7. Физическая сущность и основные выводы специальной и общей теории относительности.

1. Специальная теория относительности (СТО) созда­на А. Эйнштейном. Все положения (СТО) математически следуют из 2 принципов: постоянства скорости света; расширенного принципа относительности Галилея.

Если скорость света постоянна для всех инерциальных систем, а они все равноправны, то физические величины длины тела, промежутка времени, массы для разных сис­тем отсчета будут различными.

Для промежутка же времени, длительности какого-либо процесса - наоборот. Время будет "растягиваться", течь медленнее в движущейся системе по отношению к неподвижной, в которой этот процесс будет более быстрым. Эффекты специальной теории относительности будут обна­руживаться при скоростях, близких к световым. При скоростях значительно меньше скорости света формулы СТО переходят в формулы классической механики. Теория относительности доказала, что не существует ни абсолютного вре­мени, ни абсолютного пространства.

В общей теории относительности Эйнштейн доказал, что структура пространства - времени определяется распределением масс материи. Сами материальные тела, их распределение в простран­стве и движение полностью определяют геометрию пространства и свойства времени. Теория относительности показала единство пространства и времени, выражающееся в совместном изменении их характеристик в зависимости от концентрации масс и их движе­ния. Время и пространство перестали рассматриваться независимо друг от друга, и возникло представление о пространственно-временном четырехмерном континууме.

По Эйнштейну, суть теории относительности такова: раньше считали, что если каким-нибудь чудом все мате­риальные вещи исчезли бы вдруг, то пространство и вре­мя остались бы. Согласно же теории относительности вместе с вещами исчезли бы и пространство, и время.

Итак, теория относительности основывается на посту­латах постоянства скорости света и одинаковости законов природы во всех физических системах, а основные ре­зультаты, к которым она приходит: относительность свойств пространства - времени; относительность массы и энергии; эквивалентность тяжелой и инертной масс (все тела, независимо от их состава и массы, падают в поле тяготе­ния с одним и тем же ускорением).

8. Динамические и статистические закономерности в природе, соотношение между ними. Принцип соответствия Бора.

Динамическая закономерность – форма причинной связи, при которой данное состояние системы однозначно определяет все ее по­следующие состояния. В силу этого знание на­чальных условий дает возможность точно пред­сказать дальнейшие состояния системы.

Статистическая закономерность – это форма причинной связи, при которой данное состояние системы определяет ее последую­щее состояние не однозначно, а лишь с опреде­ленной вероятностью, являющейся мерой воз­можности реализации заложенных в прошлом тенденций изменения.

Динамическая и статистическая закономер­ности являются различными формами проявле­ния закономерной связи между предшествующи­ми и последующими состояниями материальных систем. Динамические закономерности дейст­вуют в автономных, мало зависящих от внешних воздействий системах с относительно неболь­шим числом элементов (например, движение планет в Солнечной системе). Статистические закономерности действуют во всех неавтоном­ных, зависящих от постоянно меняющихся внеш­них условий системах с очень большим количест­вом элементов (биологические системы).

В 1918 в статье «О квантовой теории линейчатых спектров» Бор сформулировал количественно так называемый принцип соответствия, связывающий квантовую теорию с классической физикой. Бор дал чёткую формулировку принципу соответствия:

…«принцип соответствия», согласно которому наличие переходов между стационарными состояниями, сопровождающихся излучением, связано с гармоническими компонентами колебания в движении атома, определяющими в классической теории свойства излучения, испускаемого вследствие движения частицы. Таким образом, по этому принципу, предполагается, что всякий процесс перехода между двумя стационарными состояниями связан с соответствующей гармонической компонентой так, что вероятность наличия перехода зависит от амплитуды колебания, поляризация же излучения обусловлена более детальными свойствами колебания так же, как интенсивность и поляризация излучения в системе волн, испускаемых атомом по классической теории вследствие наличия указанных компонент колебания, определяется амплитудой и другими свойствами последних.

Принцип соответствия сыграл огромную роль и при построении последовательной квантовой механики.