Физическая картина мира Физическая картина мира (ФКМ)

Физическая картина мира

Физическая картина мира (ФКМ) - это модель природы, включающая в себя представления о l Материи; l Движении; l Пространстве и времени; l Взаимодействии; l Причинности.

Структура ФКМ: Философские идеи и принципы; Концептуальная Фундаментальные физические идеи; Физические теории; часть Фундаментальные факты о природе. Совокупность наглядных представлений Чувственно- о природе; образ Вселенной, атома и Метагалактики. образная часть

НКМ ЕНКМ ФКМ

Механическая картина мира (МКМ) Молекулярно-кинетическая теория газов + Термодинамика Классическая механика Упругая теория Теория света элементар. частиц

Механическая картина мира (МКМ) Исаак Ньютон Галилео Галилей 1643 – 1727 г. 1564 – 1642 г.

Электродинамическая картина мира (ЭДКМ) Классическая электронная теория Электродинамика СТО ОТО

Электродинамическая картина мира (ЭДКМ) Майкл Фарадей Джеймс Максвелл 1791 - 1867 г. 1831 - 1879 г.

Электродинамическая картина мира (ЭДКМ) Генрих Герц Альберт Эйнштейн 1857 - 1894 г. 1879 — 1955 г.

Квантово-полевая картина мира (КПКМ) Теория элементарных частиц Квантовая механика Единая теория поля

Квантово-полевая картина мира (КПКМ) Макс Планк Нильс Бор 1858 - 1947 г. 1885 - 1962 г.

Основные черты различных ФКМ МКМ ЭДКМ КПКМ Понятие о материи Пространство и время Взаимодействие Движение Причинность

МКМ. Материя: l Единственный вид материи – вещество. l Основная идея: существуют неделимые «кирпичики» материи (атомы или корпускулы) l Свойства: имеют конечные размеры, форму и объем; l В одном месте может находиться только одна частица. l Принцип дискретности. l Элементы мира: матер. точка, частица, волна как поток частиц

МКМ. Пространство и время: l Пространство: l Абсолютно; l Однородно (все точки пустого пространства равнозначны); l Изотропно (все направления в пространстве тождественны); l Размеры тел не зависят от выбора системы отсчета. Время: l Абсолютно; l Абсолютность одновременности (существует единое время для всей Вселенной); l Единый ритм времени во всех системах отсчета; Пространство и время в явном виде не связаны между собой.

МКМ. Взаимодействие l непосредственное действие при контакте; l концепция дальнодействия (мгновенная передача взаимо- действия без промежуточного агента)

МКМ. Движение l Возможно с любой скоростью; l Траекторное движение

МКМ. Причинность l Лапласовский детерминизм: одна и та же причина при неизменных условиях вызывает один и тот же результат

ЭДКМ. Материя Существует второй вид материи – поле: l существует в пространстве независимо от вещества; l распространяется в виде волн; l способно взаимодействовать с веществом; l обладает энергией и импульсом. Свойства: материя непрерывна, присутствует везде, не имеет конечных размеров и конкретного объема. Принцип суперпозиции.

ЭДКМ. Пространство и время Пространство: l Относительно (не существует само по себе, отдельно от времени); l Однородно и изотропно; l Не существует абсолютной длины предмета (размеры тел зависят от выбора системы отсчета). Время: l Относительно (не существует абсолютного времени, оно связано с пространством); l Относительность одновременности (нет единого время для всей Вселенной); l Ритм времени зависит от выбора системы отсчета; Пространство и время рассматривают как систему – пространственно-временной континуум.

ЭДКМ. Взаимодействие Концепция близкодействия: передача взаимодействия с помощью электромагнитного поля; существует максимальная скорость передачи с=3*108 м/с

ЭДКМ. Движение l Существуют различные виды движения: механическое, тепловое, электромагнитное; l Существует предельная скорость распространения; l Движение может происходить как в виде волн, так и в виде частиц.

ЭДКМ. Причинность l Статистическая форма причины: одна и та же причина при одинаковых условиях вызывает приблизительно одинаковые следствия (возможно отклонения). l Однозначно можно определить только будущее, но не прошлое.

КПКМ. Материя l Корпускулярно-волновой дуализм: два вида материи равноправны. l Принцип дополнительности

КПКМ. Пространство и время Остались представления ЭДКМ КПКМ. Взаимодействие Остались представления ЭДКМ

КПКМ. Движение l Движение – это изменяемость и превращаемость (одних элементарных частиц в другие). l Неприменимость для квантовых объектов классических понятий: траектория, путь, перемещение

КПКМ. Причинность l Одна и та же причина при одинаковых условиях вызывает разные следствия. l События можно предсказать только с долей вероятности l Нет однозначности и однолинейности

Современная картина мира обобщение важнейших результатов физических теорий – l механики, l термодинамики, l электродинамики, l теории относительности, l квантовой механики, l космологии.

Современная картина мира Вид взаимо- Квант Относ. Радиус Сфера Типич. действия поля интен- дейст- проявле- явления сивн. вия ния Притяжение Грави- грави- 10 -39 ∞ Макро-, и движение тацион. тон ? Микро- макро- и мегател мир Электромаг- Электром фотон 10 -2 – ∞ Микро-, нетизм; агнит. 10 -3 Макро- Взаим. заряж. Мегамир частиц Движ. нукло- Ядерное Пи- 1 10 -15 м Микро- нов в ядре; (сильное) мезон мир Превращ. элем. частиц Распад элем. Слабое Глюон 10 -12 – 10 -18 м Микро- частиц 10 -13 мир Взаим. нейтрино