естествознание тема 4. Тема 4 Что понимается под пространством и временем
 Скачать 17.73 Kb.
|
|
Тема 4 1.Что понимается под пространством и временем? Пространство – место, в котором определяется положение физических тел, происходит их движение. Время – форма протекания физических процессов, условие возможности изменения. 2. Приведите формулировку принципа относительности для законов механики. При́нцип относи́тельности (принцип относительности Эйнштейна) — фундаментальный физический принцип, один из принципов симметрии, согласно которому все физические процессы в инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения. 3. Что нового вносит специальная теория относительности в прежний принци относительности классической механики? Особый взгляд на природу. Свет сделал своё "тёмное" дело. Если все другие скорости изменяются при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой, то скорость света в вакууме - величина инвариантная, т. е. неизменная. Фундаментальное свойство природы - постоянство скорости света! 4. Чем вызвана необходимость целостного описания пространства-времени? 5. Почему специальная теория относительности постулирует постоянство скорости света? Потому что оно следует из экспериментов. Это, плюс равноправность движущихся по инерции систем - два исходных положения, на которых она строится. Теория относительности и возникла из-за этого факта. Надо было объяснить, почему во всех экспериментах скорость света постоянна. Эйнштейн показал, что это можно сделать ценой отказа от абсолютности времени. Дальнейшие эксперименты также подтвердили эту теорию. 6. Как изменяется характер времени в движущейся и покоящейся специальны системах отсчета? Объясните, исходя из этого, парадокс близнецов. "Парадокс близнецов" не объясняется исходя из рассмотрения инерциальных систем отсчета. Именно поэтому он и парадокс. Ведь невозможно сказать, какая из инерциальных систем покоится, а какая движется - они обе движутся одна относительно другой. А разъясняется парадокс тем, что система космического корабля не всегда является инерционной, поэтому системы отсчета близнецов неравноправны. В самом деле, если начальный момент, старт космического корабля еще можно как-то исключить из рассмотрения, то для того, чтобы сравнить возраст братьев в конце путешествия, космонавт должен вернуться. А для этого корабль должен либо двигаться по искривленной траектории (и, следовательно, связанная с ним СО не будет инерциальной) , либо в середине путешествия затормозить и разогнаться в обратную сторону (т. е. двигаться какое-то время с ускорением - снова СО корабля неинерциальна). 7. Чем отличается поле тяготения от других физических полей? Аналогичным образом вводится понятие поля тяготения, которое существенно отличается от других физических полей тем, что его действие не зависит от природы и свойств тел, кроме их массы. 8. В чем заключается единство и различие специальной и общей теории относительности? Общая теория относительности - это теория гравитации, разработанная Альбертом Эйнштейном. Специальная теория относительности - это общепринятая и экспериментально подтвержденная физическая теория, касающаяся взаимосвязи между пространством и временем. Ключевое различие между общей теорией относительности и специальной теорией относительности состоит в том, что общая теория относительности имеет дело с пространственно-временным континуумом, тогда как специальная теория относительности имеет дело только с инерциальными системами отсчета. 9. Как была проверена правильность положений общей теории относительности? Есть несколько классических тестов: отклонение луча света Солнцем, смещение перигелия Меркурия и т. д. Но тут надо понимать, что не бывает однозначной "проверки правильности". Скорее наоборот: например, смещение перигелия показывает, что Ньютоновская теория неверна, обнаружение черных дыр - что Логуновская. И т. д. Эйнштейновская пока согласуется со всем, что мы знаем 10. Почему луч света искривляется вблизи тяготеющих масс? Свет отклоняется из-за искажения пространства, которое создаёт гравитация. Поэтому свет отклоняется. 11. Объясните, что представляет собой кривизна пространства. Кривизна пространства-времени — физический эффект, проявляющийся в девиации геодезических линий, то есть в расхождении или сближении траекторий свободно падающих тел, запущенных из близких точек пространства-времени. Величиной, определяющей кривизну пространства-времени, является тензор кривизны Римана, входящий в уравнение девиации геодезических линий. 12. К каким новым философским выводам приводит теория относительности? Теория относительности опровергла представления об абсолютном пространстве и времени (абсолютной инерциальной системе отсчёта). Она показала, что результаты измерений пространственно-временных свойств объекта зависят от положения наблюдателя; что причина оказывает своё действие не мгновенно, а со скоростью не большей, чем скорость света; что одновременность событий во вселенной не абсолютна, а относительна к положению наблюдателя. 13. Какова роль принципов относительности в объективных описаниях природы? При́нцип относи́тельности (принцип относительности Эйнштейна) — фундаментальный физический принцип, один из принципов симметрии, согласно которому все физические процессы в инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения. |