190 likes | 429 Views
Fizikas paradigmu spēks un bezspēcība. Vjačeslavs Kaščejevs asociētais profesors, Ph.D. 4. lekcija. Ceturtās lekcijas plāns. Elektromagnētiskais starojums Elektriskais, magnētiskai lauks jeb tikai spēks? Starojums = “brīvais” lauks
E N D
Fizikas paradigmu spēks un bezspēcība Vjačeslavs Kaščejevs asociētais profesors, Ph.D. 4. lekcija
Ceturtās lekcijas plāns • Elektromagnētiskais starojums • Elektriskais, magnētiskai lauks jeb tikai spēks? • Starojums = “brīvais” lauks • Elektromagnētiskā starojuma (Maksvela viļņu) vispārējība • Ētera mikroskopiskais līmenis – starojuma kvanti • Planka kvantu hipotēze • “Kvantu cenzūra” un Planka starojuma likums • Relatitivātes paradigma • Einšteins: vienmērīga kustība nav detektējama! • Ātrumu saskaitīšana un relativistiskā konstante • Fizikālais vakuums (ēters) kā fundamentālais kvantu objekts ar relativistisko simetriju
Elektrība un magnētisms Ideja par lauku! Avots: http://rogerrobert.unblog.fr/files/2012/03/Coulomb.jpg
Vai lauks ir tikai spēku apraksts? Maziem izmēriem un lēnām izmaiņām – nav empīriski izšķiramas! • Tāldarbības paradigma: • Lauka nav, vienkārši lādiņi darbojas cits uz citu no attāluma, “pa gabalu” • Tuvdarbības paradigma: • mijiedarbība izplatās no punkta uzpunktu • visatelpa ap lādiņiem ir “izmainīta” – tajā ir stiprāka vai vājāka lauka intensitāte
Elektromagnētisma teorija James Clerk Maxwell (1831–1879)
Brīvais lauks jeb starojums "We can scarcely avoid the conclusion that light consists in the transverse undulations of the same medium which is the cause of electric and magnetic phenomena." James Clerk Maxwell (1831–1879) Elektromagnētiskie viļņi Teorētiskā fizika atklāj jaunu parādību!
Maksvela teorijas vispārējība "We can scarcely avoid the conclusion that light consists in the transverse undulations of the same medium which is the cause of electric and magnetic phenomena.“ /J.C.Maxwell/
Tuvdarbības uzvara un ēters Kas “viļņojas” elektromagnētiskajos viļņos? Ēters = fizikālais vakuums = visaptverošais, visurs esošais objekts ar daudziem, daudziem “elementiem” (brīvības pakāpēm)
Neveikla dogma no fizikas vēstures Robert B, Laughlin, Nobela prēmija laureāts: “The word 'ether' has extremely negative connotations in theoretical physics because of its past association with opposition to relativity. This is unfortunate because, stripped of these connotations, it rather nicely captures the way most physicists actually think about the vacuum. . . . Relativity actually says nothing about the existence or nonexistence of matter pervading the universe, only that any such matter must have relativistic symmetry.” “Ēters neeksistē!” Maikelsona un Morlija eksperiments pierādīja, ka ēters ir “dīvains” (pret to nevar mērīt kustību), nevis ētera “neeksistenci”
Ētera entropija Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858-1947) “melnā ķermeņa starojuma” uzdevums!
Ultravioletā katastrofa ... Klasiskajam, nepārtrauktajam laukam ir neierobežoti daudz mikroskopisko elementu! Kāpēc termodinamiski līdzsvarota starojuma entropija nav bezgalīga?
Planka kvantu hipotēze Avots: http://en.wikipedia.org/wiki/Sunlight
Vakuuma atdzišana kopš Lielā sprādziena Avots: http://atropos.as.arizona.edu/aiz/teaching/a204/ images/CMB_blackbody.gif
Relativitātes paradigma • Ņūtona pirmais likums: • Eksistē tādas atskaites sistēmas, no kurām tukša telpa un laiks izskatās vienmērīgi un izotropi. • Šāda atskaites sistēmas sauc par inerciālajām. • Relativitātes princips (Galilejs-Einšteins): • Eksistē bezgalīgi daudz atskaites sistēmu, kas kustas vienmērīgi viena pret otru, betneviena no tām nav ne labāka ne sliktāka par citu! • Citiem vārdiem, vienmērīga kustība nav absolūta!
Relativitātes paradigma 1. 2. Ar ko ir vienāds K? • Ātrumu saskaitīšanas uzdevums: • - bumbas ātrums, ko uztver 1. novērotājs • - bumbas ātrums, ko uztver 2. novērotājs • - 1. novērotāja ātrums, kādu to uztver 2. • No relativiātes principa matemātiski seko:
Einšteina relativitāte Albert Einstein (1879-1955) • K=0: • Galileja-Ņūtona laiktelpa • “Ikdienas intuīcijas” ātrumu formula • K=1/c2: • Miņkovska laiktelpa • Einšteina ātrumu saskaitīšanas formula
Relativitāte un ēters c + h = modernā (“neklasiskā”) fizika ! • Einšteins: mūsu pasaulē c ir galīga konstante! • Universālā relativistiskā konstante c sakrīt ar elektromagnētisko viļņu ātrumu no Maksvela teorijas • Elektromagnētiskais vakuums (ēters) ir • Ultra-relativistisks • Kvantu-mehāniski koherents