Концепции физики макромира

Парадоксы теории относительности.

 

•       Если скорость света постоянная для всех инерциальных систем, а они все равноправны, то физические величины длины тела, промежутка времени, массы для разных систем отсчета будут различными.
•  Если длина неподвижного масштаба (например, стержня) может быть измерена путем прикладывания к нему измерительного устройства, без использования часов, то длину движущегося масштаба невозможно измерить из неподвижной системы отсчета без использования часов или сигналов, отмечающих одновременность прохождения концов измеряемого объекта относительно точек эталона.
•         Под длиной движущегося объекта надо понимать расстояние между его концами, измеренное при помощи неподвижного эталона в один и тот же момент времени для каждого конца.

C возникновением теории относительности  установлено:

 

• Всякое движение может описываться только по отношению к другим телам, которые могут приниматься за системы отсчета, связанные с определенной системой координат;
• Пространство и время взаимосвязаны друг с другом, ибо только совместно они определяют положение движущегося тела. Время в теории относительности выступает как четвертая координата для описания движения, хотя и отличная от пространственных координат;
• Специальная теория относительности показала, что одинаковость формы законов механики для всех инерциальных, или галилеевых, систем отсчета сохраняет свою силу и для законов электродинамики, только для этого вместо преобразований Галилея используются преобразования Лоренца.
• При обобщении принципа относительности и распространении его на электромагнитные процессы постулируется постоянство скорости света, которое никак не учитывается в механике.

Инвариантность. Симметрия

 

означает  неизменность физических величин или  свойств природных объектов при  переходе от одной системы отсчета  к другой.

• Весьма важным для понимания законов природы является принцип инвариантности относительно сдвигов в пространстве и во времени, т.е. параллельных переносов начала координат и начала отсчета времени. Он формулируется так: смещение во времени и в пространстве не влияет на протекание физических процессов.
•      Инвариантность непосредственно связана с симметрией, представляющей собой неизменность структуры материального объекта относительно его преобразований, т.е. изменения ряда физических условий.
•        Наглядным примером пространственных симметрий физических систем является кристаллическая структура твердых тел. Симметрия кристаллов – закономерность атомного строения, внешней формы и физических свойств кристаллов, заключающаяся в том, что кристалл может быть совмещен с самим собой путем поворотов, отражений, параллельных переносов и других преобразований симметрии.  

Симметрия

 

 Геометрическая

 

Физическая

 

зеркальная

 

поворотная

 

осевая

 

центральная

 

 

   (от лат. ornamentum — украшение), узор, состоящий из ритмически упорядоченных элементов.

 

      Характерной особенностью орнамента является симметричность отдельных элементов рисунка, а часто и симметричность рисунка в целом.

 

Орнаменты

 

древнее отображение идеи симметрии, лежащей  в основе многих фундаментальных  законов.

XX-е столетие принесло немало великих открытий в физике, определивших многие перспективные направления развития естествознания.

Например:

• Теория фотоэффекта, предложенная в 1905 г. А. Эйнштейном, теория относительности.
• Квантовая теория атома Н.Бора;
• Разработка волновой механики и создание ее основного уравнения  Э. Шредингера
• Релятивистская теория движения электрона П.Дирака
• Учение о радиоактивности и строении атома Э.Резерфорда

Следующая тема:

 

Микрофизика – тайны микромира  – мир элементарных частиц –  квантовая физика – адронный калайдер – из чего состоит Вселенная и ….