Семинар№2

Законы Ньютона описывают движение мат.частиц в макромире:

1. Всякое тело сохраняет состояние относительного покоя и неравномерного прямолинейного движения до тех пор, пока внешн.воздействия не изменят этого состояния. (принцип относительности Галиллея)

2. Ускорение, к-е приобретает мат.тело пропорционально действующей на тело силе, обратно пропорционально массе тела и по направлению совпадает с силой

А = F/m

3. Силы ,с к-ыми 2 тела действуют друг на друга, равны по модулю и направлены в противоположные стороны вдоль прямой, соединяющие эти тела

|F1| = - |F2|

F1 - Сила , ск-ой 1-е тело действует на тело и приложено к 1-му телу

F2 = Сила , с к-ой 1-е тело действует на 2-е тело приложима ко второму телу

Измерение – сравнение опред.величины с соответствующим эталоном

Прямое измерение – определяема величина, получена с помощью приборов

Косвенное – определ.величина вычисляется по формуле, к-ая содержит прямые измерения

Абсолютное значение измеряемой величины никогда не будет достигнуто , т.к. имеются ошибки и погрешности в измерении.

1. Приборные погрешности связаны с чувствительностью прибора

2. Систематически за счет неисправных приборов и неверно используемой формулы

3. Случайные ошибки могут быть субъективные и объективные(окр.среда)

Как избавиться от ошибок

Приборные ошибки можно уменьшить более точным прибором(нельзя полностью устранить)

Систематически можно полностью устранить

Случайные можно только уменьшить путем многократных измерений

Обработка результатов(прямых измерений)

Нужно определить истинные ,средние ,значения измеряемой величины

<х> = (х1+х2+х3+…хn)/ n

Нужно определить абсолютную и относительную ошибку:

Абсолютная ошибка для одного измерения:

Х1= | <x> - x1| ( x1)²

X2 = | <x>- x2| ( x2)² ( х1)²

Средняя квадтратичная ошибка для всех измерений

S _{<x> = ( x )}² / n(n1)

Е = S<x>/ <x> *100 %

Находим относительную ошибку

Правило округления

Разряд среднего значения в ок.ответе должен совпадать с разрядом абсолютной ошибки)

Относительная ошибка (Е) дается до 2-х значащих цифр

Е = 20

Ядерные реакции , 2 типа:

1. Деление(атомная бомба, АЭС. Используется на АЭС . В природе существую стабильный изотоп урана 238(атомная масса)всегда уран нужно 238 обогащать . в любой атомной бомбе должна быть критическая масса урана 235. ²³⁵U -> x+y+ 2n . в любом реакторе имеются стержни из графита , в к-ые вкраплены кадмий , атомы к-ого улавливают эти быстрые нейтроны.

2. Реакции ядерного синтеза(реакция идущая на звездах)водородная бомба. Эта реакция, к-ая происходит на солнце

4¹₁ H ²₂ He +2 e⁺(позитрон) + 2γ + Q

Водород – топливо для любой звезды(Солнце) Энергия этой реакции в 100 раз больше, чем реакции деления

Трудности в получении энергии реакции ядерного синтеза. Эта реакция будет идти 100 млн. С⁰. Учеными разработана концепция Токамака (реакция происходит в сильно магнитном поле) , к-е постепенно снимает эту температуру и на выходе получается большая энергия .

ЛЕКЦИЯ №3

Общие понятия в естествознании.

Материя? Движение? Время? Взаимодействия? Пространство? Взаимодействия?

Материя

Науч. Материя- это все то, что прямо или косвенно действует на органы чувств человека.

Фил. Материя – это реальность, данная нам в ощущениях и независимая от человека

Движение

Движение – это любое изменение, к-е происходит с материальными объектами в результате их взаимодействия.

Движение – это неотъемлемое свойство материи. Нет движения – нет материи. Нет материи – нет движения.

В современной физике различают 3 вида материи:

1. Вещество (осязаемая часть) Открыто было в античное время

2. Физические поля (открыто в сер. XIX века, Фарадеем)

3. Физический вакуум ( открыто в сер. XX века)

Вещество – это любой мат.объект, к-ый обладает массой. Кроме массы объекты могут иметь заряд( протон, электрон)

Примеры веществ:

- элементарные частицы (протон, электрон

- атом

-молекула

- твердые тела

- жидкие тела

- газообразные тела

- биологические объекты

- планеты

-звезды

Существуют 4 агрегатных состояния вещества:

*твердое

*жидкое

*газообразное

*плазма

Все мат.тела характеризуются различными параметрами

- координатами

-скоростями могут быть получены приборами (измерены)

-энергией

-температурой

-зарядом

Виды движения материи:

1. Механическое движение (перемещение тел)

2. Колебательное и волновое движение

3. Тепловое (хаотическое) движение

4. Процессы переноса (диффузия, теплопроводность, электропроводность)

5. Фазовые переходы (вода, замерзает, тает, превращается в пар)

6. Радиактивный распад

7. Химические и ядерные реакции

8. Эволюция живых организмов

Поле

В физике существует 2 определения поля:

Поле – это особое состояние среды, в каждой точке которого заданы параметры, которые характерезуют данное поле. (Поле температур – доменная печ, поле скоростей – скорость морского течения в зависимости от берегового рельефа)

Поле – это такой материальный фактор, который приводит к взаимодействию материальных тел, находящихся в этом поле (электрические, магнитные поля, свет, гравитационное поле)

Если рассматривать объекты макромира, то поле – то поле это противоположное по своим свойствам вещество. Поле не имеет массы, границ, свободно проходит через вещество

Если мы рассматриваем микромир, в нем нет принципиальных отличий м/д полем и веществом.

Копускулярно - волновой дуализм

Совмещение 2-х свойств – частиц имеет массу и движется как волна

Физический ваккум

Вакуум – это понятие было дано квантовой теорией, в вакуме есть частицы, он кипит и дышит. В нем происходит рождение частиц и и античастиц –> потом распадаются на свет и тепло

е^-+е⁺<->2γ+Q

Сейчас ученые считают, что вселенная возникла из возбужденного вакуума с большой энергией

Время (относительно, нообратимо)

Время выражает порядок смены физических состояний материальных объектов. Оно универсально, объективно существует.

В Античное время (Гераклит 4 век до н.э.) В одну и ту же реку нельзя войти дважды

Время, доступное нашему сознанию, это то что можно измерить с помощью часов.

В качестве часов используют любой подходящий физический процесс. Наиболее удобны периодические процессы, независимые от нас (времена года)

Мы считаем истинным постулат времени: Одинаковые во всех отношениях явления происходят за одинаковое время (день-ночь) Постулат проверить точно нельзя потому, что часы не идеальны. Нет совершенных часов. Существующие сейчас эталоны времени позволяют измерить время с погрешностью r=10^-11 секунд.

В классической механике Ньютона существует классическое (или истинное математическое) время: оно течёт всегда и везде совершенно равномерно и не зависит от каких либо физических процессов.

В теории относительности: абсолютное время не имеет никакого физического смысла, т.к. в природе нет никакого физическогопроцесса, что бы измерить абсолютное время.

Современное естествознание утверждает: время всегда относительно, нет абсолютного времени. Существует местное время.

Согласно теории относительности Энштейна существует 2 замедления времени:

1. Релятивисткое замедление времени (относительность) движущиеся часы замедляют свой ход по сравнению с такими же часами , которые неподвижны. Этот эффект становится заметным при скоростях близких к скорости света.

2. Гравитационное замедление времени – около больших масс часы замедляют свой ход (сильное поле тяготения) В самой большой массе время вообще останавливается. Это происходит в черных дырах.

В земных условиях эти эффекты очень маленькие, т.к. земля маленькая

Другое свойство времени – необратимость

Время одномерно и необратимо, обозначается стрелой времени: прошлое  будущее

Пространство

Пространство, в отличии от одномерного времени , пространство трехмерное

Для того, что бы узнать положение тела , нам необходимо 3 числа. В современной физике существует гипотеза, что пространство нашей вселенной имеет очень много измерений. Но наши органы чувств ощущают только три.

Пространство выражает порядок сосуществования физических тел. Это некая протяженная пустота, в которой могут находиться некие материальные тела.

Первая концепция пространства (геометрия Евклида) геометрия на плооскости

Евклидова геометрия изучает такие объекты, которые существуют вне времени и до середины 19 века она считалась единственной геометрией.

Ньютон ввел понятие обсолютного пространства, которое может быть абсолютно пустым (без материальных тел)

Абсолютного пространства как и абсолютного времени не существует.

Чтобы описать движение одного тела, мы должны взять другое тело в кач-ве тела отсчета. Мы Мы всегда рассматриваем движение одного тела относительно другого.

Вторая концепция пространства появилась в начале 19 века, выдвинул ее Я.Бальяй, а затем появилась концепция К. Гаусса, затем – у нашего ученого Н.И.Лобачевского

Они все рассматривали внутри сферы

В 60 х гг 19 века появилась геометрия Римара у него все было расположено на ШАРЕ

Право насуществование имеют все концепции Геометрия Евклида применима только к макромиру.

Неевклидова геометрия – только для МЕГА мира. Там происходит искривление пространства и времени из-за притяжения больших масс.

В классической механике понятия пространства и времени рассматриваются все отдельно

Специальная теория относительности (СТО)

Все связано – Пространсво и время связано с материей.

В СТО дана предельная скорость света – 300000 км/с

Ни одно тело не может двигаться быстрее скорости света.