Общая теория относительности (сокращенно – ото).

После опубликования специальной теории относительности в 1905 г. А. Эйнштейн обратился к современному представлению тяготения.

В 1916 г. А. Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности (ОТО), которая с современных позиций объясняет теорию тяготения (гравитация способна «искривлять» время и пространство). Она основывается на двух постулатах специальной теории относительности и формулирует третий постулат – принцип эквивалентности инертной и гравитационной масс, количественное равенство которых давно было установлено в классической механике.

Эта теория установила единство, взаимосвязь и взаимообусловленность пространства, времени и тяготения – одного из фундаментальных взаимодействий в природе. В ОТО Эйнштейн расширяет принцип относительности, распространяя его на неинерциальные системы.

Важнейшим выводом ОТО является положение об изменении геометрических (пространственных) и временных характеристик в гравитационных полях ( а не только при движении с большими скоростями).

В общей теории относительности (ОТО) классическая механика Ньютона является предельным частным случаем и справедлива для движения в относительно слабых гравитационных полях.

ОТО – современная теория тяготения, связывающая его с кривизной четырехмерного пространства-времени. В природе нет гравитационно-нейтральных тел. Поэтому любой эталон прямой, например, луч света, не обладает в поле тяготения свойствами прямой линии. Таким образом, в гравитационном поле нет объектов, которые можно было бы, как в евклидовой геометрии, отождествить с прямыми.

– Согласно общей теории относительности, пространство и время искривляются и деформируются, передавая… действие силы тяжести.

– Эмпирическим доказательством ОТО является: а) отклонение световых лучей вблизи Солнца;...б) замедление хода времени в сильных гравитационных полях (напр., даже тяготение Солнца – довольно небольшой звезды по космическим меркам – влияет на темп протекания времени, замедляя его вблизи себя)… в) смещение перигелиев планетных орбит.

– Распространение принципа относительности на неинерциальные системы отсчета – это… общая теория относительности.

– Ускоренное движение неотличимо никакими измерениями от покоя в гравитационном поле. Это – … принцип эквивалентности (общая теория относительности) : законы физики в действительности идентичны для всех наблюдателей, даже для тех, которые находятся в состоянии сложного ускоренного движения.

Современная теория тяготения, связывающая его с кривизной 4-х мерного пространства-времени – это … общая теория относительности.

– Соответствие ОТО и классической механики: их предсказания совпадают в слабых гравитационных полях.

Законы термодинамики. Представления об энтропии.

Термодинамика – наука о наиболее общих свойствах макроскопических тел и систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и о процессах перехода из одного состояния в другое.

– Смысл первого закона термодинамики: … 1) энергия может только переходить из одной формы в другую, но не может возникать или исчезать; …2) энтропия может только переходить из одной формы в другую, но не может возникать или исчезать.

Круговым процессом (циклом) называется такой процесс, при котором система проходит через ряд состояний и возвращается в исходное состояние.

– Второе начало термодинамики (определение Р. Клаузиса): «невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является передача теплоты от менее нагретого тела к более нагретому» (1850 г.). Постулат Томсона (Кельвина): о невозможности построения вечного двигателя второго рода, то есть двигателя, полностью превращающего теплоту в работу (из всей теплоты, полученной от источника тепла с высокой температурой – теплоотдатчика, только часть может быть превращена в работу. Остальная часть должна быть отведена в теплоприемник с относительно низкой температурой). – Второе начало термодинамики вводит в рассмотрение функцию состояния – энтропию (от греч. – «превращение»). Термин ввел Р. Клаузис.

– Третье начало термодинамики, или тепловая теория Нернтса: «энтропия всех тел в состоянии равновесия стремятся к нулю по мере приближения температуры к нулю по шкале Кельвина.

– При повышении температуры растет скорость различных видов движения частиц. Энтропия вещества растет.

– При переходе вещества из твердого состояния в жидкое увеличивается неупорядоченность частиц и соответственно энтропия.

– Особенно резко растет неупорядоченность и соответственно энтропия при переходе вещества из жидкого состояния в газообразную.

– Энтропия увеличивается при превращении кристаллического вещества в аморфное. Чем выше твердость вещества, тем меньше его энтропия.

– Увеличение атомов в молекуле и усложнение молекул ведет к увеличению энтропии.

Информационная энтропия служит мерой неопределенности сообщений.

Живой организм с точки зрения протекающих в нем физико-химических процессов можно рассматривать как сложную открытую систему, находящуюся в неравновесном состоянии. Для живых организмов характерна сбалансированность процессов обмена, ведущих к уменьшению энтропии. Им свойственны и другие сложные процессы саморегуляции.

Структурные уровни и системная организация материи.

Микро-, макро-, мегамиры.

– Соответствие между структурным уровнем Вселенной и основными закономерностями движения объектов в нём: 1) мегамир – А. (закономерности специальной и общей теории относительности); 2) макромир – В. (законы классической механики и электродинамики);