2.3В основе СТО лежат два постулата. «Принцип постоянства скорости света». Скорость света не зависит от скорости движения источника света, одинакова во всех инерциальных системах координат, и равна в вакууме с=310⁸ м/с. Законы природы одинаковы (инвариантны, ковариантны) во всех инерциальных системах координат. Следствия СТО: понятие одновременности событий Рассмотрим инерциальные системы отсчета Ка и Кв. Таким образом, в любой системе, кроме К_a, события оказываются неодновременными, причем в одних системах второе событие будет происходить позже первого (t₂^в > t₁^в), а в других системах второе событие будет происходить раньше первого (t₂^в < t₁^в). Нужно иметь в виду, что полученный результат относится лишь к событиям, не связанным друг с другом. Иначе обстоит дело, если между событиями имеется причинная связь. В этом случае событие-причина во всех системах отсчета предшествует событию-следствию. 2) относительность промежутков времени,: часы, движущиеся относительно инерциальной системы отсчета, идут медленнее покоящихся часов. Следствия СТО: относительность пространственных промежутков. Тогда из преобразований координат Лоренца x’ = k (x - Vt) следует: Размеры тела уменьшаются в направлении движения тем больше, чем больше скорость движения. Экспериментально сокращение продольных размеров подтверждается при анализе взаимодействия электрических полей элементарных частиц, ускоренных до субсветовых (или релятивистских) скоростей. Релятивистский закон сложения скоростей. Изменение закона сложения скоростей при релятивистских движениях следует уже из опыта Майкельсона-Морли. Пусть в системе К` (ракете) материальная точка (например, электрон в ускорителе) движется вдоль оси Х`, так что

. Сама система K` - ракета – движется относительно неподвижной системы отсчета К – Земли со скоростью V, сонаправленной с вектором V`частицы. Определим, чему равна скорость точки-частицы U относительно Земли, т.е. найдем Согласно преобразованиям координат Лоренца Получаем. При V и V`<<c получаем предельный случай U=VV` - классический закон сложения скоростей. Легко убедиться, что при V=c и даже V=V`=c получается U=c. Таким образом, ни одно материальное тело не может двигаться со скоростью, большей, чем с – скорость света в вакууме. Преобразование координат Лоренца:

x` = k  (x - V  t); x = k  (x` + V  t`);

y` = y; y = y`;

z` = z; z = z`;

t` = k  (t - x V / c<sub>2</sub>); t = k  (t` + x`  V / c²);

По виду лоренцевские преобразования заметно отличаются от галилеевских лишь в части описания времени. Коэффициент k определяется из соотношения

где V – скорость движения подвижной системы вдоль оси Х неподвижной, с – скорость света в вакууме с=310⁸ м/с. Остальные обозначения - прежние. Заметьте, что переход из одной системы в другую осуществляется переменой знака с одновременным переносом штрихов справа налево или наоборот. Релятивистский импульс. Четырёхимпульс, 4-импульс, релятивистский импульс — 4-вектор энергии-импульса, релятивистское обобщение классического трёхмерного вектора импульса (количества движения) на четырёхмерное пространство-время. Три компоненты классического вектора импульса   материальной точки при этом становятся тремя пространственными компонентами вектора четырёхимпульса. Временной компонентой вектора четырёхимпульса является (с точностью до множителя) полная энергия материальной точки.

И ли другими словами: p = Ev / c² . Основной закон релятивистской динамики материальной точки записывается так же, как и второй закон Ньютона: 

н о только в СТО под   понимается релятивистский импульс частицы. Следовательно, 

Так как релятивистский импульс не пропорционален скорости частицы, скорость его изменения не будет прямо пропорциональна ускорению. Поэтому постоянная по модулю и направлению сила не вызывает равноускоренного движения. Например, в случае одномерного движения вдоль оси x ускорение частицы   под действием постоянной силы оказывается равным 

Р елятивистское выражение для энергии. В релятивистской механике справедливым остается выражение Это означает, что  . d E_k = dA  и dE_k = v·p·dt, dA = F·ds. Отсюда следует, что E₀ = mc² является энергией покоя. Энергия и импульс в релятивистской механике не сохраняются. Инвариантом является выражение:Взаимосвязь массы и энергии. Границы применимости механики Ньютона.

З акон взаимосвязи массы и энергии. Полную энергию свободного тела можно определить как произведение его релятивистской массы на квадрат скорости света в вакууме

Полная энергия тела пропорциональна его массе. В той ИСО, где тело покоится, его собственная энергия (энергия покоя или внутренняя энергия) равна

. случае кинетическая энергия значительно меньше энергии покоя. В случае релятивистских частиц - наоборот, можно считать, что полная энергия частицы равна кинетической энергии

Между полной энергией, энергией покоя и импульсом существует следующая связь: 

 Если изменяется энергия системы, то изменяется и ее масса:  ^{настоящее время известно три типа ситуаций, в которых классическая механика перестаёт отражать реальность.1.Свойства микромира не могут быть поняты в рамках классической механики. В частности, в сочетании с термодинамикой она порождает ряд противоречий . 2.При скоростях, близких к скорости света, классическая механика также перестаёт работать, и необходимо переходить к специальной теории относительности}.^{3.Классическая механика становится неэффективной при рассмотрении систем с очень большим числом частиц (или же большим числом степеней свободы). В этом случае практически целесообразно переходить к статистической физике.}

Взаимосвязь ма́ссы и эне́ргии — физическая концепция, согласно которой масса тела является мерой энергии, заключённой в нём. Энергия тела равна массе тела, умноженной на размерный множитель квадрата скорости света в вакууме:

где E — энергия тела, m — его масса, c — скорость света в вакууме, равная 299 792 458 м/с.

2.4 Жи́дкость — одно из агрегатных состояний вещества. Физ. св-ва: Текучесть .Вязкость. Испарение и конденсация. Кипение. Смачивание. Смешиваемость. Газ– это агрегатное состояние вещества, в котором силы взаимодействия его частиц, заполняющих весь предоставленный им объем, пренебрежимо малы. В газах межмолекулярные расстояния велики и молекулы движутся практически свободно. КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ: Для описания движения жидкости можно поступить двояко. Можно проследить за движением каждой индивидуальной частицы жидкости, то есть указать положение и скорость этой частицы в каждый момент времени. Тем самым будут определены и траектории всех частиц жидкости. Но можно поступить и иначе. Можно проследить, что происходит с течением времени в каждой точке пространства. Точнее, можно указать величины и направления скоростей различных частиц жидкости, которые в различные моменты времени проходят через одну и ту же точку пространства. Если взять всевозможные точки пространства, но фиксировать время, то при втором способе описания в пространстве получится мгновенная картина распределения скоростей жидкости – поле скоростей. В каждой точке пространства будет указан вектор скорости той частицы жидкости, которая проходит через эту точку в рассматриваемый момент времени. Линия, касательная к которой указывает направление скорости частицы жидкости, проходящей в рассматриваемый момент времени через точку касания, называется линией тока. Если поле скоростей, а следовательно, и соответствующие ему линии тока не меняются с течением времени, то движение жидкости называется стационарным или установившимся. Если же они меняются во времени, то движение называется нестационарным или неустановившимся. При стационарном движении скорость от времени не зависит, а зависит только от координат: В этом случае линии тока совпадают с траекториями движения отдельных частиц жидкости. Векторное поле — это отображение, которое каждой точке рассматриваемого пространства ставит в соответствие вектор с началом в этой точке. Например вектор скорости ветра в данный момент времени изменяется от точки к точке и может быть описан векторным полем. Уравне́ние движе́ния (уравнения движения) — уравнение или система уравнений, задающие закон эволюции механической или сходной динамической системы (например, поля) во времени. Уравнения равновесия и движения жидкости. Уравнения равновесия и движения жидкости. Рассмотрим, как влияет вес жидкости на распределение давления внутри покоящейся несжимаемой жидкости. При равновесии жидкости давление по горизонтали всегда одинаково, иначе не было бы равновесия. Поэтому свободная поверхность покоящейся жидкости всегда горизонтальна вдали от стенок сосуда. Если жидкость несжимаема, то ее плотность не зависит от давления. Тогда при поперечном сечении столба жидкости, его высоте и плотности вес , а давление на нижнее основание Рассмотрим стационарное течение идеальной жидкости. Выделим в стационарно текущей идеальной жидкости трубку тока малого сечения. Рассмотрим объём жидкости V, ограниченный стенками трубки токаи и перпендикулярными к линиям тока сечениями S1 и S2. За время Δt этот объём переместится. В силу непрерывности струи: ΔV1 = ΔV2 = ΔVПоскольку сечения S1 и S2 произвольные, то это справедливо в любом сечении трубки тока. В стационарно текущей идеальной жидкости вдоль любой линии тока выполняется условие: – уравнение Бернулли. Для горизонтальной линии тока уравнение Бернулли примет вид: т.е. давление оказывается меньшим в тех точках, где скорость больше. Течение вязкой жидкости. Сила взаимодействия соседних слоев, соприкасающихся по поверхности S, равна: F=nd/dx S,где n- коэффициент вязкости.

3.1.МКТ Фазовое пространство в математике и физике — пространство, на котором представлено множество всех состояний системы, так, что каждому возможному состоянию системы соответствует точка фазового пространства.Сущность понятия фазового пространства заключается в том, что состояние сколь угодно сложной системы представляется в нём одной единственной точкой, а эволюция этой системы — перемещением этой точки.2. Статистический (молекулярно-кинетический) и термодинамический. Первый лежит в основе молекулярной физики, второй — термодинамики. Физические законы поведения огромного числа молекул, которые являются статистическими закономерностями, изучаются статистическими методами. Данные методы основаны на том, что свойства макроскопической системы в конечном счете определяются свойствами частиц системы, особенностями характеристик их движения и усредненными значениями динамических характеристик этих частиц (чаще всего это скорости, энергии и т. д.). Термодинамика — раздел физики, изучающий общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями. Термодинамика не исследует микропроцессы, лежащие в основе этих превращений. Этим термодинамический метод отличается от статистического. Термодинамика имеет основой два начала — фундаментальные законах, которые установленны в результате обобщения опытных данных.3. Фактически это минимальный воображаемый объём кристалла, параллельные переносы (трансляции) которого в трёх измерениях позволяют построить трёхмерную кристаллическую решётку в целом.Содержимое элементарной ячейки позволяет охарактеризовать всю структуру минерала . Часть структуры, охватываемая элементарной ячейкой, состоит из атомов, удерживаемых вместе благодаря электронным связям. Такие мельчайшие ячейки, бесконечно повторяющиеся в трехмерном пространстве, образуют кристалл. Элементарная ячейка не является физическим телом, её можно передвигать по структуре параллельно самой себе, независимо от выбора начала координат ячейка будет содержать те же атомы в прежних количествах, так как структура периодична. Элементарная ячейка и представляет собой такой минимальный период в трёх измерениях.4. Плотность состояний — величина, определяющая количество энергетических уровней в интервале энергий на единицу объёма в трёхмерном случае.5. Макроскопические параметры, определяющие состояние системы, взаимосвязаны между собой. Такое уравнение называют уравнением состояния данной системы. Макроскопические параметры, которые описывают систему, обычно включают полную внутреннюю энергию U, энтропию S, объем V, занимаемый системой, и число частиц N, содержащихся в ней. Макроскопические параметры газа ( давление и температуру). Макроскопические параметры термодинамической системы по большей части определяются средними значениями параметров микроскопических подсистем - атомов, молекул. Температура тела определяется средней кинетической энергией составляющих его молекул, давление газа связано еще и с концентрацией молекул.6. Флуктуации - случайные отклонения параметра, характеризующего систему из большого числа элементов, от его среднего значения; напр. изменение числа молекул в фиксированном объеме газа в результате теплового движения.Согласно статистике и теории вероятности, величина флуктуаций, отнесенная к флуктуирующему параметру, обратно пропорциональна квадратному корню из числа элементов, поэтому в системе, состоящей из большого числа элементов, она очень мала. Однако если элементы системы обладают определенными свойствами (напр. способностью накапливать и высвобождать энергию), или если система воспринимает внешние воздействия, отклонения от среднего значения могут быть значительными.7. Функция распределения — функция, характеризующая распределение случайной величины или случайного вектора. При соблюдении известных условий полностью определяет случайную величину.