Тема 5. От классической к неклассической физике. Термодинамика и электромагнетизм.

Характеристика эпохи. Социально-экономическое развитие в 18-19 вв. Расширение технологической базы естественных наук. Промышленный переворот. Крупная машинная индустрия.

Освоение ньютоновского метода. Теоретический фундамент классической физики. Физика тепловых и молекулярных явлений. Стохастические законы. Классическая термодинамика. Понятие энтропии. Обратимые и необратимые процессы.

Изучение магнитных и электрических явлений: краткая история. Электростатика. Грей. Дюфе. Лейденская банка (1745). Франклин. Понятие электрического заряда и закон его сохранения. Вольтов столб. Крутильные весы Кулона.

Как осуществляется взаимодействие двух зарядов? Дальнодействие. Электродинамика. Связь электричества и магнетизма. Ампер. Фарадей. Понятие поля. Поле и действие заряда в поле. Что такое поле? Силовые линии поля. Отрицательные и положительные заряды. Характеристики поля. Напряженность поля. Работа заряда. Электромагнитная индукция. Фарадей против атомизма. Дискретный характер механики и континуализм полевой концепции.

Теория света: краткая история. Законы, описывающие поведение света. Преломление. Декарт о преломлении света. Ньютон и Гюйгенс: гипотезы света. Корпускулярная модель. Волновая модель. Принцип Гюйгенса-Френеля. Первое измерение скорости света. Интерференция, дифракция, поляризация. Опыты Юнга. Волновое поведение света. Фуко и Физо: измерение скорости света в воде и воздухе. Продольна или поперечна световая волна? Как эфир взаимодействует с движущимся источником света? Проблема эфира.

Теория Максвелла. Эмпирический материал и законы поведения электричества. Уравнения. Связь электрического и магнитного полей. Основные положения единой теории поля. Электромагнитные и световые волны. Перпендикулярность волн. Герц. Радио. Механические модели эфира. Инвариантны ли уравнения Максвелла относительно преобразований Галилея? Механика Ньютона и теория Максвелла: общее и различия. Дальнодействие и близкодействие. Новые дифференциальные уравнения.

Открытия конца 19 в. Рентгеновские лучи. Электрон. Радиоактивность. Фотоэффект. Проблема объединения великих теорий и кризис в физике. Атом и химические элементы. Элементарные частицы. Кванты. Ультрафиолетовая катастрофа. Поле и вызов механике. Энергия и масса. Конец материи. Неэвклидовы геометрии. Кризис оснований математики.

Литература Основная

Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. М., 2003. С. 214-297.

Дополнительная

Азимов А. Популярная физика. М., 2006. С. 153-372, 411-572.

Дорфман Я.Г. Всемирная история физики. М., 2007. С. 256-347.

Карнап Р. Философские основания физики. М., 2006. С. 179-241, 253-299.

Пенроуз Р. Новый ум короля. М., 2004. С. 169-180.

Перельман Я.И. Занимательная механика. Знаете ли вы физику? М., 2006.

Пуанкаре А. О науке. М., 1983. С. 38-79, 103-196, 233-280, 525-631.

Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М. , 1997. С. 76-87, 134-154.

Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Вып. 3, 4, 5.

Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. – Эйнштейн А. Собр. Научных трудов. Т. 4.