Законы Кеплера l 1) Закон эллипсов. l

Законы Кеплера l 1) Закон эллипсов. l Каждая планета Солнечной системы обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. → l 2) Закон площадей. l чем ближе планета находится к центру, тем быстрее она движется. l 3) Гармонический закон l Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей орбит планет.

Законы механики Ньютона q 1. В отсутствие внешних силовых воздействий тело будет продолжать равномерно двигаться по прямой (закон инерции) q 2. Ускорение движущегося тела пропорционально сумме приложенных к нему сил и обратно пропорционально его массе: a= F/ m где F — сила, m — масса, a — ускорение q 3. Всякому действию сопоставлено равное по силе и обратное по направлению противодействие. 25 декабря 1642 20 марта 1727 (84 года)

Современные формулировки законов механики Ньютона l Первый закон Ньютона (закон инерции) Существуют такие системы отсчёта, относительно которых материальная точка, при отсутствии внешних воздействий, сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. l Второй закон Ньютона l В инерциальной системе отсчета ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех l где — ускорение материальной точки; приложенных к ней сил и обратно — сила, приложенная к материальной пропорционально её массе. точке; l Третий закон Ньютона m — масса материальной точки. l Тела попарно действуют друг на друга с силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей центры масс этих тел, равными по модулю и противоположными по направлению

Закон всемирного тяготения l Проявляется во взаимном притяжении любых материальных объектов, имеющих массу l Сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m 1 и m 2, разделёнными расстоянием r, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния G — гравитационная постоянная, равна примерно м³/(кг·с²).

Принципы l Принцип относительности l Принцип суперпозиции (классический) Галилея в допущение, согласно любых инерциальных системах которому результирующий отсчета все физические явления эффект от нескольких протекают одинаково при одних и независимых воздействий тех же условиях. представляет собой сумму • Поэтому механическими эффектов, вызываемых каждым воз действием в опытами, проведенными внутри системы, невозможно отдельности. установить, покоится система l Принцип или движется равномерно и фальсифицируемости прямолинейно. (опровержимости) один из l Принцип соответствия новая принципов в методологии теория, претендующая на более науки, в соответствии с широкую область применимости, которым на статус научного чем старая, должна включать может претендовать только последнюю как предельный, принципиально частный случай. оп ровержимое знание.

Принципы 1) Принцип 1) Можно говорить лишь о вероятности неопределенности того, где в данный момент находится Гейзенберга микрочастица 2) Принцип 2) Любое явление в микромире должно дополнительности включать в себя взаимодействие с (комплементарности) Бора макроскопическим прибором. С его помощью можно исследовать либо корпускулярные свойства микрообъекта, либо волновые, но не те и другие одновременно. 3) Мир –единая целостная единица, 3) Концепция несводимая к механическому целостности разложению на составляющие части

СТО l В начале XX в. учёные обнаружили в l Основываясь на теории ньютоновской физике некоторые Эйнштейна, Герман противоречия. В частности, физики не Минковский создал теорию, могли объяснить, каким образом описывающую пространство и скорость света остаётся постоянной время как 4 мерное вне зависимости от того, движется ли пространство время наблюдатель. (пространство Минковского). l Альберт Эйнштейн разрешил этот l В пространстве времени парадокс в своей специальной теории расстояния (точнее, относительности. гиперрасстояния, так как они l В соответствии с теорией включают время как одну из относительности, пространство и координат) абсолютны: они время относительны — результаты одинаковы для любого измерения длины и времени зависят наблюдателя. от того, движется наблюдатель или нет. l Этот эффект проявляется, к примеру, в необходимости корректировать часы на навигационных спутниках GPS.

ОТО l Создав специальную теории l Перед современной физикой относительности, Эйнштейн стоит задача создания общей обобщил её на случай теории, объединяющей гравитации в общей теории квантовую теорию поля и относительности. теорию относительности. l Согласно общей теории относительности, массивные l Это позволило бы объяснить тела искривляют процессы, происходящие в пространство время, что и чёрных дырах и, возможно, обуславливает механизм Большого взрыва. гравитационные взаимодействия. l При этом природа гравитации и ускорения одна и та же — мы можем чувствовать ускорение или гравитацию в том случае, если совершаем криволинейное движение в пространстве времени.

Постулаты СТО 1. Принцип относительности: l Инерциальная система отсчета все законы природы система покоится, либо движется одинаковы во всех прямолинейно и равномерно инерциальных системах относительно кокой то другой отсчета системы, неподвижной или движущийся прямолинейно и с 2. Принцип постоянства постоянной скоростью (инвариантности) скорости Инвариантность - света: неизменность физических Скорость света в пустоте величин или свойств природных одинакова во всех объектов при переходе от одной инерциальных системах системы отсчета к другой отсчета и не зависит от движения источников и l С= 300 000 км/с приемников света Следствие ТО связь l Уравнение Эйнштейна: между массой и энергией E=mc 2

Закон сохранения массы и энергии в изолированной системе сумма масс и энергий постоянна l Формулировка учитывает, что между массой m и энергией E существует взаимосвязь согласно уравнению Эйнштейна l E=mc 2, где с – скорость света в пустоте (3 • 108 м/с или 300 000 км/с)

Общая теория относительности - теория гравитации (1907 -1915) l Общая теория относительности исходит из принципа эквивалентности инерционной и гравитационной масс l Кинематические эффекты, возникающие под действием гравитационных сил, эквивалентны эффектам, возникающим под действием ускорения. l Так, если ракета взлетает с ускорением 2 g , то экипаж ракеты будет чувствовать себя так, как будто он находится в удвоенном поле тяжести Земли. l В 1921 году

Общая теория относительности - теория гравитации (1907 -1915) l На основе принципа эквивалентности масс был обобщен принцип относительности, утверждающий в ОТО инвариантность законов природы в любых системах отсчета, как инерциальных, так и неинерциальных l Уравнения гравитационного поля, которые называются уравнениями Эйнштейна: l В 1921 году

Общая теория относительности - теория гравитации (1907 -1915) l Гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, а деформацией самого пространства-времени, в котором они находятся l Эта деформация связана, в частности, с присутствием массы энергии l Масса и энергия изгибают пространство время l В поле тяготения пространство время обладает кривизной l В 1921 году

Симметрия - одно из свойств пространства и времени. l Это свойство заключается в переходе объектов в самих себя или друг в друга при осуществлении определенных преобразований l Принцип инвариантности относительно сдвигов в пространстве и во времени: смещение во времени и в пространстве не влияет на протекание физических процессов q Симметрия : q инвариантность структуры, свойств, формы материальных объектов относительно его преобразований* Многообразие форм симметрий кристаллов q правильность формы или неизменность законов**

Симметрия пространства и времени l Физическое l Однородность пространства: пространство и время характеризуются l эквивалентность (или равноправие) всех тремя основными точек физического пространства, типами симметрии: l т. е. параллельный сдвиг физической системы l Однородность в любом направлении не влияет на характер пространства, протекающих в ней процессов l Изотропность пространства: l Изотропность l соответствует эквивалентности всех направлений в пространстве и симметрии пространства физической системы относительно ее произвольного поворота, который не влияет на процессы, протекающие в системе l Однородность времени: времени l отражает симметрию по отношению к сдвигу времени, не влияющему на характер процессов в физической системе, т. е. эквивалентность всех моментов времени

Связь между свойствами пространства- времени и законами сохранения l Эмми Нётер доказала фундаментальную теорему математической физики l Теорема Нётер: l Из однородности пространства и времени следуют законы сохранения соответственно импульса и энергии, l Из изотропности пространства – закон сохранения момента импульса Эмми Нётер Amalie Emmy Noether 1882 1935 выдающийся немецкий математик

Законы сохранения l Однородность l Закон сохранения импульса пространства Импульс Р (m • v) замкнутой системы сохраняется, т. е. не изменяется с течением времени l Однородность q Закон сохранения и превращения энергии Времени Энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, она лишь превращается из одного вида в другой q Закон сохранения момента l Изотропность импульса пространства Момент импульса замкнутой системы сохраняется, т. е. не изменяется с течением времени

Концепции дальнодействия и близкодействия l Концепция l Концепция дальнодействия близкодействия q взаимодействие между q взаимодействие между телами передается осуществляется посредством непосредственно через тех или иных полей, непрерывно пустое пространство, распределенных в пространстве которое не принимает в q Первоначально выдвигалась нем участия механическая интерпретация поля как упругих напряжений гипотетической q передача взаимодействия среды – «эфира» . происходит мгновенно q В современной квантовой физике на роль (механика Ньютона ) эфира претендует новый вид материи – физический вакуум (П. Дирак).

Основные законы химии l Закон сохранения массы и энергии: в изолированной системе сумма масс и энергий постоянна. l Закон постоянства состава: каждое молекулярное химически чистое соединение имеет один и тот же количественный состав независимо от способов его получения. l Закон эквивалентов: все вещества реагируют в эквивалентных количествах. l Закон кратных отношений: если два элемента образуют между собой несколько различных соединений, то на одну и ту же массу одного из них приходятся такие массы другого, которые относятся между собой как небольшие целые числа. l Теория химического строения вещества: свойства веществ определяются порядком связей атомов в молекулах и их взаимным влиянием.