Лекції з навчальної дисципліни

План

Лекції з навчальної дисципліни

Ф І З И К А

Тема: "ЕЛЕМЕНТИ СПЕЦІАЛЬНОЇ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ"

 

 

Вступ

 

Область застосовності класичного закону додавання швидкостей обмежена. Він, зокрема, непридатний для опису явищ, пов’язаних із розповсюдженням світла. Але, класичний закон додавання швидкостей являється наслідком із перетворень Галілея. Отже, і ці перетворення мають обмежену область застосовності.

Відмова від необгрунтованих застосовностей положень ньютонівської механіки дала можливість Ейнштейну розробити нову теорію – спеціальну теорію відносності, в основу якої покладені два принципи, які являються постулатами:

а) принцип відносності;

б) принцип інваріантності швидкості світла відносно інерційних систем відліку.

Ці постулати надійно підтверджені експериментально.

 

 

Границі застосовності класичної механіки. Спеціальна теорія відносності. Постулати Ейнштейна

 

Класична механіка, механіка Галілея-Ньютона, створена для опису руху макротіл із швидкостями в багато разів меншими швидкості світла. З перетворень Галілея-Ньютона випливає закон додавання швидкостей:

 

И=И´+V (1)

 

Де И – швидкість тіла в нерухомій системі,

И´ – швидкість його в рухомій системі,

V – швидкість руху системи.

В класичній механіці простір і час вважаються абсолютними і непов’язаними один з одним. Якщо існує абсолютний простір, то повинна існувати і абсолютна швидкість по відношенню до цього простору. В 1881 році американський вчений Майкельсон показав, що для швидкості світла відношення (1) не виконується. Абсолютної швидкості не існує. Фізики опинились у важкому становищі.

Вихід з цього становища вказав Ейнштейн. Він сформулював новий принцип відносності, більш загальний, ніж принцип Галілея і розробив спеціальну теорію відносності, яка базується на серйозному експериментальному фундаменті, і тому являє собою етап більш глибокого пізнання об’єктивних законів природи.

Теорія відносності описує рух тіл із швидкостями, близькими до швидкості світла. При малих швидкостях закони теорії відносності співпадають з законами класичної механіки. Таким чином, застосування законів класичної механіки обмежено. Вони застосовуються тільки для опису руху макротіл із швидкостями в багато разів меншими швидкості світла.

Закони класичної механіки не застосовуються для опису руху мікротіл. Рух мікротіл вивчається в квантовій механіці.

Згідно з уявленнями Ньютона простір і час є абсолютними і незалежними один від одного. Простір існує сам по собі, а час сам по собі.

Вчені вважали, що оскільки існує абсолютний простір, то повинна існувати і абсолютна система координат. Швидкість по відношенню до цієї системи є абсолютною. Вважали, що така система може бути пов’язана з світовим ефіром. Майкельсон в 1881 р. поставив дослід з метою визначення швидкості Землі відносно ефіру і одержав негативний результат. Таким чином, дослід показав, що абсолютної системи не існує. Результати досліду Майкельсона знайшли пояснення в теорії відносності Ейнштейна.

Спеціальна теорія відносності Ейнштейна будується на 2 постулатах:

1. Всі закони природи однакові (інваріантні по відношенню до переходу від однієї інерційної системи відліку до другої). Іншими словами, рівняння, що відбивають закони природи, інваріантні по відношенню до перетворень координат і часу при переході від однієї інерційної системи відліку до іншої.

2. Швидкість світла у вакуумі не залежить від швидкості руху джерела і однакова в усіх інерційних системах.

 

Висновки

 

Уявлення про простір і час докорінно змінилися внаслідок розвитку електродинаміки і фізики великих швидкостей, яку називають релятивістською фізикою.

Інтервал часу , виміряний у системі що рухається зі швидкістю , дорівнює: , де - інтервал часу в нерухомій системі.

Довжина стержня l в інерційній системі відліку, відносно якої він рухається зі швидкістю , дорівнює

^.

 

Довжина стержня найбільша в системі відліку, відносно якої він нерухомий.

Універсальний зв’язок між енергією і масою визначається:

 

.

 

Величину  називають власною енергією або енергією спокою тіла.

 

 

 

 

План

Ф І З И К А

Тема: "ОСНОВНЕ РІВНЯННЯ ІДЕАЛЬНОГО ГАЗУ"

 

 

Вступ

Уявлення про те, що речовина складається з найдрібніших невидимих частинок, виникло в найдавніші часи на сході (у Фінікії, в Індії). Але тільки в стародавній Греції (в У-1У ст. до н.е.) атомізм виникає як матеріалістичне вчення, позбавлене релігійних уявлень.

Видатний російський вчений М.В. Ломоносов перший приклав цілком певне атомістичне уявлення до пояснення законів природи, зробивши атомістичну гіпотезу могутньою зброєю в руках природознавства. В наш час експериментально доведено, що всі матеріальні тіла складаються із великої кількості атомів чи молекул, які безперервно рухаються (хаотично) і взаємодіють між собою. Молекулярна фізика вивчає властивості і характеристики великої сукупності частинок, а не розглядає руху однієї частинки. Тому молекулярна фізика використовує статистичний метод і теорію ймовірності.

 

 

Висновки

 

1. Молекулярна фізика розглядає будь-яке тіло як таке, що складається з надзвичайно великої кількості частинок – атомів чи молекул і характеризує таку велику сукупність середніми величинами на основі методів статистичної фізики.

2. Основним рівнянням ідеального газу, яке враховує можливу зміну всіх параметрів газу, є рівняння Менделєєва-Клапейрона, або рівняння стану ідеального газу.

3. Тиск газу пропорційний середній кінетичній енергії молекул одиниці об’єму, або тиск газу пропорційний абсолютній температурі газу, а температура газу є мірою середньої кінетичної енергії поступального руху молекул.

4. Розподіл Максвелла дає змогу визначити частки молекул, швидкості яких розміщені в інтервалі від n до n + d n. Розподіл дає змогу знайти швидкості молекул: середню, середню квадратичну, найбільш ймовірну.

План

лекції з навчальної дисципліни

Ф І З И К А

Тема: "ЕЛЕМЕНТИ СПЕЦІАЛЬНОЇ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ"

 

 

Вступ

 

Область застосовності класичного закону додавання швидкостей обмежена. Він, зокрема, непридатний для опису явищ, пов’язаних із розповсюдженням світла. Але, класичний закон додавання швидкостей являється наслідком із перетворень Галілея. Отже, і ці перетворення мають обмежену область застосовності.

Відмова від необгрунтованих застосовностей положень ньютонівської механіки дала можливість Ейнштейну розробити нову теорію – спеціальну теорію відносності, в основу якої покладені два принципи, які являються постулатами:

а) принцип відносності;

б) принцип інваріантності швидкості світла відносно інерційних систем відліку.

Ці постулати надійно підтверджені експериментально.