Физические основы естествознания Василий Семёнович Бескин Лекция 1. - презентация

1 Физические основы естествознания Василий Семёнович Бескин Лекция 1

2 Важнейшие астрофизические открытия 1950 Нейтринный детектор 1960 Квазары, реликтовое излучение, мазерные источники, радиопульсары (НЗ) 1970 Рентгеновские пульсары, источники гамма-всплесков, PSR Сверхновая 1987а, COBE, гравитационные линзы, нейтринная астрофизика 1990 Микролинзирование, ускоренное разбегание галактик 2000 Chandra, Planck, гравитационные антенны 2010

3 Важнейшие астрофизические открытия 1950 Нейтринный детектор 1960 Квазары, реликтовое излучение, мазерные источники, радиопульсары (НЗ) 1970 Рентгеновские пульсары, источники гамма-всплесков, PSR Сверхновая 1987а, COBE, гравитационные линзы, нейтринная астрофизика 1990 Микролинзирование, ускоренное разбегание галактик 2000 Гравитационные антенны 2010

4 Еще про Нобелевские премии

5 ИСТОРИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

6 Классический мир (c, G) Пространство координата Время событие Траектория r = r(t) Уравнения движения a = F/m Непрерывность Принцип детерминизма Независимость от наблюдателя

7 Преобразования Лоренца Х.А.Лоренц( )

8 Преобразования Лоренца H.A.Lorentz( ) L.V.Lorenz( )

9 Преобразования Лоренца H.A.Lorentz( ) L.V.Lorenz( ) преобразования Лоренца калибровка Лоренца сокращение Лоренца Лоренц-фактор сила Лоренца формула Лоренца Лоренца

10 Преобразования Лоренца H.A.Lorentz( ) L.V.Lorenz( ) преобразования Лоренца калибровка Лоренца сокращение Лоренца Лоренц-фактор сила Лоренца формула Лоренца Лоренца

11 Преобразования Лоренца О.Хевисайд( ) Функция Хевисайда сила Лоренца, черенковское излучение, etc.

12 Преобразования Лоренца

13

14

15

16 Лоренц-инвариантность

17 Два важнейших момента Удобство инвариантов Интегральная запись законов сохранения

18 Промежуточный результат Правильная теория должна удовлетворять некоторому набору фундаментальных свойств (аксиом). Общая теория относительности на самом деле не является единственно возможной теорией гравитации (обобщая - теорией поля). Возникает вопрос, можно ли определить вид теории (т.е. вид уравнений, описывающих ее основные законы), исходя лишь из общих принципов, т.е. полностью отвлекаясь от наблюдений.

19 Повороты плоскости

20

21

22 Преобразования Лоренца Сохраняется интервал Два последовательных преобразования Лоренца есть тоже преобразование Лоренца (т.е. математический закон выглядит также).

23 Классическая механика Уравнения движения однозначно определяют траекторию системы Нет направления времени

24 Статистическая физика Тоже классическая физика Но: Есть неопределенность Есть направление времени

25 Статистическая физика Л.Больцман ( ) Вероятность – результат неполной информации. Эргодическая гипотеза – усреднения по времени и ансамблю равнозначны. Принцип равнораспределения по степеням свободы.

26

27

28 Треугольник Паскаля

29 Треугольник Паскаля N/2+1

30 Треугольник Паскаля N/2+1

31 Статистическая физика Задача 1

32 Статистическая физика aaaaaaaa

33 n n

34 Статистическая физика Примерно поровну Все в одной половине

35 Статистическая физика Главный вывод: редкие события не играют никакой роли

36 Турбулентность

37 Не описывается статистикой

38 Турбулентность Главный вывод: редкие события определяют все

39 Динамический хаос Э.Лоренц ( )

40 Динамический хаос Э.Лоренц ( ) Бабочка Лоренца Аттрактор Лоренца

41 Начальные условия Монета Турбулентное течение

42 Классический мир (c, G) Пространство координата Время событие Траектория r = r(t) Уравнения движения a = F/m Непрерывность Принцип детерминизма Независимость от наблюдателя

43 Классический мир (c, G) Эмми Нётер ( ) ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ Энергия независимость от времени Импульс от координаты Момент импульса от направления осей