следственный характер можно осознать, используя многомерное причинно-следственное тождество законов сохранения симметрии двойственного отношения "причина-следствие".
Открытые Ньютоном принципы механики означали переход от натурфилософии к точному экспериментальному описанию процессов (Перемен).
Согласно современным представлениям классическая механика имеет свою область применения: ее законы выполняются для относительно медленных движений тел, скорость которых много меньше скорости света.
В то же время практика показывает: классическая механика - безусловно истинная теория и таковой останется, пока будет существовать наука.