- •Изложите существовавшие в естествознании две основные концепции о сущности пространства и времени.
- •6. Чем отличается принцип относительности классической механики от предложенного в сто? в ото?
- •7. Каковы постулаты специальной теории относительности?
- •8. Что показывают преобразования Лоренца?
- •Что такое «собственная длина» стержня в сто? Что такое «собственное время жизни» частицы в сто?
- •Как формулируется принцип соответствия? Разберите его действие на примере механики Ньютона и сто.
- •12.Каковы основные следствия из преобразований Лоренца?
- •Опишите любой мысленный эксперимент, подтверждающий относительность одновременности.
- •Докажите математически «лоренцово сокращение длины».
- •Докажите с помощью преобразований Лоренца, что существует эффект «замедления времени».
- •Как изменились представления о пространстве и времени в связи с созданием сто?
- •17. В чем заключается эффект увеличения массы в сто?
- •18. Почему стакан с горячим чаем и тот же стакан с холодным чаем имеют разные массы? Какая масса больше?
- •Какие два типа массы тела различает ото? в какие фундаментальные законы классической механики входит каждый из этих типов массы?
- •Покажите, повторив мысленный эксперимент Эйнштейна, эквивалентность сил инерции и сил гравитации.
- •25 Какая геометрия необходима для пространственно-временного описания событий в ото? Какие геометрии вы знаете? чем они различаются?
- •26 Как в ото трактуется природа гравитации?
- •28 Как изменились представления о пространстве и времени в связи с созданием ото?
- •29. Экспериментальные подтверждения ото.
- •30. В связи с чем критикуют ото?
- •31. Сравните представления о пространстве и времени, лежащие в основе ньютоновской механики, сто и ото.
- •32. Что такое “черная дыра”?
Изложите существовавшие в естествознании две основные концепции о сущности пространства и времени.
Субстанциональная. Пифагорейцы, Эллиаты (Зинон), атомисты, Галилей, Ньютон. Пр-во и время – объективные, самостоятельные сущности, не зависящие ни друг от друга, ни о материальных происход.
Реляционная – Аристотель, Лейбниц, Гегель, Мах, Эйнштейн. Пр-во и время – особый вид отношений между взаимодействующими материальными объектами. Нет смысла говорить о самостоятельном существовании пр-ва и времени, они зависят от материи.
Попробуйте дать определения понятиям пространства и времени. Какие свойства пространства и времени известны современной науке?
Пр-во выражает порядок сосуществования отдельных объектов. Время – порядок смены явлений. Св-ва: объективны, всеобщи, неразрывно связаны друг с другом и с движением материи.
Каковы свойства абсолютного пространства и абсолютного времени в механике Ньютона?
Метрические: пр-во – протяженность, однородность, изотропность. Время – длительность, однородность. Топологические: пр-во – непротяженность, трехмерность. Время – одномерно, непротяженно, однородно направлено, линейная упорядоченность.
Изложите кратко основные представления о пространстве и времени, которые составляют основу ньтоновской механики.
- пр-во трехмерно, евклидово
- время независимо от пр-ва
- справедлив закон инерции Галилея-Ньютона
- пространственно-временная связь любого события в разных ИСО
- справедлив принцип относительности Галилея, все законы природы (механики) одинаковы во всех ИСО
- выполняется принцип дальнодействия.
5. Какие данные науки XIX века вошли в противоречие с механикой Ньютона и привели к необходимости создания теории относительности Эйнштейна?
К концу XIX века начали накапливаться опытные факты, которые вступали в противоречие с законами классической механики. Большие затруднения возникли при попытках применить механику Ньютона к объяснению распространения света. Предположение о том, что свет распространяется в особой среде – эфире, было опровергнуто многочисленными экспериментами. Американский физик А. Майкельсон сначала самостоятельно в 1881 году, а затем совместно с Э. Морли (тоже американец) в 1887 году пытался обнаружить движение Земли относительно эфира («эфирный ветер») с помощью интерференционного опыта. Анализ результатов опыта Майкельсона–Морли и ряда других экспериментов позволил сделать вывод о том, что представления об эфире как среде, в которой распространяются световые волны, ошибочно. Следовательно, для света не существует избранной (абсолютной) системы отсчета. Движение Земли по орбите не влияет на оптические явления на Земле.Исключительную роль в развитии представлений о пространстве и времени сыграла теория Максвелла. Из теории Максвелла следует, что скорость распространения электромагнитных волн в любой инерциальной системе отсчета имеет одно и то же значение, равное скорости света в вакууме. Это значит, что уравнения, описывающие распространение электромагнитных волн, не инвариантны относительно преобразований Галилея, т.е механика Ньютона оказалась ошибочной.Итак, на рубеже XIX и XX веков физика переживала глубокий кризис. Выход был найден Эйнштейном ценой отказа от классических представлений о пространстве и времени.