Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова




НазваниеЛ. Р. Родкина Е. Э. Шмакова
страница4/30
Дата публикации24.04.2013
Размер1.63 Mb.
ТипДокументы
skachate.ru > Физика > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   30
^

2.3. Контрольные вопросы


1. В чем заключается явление радиоактивности?

2. Какова природа радиоактивного излучения?

3. Запишите закон радиоактивного распада.

4. Что называют периодом полураспада?

5. Расскажите о модели ядра.

6. Дайте характеристику ядерным силам.

7. Что такое космическое излучение?

8. Какие частицы называются элементарными?

9. Расскажите о взаимном превращении вещества и поля.

10. Какие классы частиц вы знаете?

11. Что понимают под искусственной радиоактивностью?

12. Расскажите о получении и применении радиоактивных изотопов.

13. Какое биологическое воздействие оказывает радиоактивное излучение на живой организм?

14. Какие модели зарождения Вселенной вы знаете?

15. Расскажите о концепции возникновения Вселенной из элементарных частиц.

16. Объясните явление Доплера.

17. Сформулируйте закон Хаббла.

18. Какие теории подтверждают Big Bang?

19. Что вы понимаете под Метагалактикой?

20. Как называется наша галактика и что она из себя представляет?
^

Глава 3
Концепция пространства
и времени

3.1. План семинарского занятия


1. Основные свойства пространства.

2. Основные свойства времени.

3. Пространство и время в теории относительности Эйнштейна.

4. В чем проявляется однородность и изотропность пространства?

5. Пространство и время в физике микромира.

6. Пространственно-временные представления квантовой механики.

7. Прерывность и непрерывность пространства и времени в физике микромира. Проблема макроскопичности пространства и времени в микромире.

8. Системы отсчета. Инерциальные системы отсчета.

9. Преобразования Галилея. Преобразования Лоренца.
^

3.2. Теоретическое обоснование темы


Любой физический процесс протекает в пространстве и во времени. Это видно хотя бы из того, что во всех областях физических явлений каждый закон явно или неявно содержит пространственно-временные величины – расстояния и промежутки времени.

Расстояния измеряются масштабами, основным свойством которых является то, что два однажды совпавших по длине масштаба всегда остаются равными друг другу, то есть при каждом последующем наложении совпадают. Промежутки времени измеряются часами, причем роль последних может выполнять любая система, совершающая повторяющийся процесс. В механистической картине мира понятие пространства и времени вне связи со свойствами движущейся материи. В механике рассматриваются лишь обратимые процессы, что значительно упрощает действительность.

Основной чертой представлений классической механики о размерах тел и промежутках времени является их абсолютность: масштаб имеет всегда одну и ту же длину независимо от того, как он движется относительно наблюдателя. Двое часов, имеющих одинаковый ход и приведенных однажды в соответствие друг с другом, показывают одно и то же время независимо от того, как они движутся.
^

Принцип относительности
в классической механике


Впервые этот принцип был установлен Галилеем, но окончательную формулировку получил лишь в механике Ньютона. Для понимания его нам придется ввести понятие системы отсчета, или координат.

Пространство является «плоским» или евклидовым, т.е. удовлетворяет геометрии Евклида. Для определения положения в пространстве Рене Декарт (1596–1650 г.) ввел прямоугольную систему координат – x, y, z («декартовы координаты»).

Исаак Ньютон (1643–1727 г.) открыл новые свойства пространства, а именно способность динамически действовать на материальные тела. Равномерные движения у Ньютона относительны, а ускорения – абсолютны. Причины, вызывающие ускорения движения, он назвал силами. Ускорение приводит к возникновению сил инерции.

Для полного задания положения точки недостаточно указания лишь одного расстояния, опыт показывает, что для определения положения некоторой точки по отношению ко всем остальным необходимо задание трех расстояний. Это свойство пространства носит название трехмерности.

Изучая характер движения тел, можно установить, что свойства пространства одинаковы в различных точках, а в каждой точке одинаковы во всех направлениях, то есть пространство однородно и изотропно. Из тех же эмпирических законов движения следует, что различные моменты времени эквивалентны друг другу, то есть время однородно.

Уравнения движения связывают между собой состояния механической системы в различные моменты времени.

Как уже отмечалось, для изучения физических явлений необходимо располагать некоторой системой отсчета. Можно взять любую из бесчисленного множества как угодно движущихся относительно друг друга систем отсчета. Однако законы природы в различных системах отсчета имеют различный вид. Если взять произвольную систему отсчета, то может оказаться, что даже законы совсем простых явлений будут выглядеть в ней весьма сложно. Естественно, возникает задача отыскания такой системы отсчета, в которой законы природы выглядели бы возможно более просто; такая система отсчета наиболее удобна для описания физических явлений. Среди систем отсчета особо выделяют инерциальные системы, которые находятся относительно друг друга либо в покое, либо в прямолинейном равномерном движении. Особая роль инерциальных систем отсчета заключается в том, что для них выполняется принцип относительности: во всех инерциальных системах все механические процессы описываются одинаковым образом.

В инерциальной системе отсчета все направления физически эквивалентны и различные точки пространства по своим физическим свойствам одинаковы.

В соответствии с принципом относительности уравнения, выражающие законы природы должны оставаться неизменными, или, как говорят, инвариантными во всех инерциальных системах отсчета. Другими словами, уравнение, описывающее некоторое явление, будучи выражено через координаты и время в различных инерциальных системах отсчета, должно иметь один и тот же вид. Однако законы пространственно-временных преобразований при переходе от одних инерциальных систем отсчета к другим, зависят от свойств пространства, времени и движения.

Указанные свойства инерциальных систем отсчета приводят к тому, что свободное движение материальной точки в этих системах совершается с постоянной скоростью. Этот результат известен под названием закона инерции. В частности, как мы и предполагали ранее, если в некоторый момент времени скорость материальной точки равна нулю, то она будет оставаться в покое неограниченно долго.

Если мы рассмотрим систему отсчета, движущуюся относительно инерциальной системы произвольным образом, то она, вообще говоря, уже не будет инерциальной системой. Отсюда не следует, однако, что существует только одна инерциальная система отсчета. Легко видеть, что таких систем существует бесчисленное множество, причем все инерциальные системы отсчета совершают друг относительно друга равномерное и прямолинейное движение.

В 1905г. А. Эйнштейн (1879–1905 г.) предложил совершенно новую теорию пространства и времени СТО (специальную теорию относительности). Основу этой теории составляют два постулата 1) скорость света в вакууме постоянна и не зависит от движения наблюдателя или источника света; 2) все физические явления (механические и электрические) происходят одинаково во всех телах, движущихся относительно друг друга прямолинейно и равномерно. Принятие этих принципов означало изменение длин и времен в соответствии с преобразованиями Х. Лоренца(1853–1928 г.) для тел, движущихся со скоростями близкими к скорости света. Время и пространство объединяются в 4х-мерное пространство – время.

Специальная теория относительности возникла из электродинамики и значительно упростила вывод законов и уменьшила количество независимых гипотез, лежащих в ее основе. Однако, чтобы стать согласованной с постулатами специальной теории относительности, классическая механика нуждается в некоторых изменениях. Эти изменения касаются в основном законов быстрых движений, скорость которых сравнима со скоростью света. В земных условиях мы встречаемся со скоростями значительно меньшими скорости света, и поэтому поправки, которые требует вносить теория относительности, имеют крайне малую величину, и ими можно пренебречь.

В 1916 г. А. Эйнштейн включил СТО в свою общую теорию относительности (ОТО), или обобщенную теорию тяготения. Свойства пространства и времени в его теории определяются распределением и движением материи в пространстве. При наличие пространства тяготеющих масс, а следовательно и поля тяготения, пространство искривляется, становится неевклидовым.

Вопрос о трехмерности пространства в нашем восприятии и связи его с законом тяготения интересовал ученых со времен Канта.

В 1917 г. П. Эренфест, исследуя этот вопрос, указал, что закон «обратных квадратов» обусловлен трехмерностью пространства. При n неравным трем не существовало бы Солнечной системы и устойчивых орбит в атомах, т.е. не было бы химических процессов в жизни. В 1955 г. Математик Г. Дж. Уитроу заключил, что поскольку живым организмам необходимы передача и обработка информации, то высшие формы жизни не могут существовать в пространстве четной размерности.
^

О времени


Понимание времени, увлекающее мир в непрерывное движение получило четкое определение, начиная от Гераклита (530–470 до н.э.), Платона (428–347 до н.э.). Первая физическая теория времени дана И. Ньютоном, который время ставит первой величиной. Ньютоново отношение ко времени сохранилось и в СТО Эйнштейна, называемой «неклассической», которая заменила пространство и время Ньютона на пространство- время Г. Минковсого (1864–1909). (Пространственно-временной континиум). Механика теории относительности носит название релятивистской.

Направленность времени, связанная с эволюцией систем, в физических картинах мира следует из второго начала термодинамики. Долгое время ее считали иллюзией, тем более, что дарвинский естественный отбор казался противоречивым термодинамике. Направленность времени, определяющая принципы причинности, отличает временные координаты от пространственных.

В современной картине мира в основу положены необратимые процессы, и поэтому возможно единообразное описание живой и неживой природы.

Можно заглянуть в прошлое нашей планеты по периоду полураспада радиоактивных элементов. Меньшие промежутки времени, связанные с расстояниями в микромире измеряют через скорость света.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   30

Похожие:

Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconВыступление Михаила Шмакова на общественно-политическом журнале «Признание» №44-45 2007-2008
Михаил Шмаков: «Профсоюз заставляет работодателя относиться к работнику не как к винтику, а как к человеку»
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconВ. С. Барашенков, М. В. Ляблин, Н. Л. Шмакова, Я. Г. Гальперин
Сравнение групп 100 гамма-облученных, потреблявших "энерголизованную" воду мышей и 100 таких же контрольных, содержавшихся на обычной...
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconЛ. А. Шмакова финансовый анализ
Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром высшего профессионального образования в качестве учебного пособия...
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconДоклад председателя фнпр м. В. Шмакова
Тем не менее, я хотел бы остановиться на нескольких наиболее существенных моментах прошедшего пятилетия. А также – зафиксировать...
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconДоклад Председателя фнпр шмакова М. В. на заседании Генерального...
Сегодня мы рассматриваем один из важных вопросов нашей деятельности, по которому нам необходимо и высказать свою позицию, и принять...
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconВыступление делегата профсоюзов России Михаила Шмакова на 102-й сессии...
Этот доклад посвящен столетней годовщине мот, но его идеи мобилизуют нас на практические дела уже сегодня, во имя торжества идеалов...
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconДоклад Председателя фнпр м. В. Шмакова "О ходе выполнения решений...
Оду пятилетки присваивать названия. Первый год пятилетки, второй, определяющий, решающий, завершающий. В этом смысле 2013 год определяющий,...
Л. Р. Родкина Е. Э. Шмакова iconМетодические указания и задания к контрольным работам для студентов...
Финансовый анализ [Текст]: Методические указания и задания к контрольным работам для студентов специальности 080105 «Финансы и кредит»...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
контакты
skachate.ru
Главная страница