Современные представления о материи, пространстве и времени

1. Современные представления о материи, пространстве и времени

Занятие 2
Современные
представления
о материи,
пространстве
и времени

2.

«... время — это всецело
последовательность и больше
ничего,
пространство —
всецело положение, и больше
ничего,
материя — всецело
причинность и больше
ничего...»
Артур Шопенгауэр

3. Содержание занятия

• Модуль 1. Общая характеристика материи
• Модуль 2. Структура и свойства вещества
• Модуль 3. Структура и свойства поля
• Модуль 4. Понятие о пространственновременном континууме

4. Модуль 1. Общая характеристика материи

Мате́рия (от лат. māteria -«вещество») - одно из основных понятий физики,
общий термин, определяющийся множеством всего
содержимого пространства-времени и влияющий на его свойства.
Определение материи расширялось с развитием различных областей науки.
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ МАТЕРИИ
Вещество – имеет дискретную
структуру
• фермионное
• адронное
• барионное
• нейтронное
• антивещество
• вещество с атомоподобным строением
• кварк-глюонная плазма
• докварковые сверхплотные
материальные образования (струны)
Поле - не имеет внутренних пустот,
обладает абсолютной плотностью
• электромагнитное
• гравитационное
• квантовые
• вещественные (фермионной природы:
лептонные и кварковые)
• поля взаимодействий (глюонные сильные,
промежуточные бозонные слабые,
фотонное электромагнитное поля бозонной
природы,гипотетическое поле гравитонов)
• поле Хиггса
Материальные объекты неясной физической природы
• тёмная материя
• тёмная энергия

5.

Универсальные
свойства материи:
Основные атрибуты
материи (не могут
существовать вне её):
• вечность,
• бесконечность,
• несотворимость,
• неуничтожимость,
• движение
• движение
• пространство
• время
Признаки
материи
Законы существования:
• единства и борьбы
противоположностей
• перехода
количественных
изменений в коренные
качественные
• отрицания отрицания
Формы движения:
• физическая
• химическая
• биологическая
• социальная

6. Модуль 2. Структура и свойства вещества

Вещество - одна из форм материи, состоящая из фермионов или содержащая
фермионы наряду с бозонами; обладает массой покоя, в отличие от некоторых
типов полей, как например электромагнитное. Все вещества могут расширяться,
сжиматься, превращаться в газ, жидкость или твёрдое тело. Их можно смешивать,
получая новые вещества.
Каждому веществу присущ набор специфических свойств — объективных
характеристик, которые определяют индивидуальность конкретного вещества и тем
самым позволяют отличить его от всех других веществ. К наиболее характерным
физико-химическим свойствам относятся константы — плотность, температура
плавления, температура кипения, термодинамические характеристики,
параметры кристаллической структуры, химические свойства.
Агрегатные состояния классического вещества:
• газообразное
• жидкое
• твёрдое кристаллическое
• твердое аморфное
• жидкое кристаллическое.
• плазма
• конденсат Бозе - Эйнштейна
• кварк-глюонная плазма
При переходе от идеальных моделей твёрдого, жидкого и газообразного состояний
к реальным состояниям вещества обнаруживается несколько пограничных
промежуточных типов, общеизвестными из которых являются аморфное
(стеклообразное) состояние, состояние жидкого кристалла и высокоэластичное
(полимерное) состояние. При некоторых условиях те или иные вещества могут
переходить в такие особые состояния, как сверхтекучее и сверхпроводящее.

7. Модуль 3. Понятие о пространственно-временном континууме

Объективность
Пространство –
категория для обозначения
протяженности и структурности
всех материальных объектов
Всеобщность
Однородность
Время категория для обозначения
длительности существования
и последовательности
смены состояний
всех материальных объектов
протяжённость
длительность
изотропность
необратимость
трехмерность
одномерность
А. Эйнштейн
(1905,1916 гг.) специальная и общая
теории
относительности

8. Теория относительности

• Специальная теория
относительности
1. Все физические процессы в
инерциальных системах
отсчёта протекают одинаково,
независимо от того,
неподвижна ли система или она
находится в состоянии
равномерного и прямолинейного
движения.
2. Скорость света в вакууме,
измеренная в любой
инерциальной системе отсчёта,
одна и та же и не зависит от
движения излучателя.
Следствие: невозможность
движения физических тел и
передачи информации со
скоростью, превышающей
скорость света в вакууме.
• Общая теория
относительности описывает взаимосвязь
физ.процессов,
происходящих в ускоренно
движущихся относительно
друг друга системах
(неинерциальных) отсчета
Гравитационные
эффекты обусловлены
не силовым
взаимодействием тел
и полей, а деформацией
самого пространствавремени, в котором они
находятся. Эта
деформация связана, в
частности, с
присутствием массыэнергии.

9.

https://yuritkachev.livejournal.com/14252.html

10.

• Теория относительности применяется в физике и
астрономии начиная с XX века. Теория
относительности значительно расширила
понимание физики в целом, а также
существенно углубила знания в
области физики элементарных частиц, дав
мощнейший импульс и серьёзные новые
теоретические инструменты для развития физики,
значение которых трудно переоценить.
• С помощью ОТО космология и астрофизика сумели
предсказать такие необычные явления,
как нейтронные звезды, чёрные дыры
и гравитационные волны.