6. Современная физическая картина мира.

Лекция 42. Элементарные частицы. Их классификация и взаимопревращаемость. Кварки. Вещество и поле. Четыре типа фундаментальных взаимодействий. Понятие об основных проблемах современной физики.

3. Пояснения к курсу лекций

Студент должен хорошо уяснить, что представляет собой предмет физики, какое место она занимает среди других наук и какова ее роль в формировании научного диалектико-материалистического мировоззрения. Будущему инженеру необхо­димо помнить, что физика является фундаментом технических на­ук, тем резервуаром, откуда черпаются технические идеи и новая технология, т.е. она играет важную роль в вопросе технического прогресса.

Для исследования физических явлений, установления взаи­мосвязи между ними физики проводят наблюдения и эксперимен­ты. Для объяснения связи между физическими явлениями создается гипотеза. Верная гипотеза, подкрепленная и проверенная опытны­ми фактами, перерастает в теорию, позволяющую предсказывать новые физические явления.

Студент должен запомнить, что без основательного знания систем единиц, без умения пользоваться ими при решении физиче­ских задач, нельзя усвоить курс физики и применять физические знания на практике. Необходимо знать основные и производные единицы Международной системы единиц (системы СИ).

3. 1. Рекомендации к самостоятельной работе студентов по разделу 1. Физические основы механики.

Этот раздел не должен дублировать курса теоретической ме­ханики. Изучать основы классической механики надо исходя из представлений современной физики с учетом задач этого курса. Следует обратить внимание на определение механики как науки о простейшей форме движения материи - механическом движении.

Помните, что движение всегда существует в пространстве и во времени. Более того, пространство и время являются объектив­ными формами существования материи и их свойства определяют­ся именно материей.

Следует знать, какие задачи решаются кинематикой и дина­микой, на которые делится механика. Классическая механика Га­лилея - Ньютона - это механика больших масс и относительно малых скоростей.

При подготовке по теме 1.1 рекомендуется проработать §1-4 [1] или §1-3 [3].

Следует усвоить, что кри­волинейное движение всегда происходит с ускорением. Необходи­мо уметь вывести формулы тангенциального и нормального уско­рений; уметь перейти от криволинейного движения, общего случая движения, к частным случаям - прямолинейному и равномерному движению.

При подготовке по теме 1.2 рекомендуется проработать §6-17 [1] или §5-8 [3].

Необходимо четко знать формулировки, математические вы­ражения, физическое содержание и взаимосвязь законов Ньютона.

Особое внимание следует обратить на введение понятия мас­сы. Студенты должны помнить, что масса является мерой инертно­сти и гравитационных свойств тел, а также мерой полной энергии в теле.

Как физическая величина сила представляет собой меру пе­реноса движения и определяется количеством движения, переда­ваемого одним телом другому за единицу времени. Следует уяс­нить себе статическое и динамическое определение силы.

При рассмотрении третьего закона Ньютона необходимо твердо усвоить, что силы действия и противодействия приложены к разным телам, а также отметить случаи невыполнения этого закона. Следует рассмотреть критический разбор ньютоновских понятий об абсолютном движении, пространстве и времени, а так же обра­тить внимание на метафизичность этих понятий. Необходимо изу­чить вопросы, касающиеся инерциальных систем отсчета, класси­ческого закона сложения скоростей, механического принципа от­носительности и инвариантности уравнений динамики относительно преобразований Галилея.

Изучая закон Гука, следует уяснить физический смысл моду­лей Юнга и сдвига; рассмотреть, от каких факторов зависит трение твердых тел. Как уменьшить трение в механизмах.

Изучая поле тяготения, являющееся одним из видов материи, студент знакомится с началами теории поля. Должны быть хорошо усвоены такие понятия, как напряжен­ность поля, потенциал, градиент потенциала, потенциальная энер­гия системы тел, потенциальная яма, потенциальный барьер, кото­рые являются фундаментальными в теории поля, квантовой и ядер­ной физике.

При подготовке по теме 1.3 рекомендуется проработать §5, 36-39 [1] или §4,16-19 [3].

Нужно уметь со­поставлять физические величины, характеризующие поступательно и вращательное движение; различать количество движения и мо­мент количества движения; уяснять физический смысл момента инерции. Студент должен уметь применять закон изменения мо­мента количества движения при решении практических задач.

При подготовке по теме 1.4 рекомендуется проработать §19-29 [1] или §9,11-15,19 [3].

Особое внимание нужно обратить на важнейшие законы физики: закон сохранения энергии и закон со­хранения количества движения, проявляющиеся во многих физиче­ских явлениях.

При изучении темы 1.5 рекомендуется проработать §62-71[1] или §34-40 [3].

При изучении темы 1.6 рекомендуется проработать методическое пособие «Учимся самостоятельно: Механика жидкостей и газов», Цветкова Е.В.-Мариуполь:ПГТУ,-2002. При этом ответьте на вопросы методического пособия и решите задачи типа 2, 6, 9, 13, 17.