МЕГАМИР

3. МЕГАМИР

Космические объекты. Расстояние измеряется световыми годами, время – миллионами и миллиардами лет.

4. МАКРОМИР: КОНЦЕПЦИИ КЛАССИЧЕСКОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Закономерности движения тел, составляющих микромир, описываются классической физикой, в основе которой лежат законы классической механики Галилея – Платона.

Классическая механика объясняла все явления природы механическим перемещение тел.

Абсолютизация законов механики привела к созданию механистической картины мира, с точки, зрения которой 1. материя отождествлялась с веществом, состоящим из неделимых мельчайших частиц – атомов или корпускул. 2. пространство и время рассматривались в отрыве друг от друга и от движения материальных тел. 3. движение рассматривалось лишь как механическое перемещение тел в соответствии с законами механики. 4. действие тел друг на друга передается мгновенно через пустоту на сколь угодно долгие расстояния (принцип дальнодействия). 5. принцип механического детерминизма: все механические процессы связаны между собой такими причинно-следственными связями, таким образом, что значение координат и импульсов всех частиц в данный момент времени совершенно однозначно определяет его состояние в любой прошедший или будущий момент.

Дальний принцип придавал универсальный характер законам механики отвергал существование случайности в природе.

Классическая механика объясняет большинство физических явлений и процессов в земных и наземных условиях.

Долгое время считалось. Что она может дать теоретическое объяснение любых явлений природы, но последующие открытия в науке обнаружили, что в рамках классической механики возникли трудности, в частности, в объяснении оптических и электромагнитных явлений.

Оптика: в конце 17 века возникли 2 противоположных подхода к объяснению природы света:

1.   Корпускулярная теория Ньютона, согласно которой свет представляет собой поток материальных частиц – корпускул, испускаемых светящимися телами и летящими по прямолинейным траекториям, согласно законам механики.

Эта теория объясняла многие явления, но испытывала трудности в объяснении явлений интерференции (явление усиления или ослабления света при наложении световых пучков друг на друга), дифракции (огибание светом препятствий).

Одновременно голландский ученый Гюйгенс выдвинул волновую теорию, согласно которой свет представляет собой волну, распространение которой аналогично распространению волн на поверхности воды. Особой средой для распространения волн он считал эфир.

Но авторитет Ньютона способствовал тому, что большинство ученых придерживалось корпускулярной теории света.

Но в начале 19-го века с критикой корпускулярной теории выступили Юнг и Френель, которые объяснили явления дифракции и интерференции с позиции волновой теории.

В результате волновая теория получила экспериментальное подтверждение.

Электромагнитные явления:

Одновременно с возникновением волновой теории создается электромагнитная теория света. Решающую роль в этом сыграло изучение электромагнитных процессов.

В 1820 году Эрстет обнаружил, что электрический ток создает вокруг себя электромагнитное поле. Позже Фарадей высказал предположение о единстве электрических и магнитных явлений. Открыл явление электромагнитной индукции и ввел в науку понятие «поля». Это понятие противоречило представлениям классической физики о материи, как совокупности атомов.

На основе экспериментальных данных Фарадея в 60-е годы 19-го века Максвелл создал единую теорию электромагнитного поля.

Было установлено, что электромагнитные волны распространяются в пространстве со скоростью света. Оказалось, что свет – это электромагнитные волны определенной длины. Герц экспериментально обнаружил электромагнитные волны. Представление о том, что свет является электромагнитной волной, получило всеобщее признание. Таким образом, было открыто поле.

В конце 19-го века утвердилось понятие поля как особого вида материи, свойства которого невозможно объяснить механистическими закономерностями. Материя существует в 2-ух видах - вещества и поля, вместе с тем, у них выделялись существенные различные свойства:

1. способ распространения: вещество дискретно (прерывно), поле – непрерывно.

2. вещество обладает массой покоя, а поле - нет.

3. вещество может двигаться с разной скоростью, на всегда на много порядков меньше скорости света. Поле распространяется с постоянной скоростью приближенно равной скорости света (300 000 км/с)

4. вещество мало проницаемо, поле проницаемо.

Итак, в классической физике вещество и поле рассматриваются отдельными друг от друга как 2 качественно своеобразных вида материи. Однако, с развитием физики противопоставление вещества и поля в классической физике сменилось пониманием их взаимосвязей и взаимодействия между ними в современной физике.

Тема 4. МИКРОМИР: КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ (квантовая физика)