Оглавление

Тема 2.1. Развитие представлений о структуре материального мира 4

Структурные уровни организации материи 4

Объекты микромира 6

Объекты макромира 8

Объекты мегамира 11

Корпускулярная и континуальная концепции описания природы 14

Взаимодействия и движение структур материального мира 18

Четыре вида взаимодействий и их характеристика 18

Концепции близкодействия и дальнодействия 21

Характер движения структур мира 22

Энергия. Основные виды энергии 25

Тема 2.2. Свойства объектов микромира 26

Развитие представлений о строении атомов 26

Теория атома Н. Бора 28

Модель строения атома Э. Резерфорда 30

Корпускулярно-волновой дуализм в современной физике 32

Элементарные частицы и их основные характеристики 35

Ядра атомов. Ядерная энергия 42

Основные положения теории суперобъединения (единой теории поля) 44

Методологические следствия из квантовой концепции 45

Тема 2.3. Материя в пространстве и времени 46

Развитие представлений о пространстве и времени 46

Классическая концепция 47

Характеристики пространства, его трехмерность, однородность, изотропность. Характеристики времени, его анизотропность 49

Принцип относительности Галилея (принцип инерции). Инерциальные системы отсчета 52

Специальная теория относительности: принцип относительности Эйнштейна, принцип постоянства скорости света, представление о едином пространстве-времени, относительность интервалов времени и расстояния в разных системах отсчета, взаимосвязь массы, энергии и скорости 53

Предпосылки возникновения специальной теории относительности Эйнштейна 53

Постулаты специальной теории относительности. Выводы из анализа преобразований Лоренца 54

Общая теория относительности: зависимость свойств пространства-времени от распределения материи 58

Тема 2.4. Законы сохранения как проявление симметрии материального мира 59

Симметрия как инвариантность. Принципы симметрии 59

Симметрии пространства-времени 61

Связь законов сохранения с симметрией (теорема Нетер) 62

Закон сохранения импульса, закон сохранения момента импульса, закон сохранения заряда, закон сохранения энергии. Фундаментальный характер законов сохранения 63

Значение представлений о симметрии в познании объектов микро-, макро-, мегамира 64

Тема 2.5. Физические свойства объектов макромира. Хаос и самоорганизация 65

Порядок и беспорядок в природе 65

Классическая термодинамика. Состояние. Параметры макросостояния: температура, давление, удельный объем 66

Закон сохранения энергии в макроскопических процессах (первое начало термодинамики) 72

Принцип возрастания энтропии (второе начало термодинамики) и необратимость времени 74

Направленность самопроизвольно протекающих процессов. Тепловая смерть Вселенной. Философский смысл возрастания энтропии 77

Молекулярно-кинетический (статистический) метод изучения макросистем. Вероятностный характер возрастания энтропии (Больцман) 78

Проблема возникновения упорядоченных структур в природе 81

Открытые системы. Неравновесные процессы. Синергетика (Хакен), неравновесная термодинамика (Пригожин) 82

Самоорганизация в живой и неживой природе, ее пороговый характер. Диссипативные структуры, флуктуация, бифуркация, аттрактор 86