№ | Слайд | Текст |
1 |
 |
Лекция №5Формирование электромагнитной картины мира. Давыдов Виктор Николаевич проф. каф. современного естествознания и экологии ИНЖЭКОН |
2 |
 |
Эмпирическая база создания теории электромагнитных явлений2 |
3 |
 |
Закон Кулона (Шарль Огюстен де Кулон 1736-1806 )«Электрические силы ослабевают обратно пропорционально квадрату расстояния». 1780 г. 3 |
4 |
 |
Датский физик Ханс Кристиан Эрстед (1777-1851)Электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. 1819 г. 4 |
5 |
 |
Андре Мари Ампер (1775 —1836)Построил первую теорию магнетизма, основан- ную на гипотезе молекулярных токов, согласно которой магнитные свойства вещества обуслов- лены электрическими токами, циркулирующими в молекулах. Отрицал существование магнитных зарядов. 5 |
6 |
 |
Континуальные и корпускулярные теории электромагнетизма (середина 19 в) Полевая концепция строения материи Фарадея Все пространство занимает поле, а атомы лишь его сгустки. Силовые линии поля – потоки или распространяющиеся колебания. Корпускулярная теория немецкого физика Вильгельма Вебера (1804-1891) Электромагнитные явления – следствие движения корпускул электрических зарядов. 6 |
7 |
 |
Единая теория электрических и магнитных явлений Английский физикДжеймс Клерк Максвелл (1831-1879), ученик Фарадея. Сформулировал фундаментальные уравнения электродинамики, связывающие напряженность электрического и магнитного полей с распределенными в пространстве электрическими зарядами и токами. Гипотеза о существовании электромагнитного поля и электромагнитных волн. Книга: «Динамическая теория электромагнитного поля», 1864 г. 7 |
8 |
 |
Уравнения МаксвеллаСвязывают величины, характеризующие электромаг- нитное поле, с распределением в пространстве элек- трических зарядов и токов. В пустоте электромагнитное поле характеризуется дву- мя векторными величинами: 1) напряжённостью электрического поля Е и 2) магнитной индукцией В. Эти величины определяют силы, действующие со сто- роны поля на заряды и токи, распределение которых в пространстве задаётся плотностью заряда ? (зарядом в единице объёма) и плотностью тока j (зарядом, перено- симым в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению движения зарядов). 8 |
9 |
 |
Экспериментальное подтверждение существования электромагнитных волнНемецкий физик Генрих Герц (1857-1894), 1888 г. 9 |
10 |
 |
Гипотеза об общей природе электромагнитного излучения и светаподтверждена Скорости света и электромагнитных волн одинаковы, 300000 км/с. 10 |
11 |
 |
Основные положения электромагнитной картины мира 1. Электромагнитноеполе – одна из форм существования материи; 2. Электромагнитное поле существует в виде электромагнитных волн; 3. Электромагнитные волны обладают энергией и импульсом. 4. Источник магнитного поля – электрический ток. 5. Электромагнитное взаимодействие обеспечивает устойчивость атомов и молекул. 11 |
12 |
 |
Последствия становления электромагнитной картины мира (конец 19 в)Атомы перестали считать неделимыми частицами вещества. Началось развитие теории строения вещества; На базе развития теории строения вещества разрабатывается теория строения органических соединений, органический синтез. Развиваются химическая термодинамика и химическая кинетика. 12 |
13 |
 |
Последствия становления электромагнитной картины мира (конец 19 в) 4Применение методов физики и химии в биологии. Чарльз Дарвин «Происхождение видов путем естественного отбора). 5. Формирование представления о Вселенной как о бесконечной в пространстве и времени, стационарной системе. 13 |
14 |
 |
Вторая половина 19 века – завершение построения классическогоестествознания и возникновение первых противоречий. 14 |
15 |
 |
1. В различных ситуациях свет проявляет или корпускулярные, иливолновые свойства а) Представления о волновой природе света были обоснованы в классической электродинамике Максвелла. б)Излучение нагретых тел, фотоэффект, закономерности строения спектров атомов металлов требовали для объяснения представления света состоящим из отдельных частиц. 15 |
16 |
 |
2. Открытие рентгеновских лучей (1895 г.) и радиоактивности (1996 г.)а) Объяснение этих явлений с точки зрения классической науки отсутствовали; б) При радиоактивном распаде было обнаружено «кажущееся» нарушение закона сохранения массы. 3. Факты, противоречащие представлению о стационарности Вселенной Разбегание галактик. 16 |
17 |
 |
17 |
18 |
 |
Принцип относительности Галилея и электромагнитные явленияЗаконы физики одинаковы с точки зрения любого наблюдателя, двигающегося относительно объекта наблюдения равномерно и прямолинейно. Пусть электрический заряд покоится в сис- теме координат x,y,z, он создает вокруг себя электрическое поле. Но для наблюдателя в системе x1, y1, z1заряд движется и создает магнитное поле. Противоречие! 18 |
19 |
 |
19 |
20 |
 |
20 |
21 |
 |
Специальная теория относительности (СТО)Здравый смысл – это сумма предубеждений, приобретенных до восемнадцатилетнего возраста. А. Эйнштейн А. Эйнштейн, 1905 г. ( «К электродинамике движущихся тел» в немецком журнале «Анналы физики»). Постулаты 1. Принцип относительности (Галилея) – любые физические процессы протекают одинаково в различных системах отсчета. 2. Принцип постоянства скорости света – скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника. 21 |
22 |
 |
Формулы преобразования ЛоренцаЭйнштейн показал, что преобразования координат Лоренца отражают не реальное изменение геометрических размеров движущихся тел и промежутков времени, а изменение результатов измерений в зависимости от выбора системы отсчета. По Эйнштейну в движущейся системе размеры тел сокращаются, и время замедляется по отношению к неподвижному внешнему наблюдателю, а внутри самой системы все процессы протекают обычным образом. 22 |
23 |
 |
Следствия СТООбъяснение релятивистских эффектов. Зависимость длительности интервала времени между двумя событиями от выбора системы отсчета. Покоящиеся пи-мезоны имеют среднее время жизни 2,6?10-8 с, а двигающиеся со скоростью 0,75с живут 3,9?10-8 с. 23 |
24 |
 |
24 |
25 |
 |
Принцип соответствияСтарая теория – частный случай новой. Механика Ньютона – частный случай специальной теории относительности. 25 |
26 |
 |
Специальная теория относительности (СТО), раскрыв взаимосвязьпространства и времени между собой, не смогла ответить на вопросы о том, как связаны они с телами, находящимися в пространстве, и полями тяготения. Процесс поиска ответа на эти вопросы завершился построением общей теории относительности (ОТО). 26 |
27 |
 |
Темы коротких сообщений1.История открытия лучей Рентгена. 2. Опыты Герца с электромагнитными волнами. 3. Кто изобрел радио? Российская, итальянская, американская версии. 4. История создания уравнений Максвелла. 5. История разработки систем мобильной связи. 6. Специальная теория относительности и парадокс близнецов. 7. Экспериментальные доказательства справедливости специальной и общей теорий относительности. 8. История создания квантовой механики. 27 |
28 |
 |
Благодарю за внимание28 |
«Электромагнитное поле физика» |
http://900igr.net/prezentatsii/fizika/Elektromagnitnoe-pole-fizika/Elektromagnitnoe-pole-fizika.html