Принцип относительности и постулаты Эйнштейна.

1 постулат Эйнштейна или принцип относительности: все законы природы инвариантны по отношению ко всем инерциальным системам отсчета. Все физические, химические, биологические явления протекают во всех инерциальных системах отсчета одинаково.

2 постулат или принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме постоянна и одинакова по отношении» к любым инерциальным системам отсчета. Она не зависит ни от скорости источника света, ни от скорости его приемника. Ни один материальный объект не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Более того, пи одна частица вещества, т.е. частица с массой покоя, отличной от нуля, не может достичь скорости света в вакууме, с такой скоростью могут двигаться лишь полевые частицы, т.е. частицы с массой покоя, равной нулю.

№6

Электромагнитная картина мира. Понятие «физическое поле». Концепции близкодействия и дальнодействия. Свет - электромагнитная волна. Фундаментальные типы взаимодействий в физике. Современные представления о механизмах взаимодействия.

Электромагнитная картина мира. Теория электромагнитного поля Максвелла ознаменовала собой начало нового этапа в физике. В соответствии с ней мир стал представляться единой электродинамической системой, построенной из электрически заряженных частиц, взаимодействующих посредством электромагнитного поля. Согласно электромагнитной картине мира материя существует в виде вещества и поля. Они строго разделены, и их превращение друг в друга невозможно. Главным из них является поле, а значит, основным свойством материи является непрерывность в противовес дискретности. Движение стало пониматься не только как простое механическое перемещение, но и как распространение колебаний в поле. Соответственно, законы механики Ньютона уступили свое господствующее место законам электродинамики Максвелла.

Физическое поле – одна их форм существования материи. Это понятие отражает тот факт, что электрические и магнитные силы действуют с конечной скоростью на расстоянии, взаимно и непрерывно порождая друг друга. Поле излучается, распространяется с конечной скоростью в пространстве, взаимодействует с веществом. Поля непрерывны, их основная характеристика - сила, они не обладают массой покоя, в одном и том же месте пространства могут одновременно находится многие физические поля, поля распространяются в виде электромагнитных волн.

Концепция близкодействия: взаимодействие между телами осуществляется посредством тех или иных полей, скорость распространения которых в пространстве не может быть больше скорости света.

Концепция дальнодействия: сформировалось при Ньютоне; взаимодействие между телами осуществляется непосредственно через пустое пространство, причём происходит мгновенно.

Свет – это электромагнитная волна, т.е. распространение в пространстве колебаний электромагнитного поля, вызванных ускоренным движением заряженных частиц. В XVII веке возникло две теории света: волновая и корпускулярная. Корпускулярную теорию предложил Ньютон, а волновую – Гюйгенс. Согласно представлениям Гюйгенса свет – волны, распространяющиеся в особой среде – эфире, заполняющем все пространство. Две теории длительное время существовали параллельно. Когда одна из теорий не объясняла какого-то явления, то оно объяснялось другой теорией. Например, прямолинейное распространение света, приводящее к образованию резких теней нельзя было объяснить исходя из волновой теории. Однако в начале XIX века были открыты такие явления как дифракция и интерференция. Во второй половине XIX века Максвелл показал, что свет – частный случай электромагнитных волн. Однако в начале XX века было обнаружено, что при излучении и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц.

Фундаментальные типы взаимодействий в физике:Гравитация - универсальное взаимодействие между любыми видами физической материи (обычным веществом, любыми полями физическими). Если это взаимодействие относительно слабое и тела движутся медленно по сравнению со скоростью света в вакууме с, то справедлив всемирного тяготения закон Ньютона. В случае сильных полей и скоростей, сравнимых с c, необходимо пользоваться созданной А. Эйнштейном общей теорией относительности (ОТО), являющейся обобщением ньютоновской теории тяготения на основе специальной относительности теории. Электромагнитное взаимодействие - обусловлено электрическими и магнитными зарядами, переносится фотонами. Силы взаимодействия между зарядами сложным образом зависят от положения и движения зарядов. Сильные и слабые ядерные взаимодействия – короткодействующие взаимодействия, проявляющиеся только в пределах размеров атомного ядра, т.е. в областях порядка десять в минус четырнадцатой степени метров. Слабое ядерное взаимодействие ответственно за многие процессы, обуславливающие некоторые виды ядерных распадов элементарных частиц с радиусом действия почти точечным: около десяти в минус восемнадцатой степени метров. Сильное ядерное взаимодействие препятствует распаду атомных ядер, и не будь его, ядра рассыпались бы из-за сил электрического отталкивания протонов; это взаимодействие самое сильное, электромагнитное слабее его на 2 порядка, слабое – на 14 порядков, а гравитационное меньше сильного на 39 порядков.

Современные представления о механизмах взаимодействия.

№7