კლასიკური მექანიკა. სკოლის მოსწავლეთა ცოდნის ფორმირება ფიზიკური თეორიის სტრუქტურის შესახებ კლასიკური მექანიკის ძირითადი პრინციპები.

კლასიკური მექანიკა- მექანიკის სახეობა (ფიზიკის ფილიალი, რომელიც სწავლობს დროში სხეულების პოზიციების ცვლილების კანონებს და მის გამომწვევ მიზეზებს), რომელიც დაფუძნებულია ნიუტონის კანონებზე და გალილეოს ფარდობითობის პრინციპზე. ამიტომ, მას ხშირად უწოდებენ ნიუტონის მექანიკა».

კლასიკური მექანიკა იყოფა:

• სტატიკა (რომელიც ითვალისწინებს სხეულების წონასწორობას)
• კინემატიკა (რომელიც სწავლობს მოძრაობის გეომეტრიულ თვისებებს მისი მიზეზების გათვალისწინების გარეშე)
• დინამიკა (რომელიც ითვალისწინებს სხეულების მოძრაობას).

კლასიკური მექანიკის მათემატიკურად ფორმალური აღწერის რამდენიმე ექვივალენტური გზა არსებობს:

• ლაგრანჟის ფორმალიზმი
• ჰამილტონის ფორმალიზმი

კლასიკური მექანიკა იძლევა ძალიან ზუსტ შედეგებს, თუ მისი გამოყენება შემოიფარგლება სხეულებით, რომელთა სიჩქარე გაცილებით ნაკლებია ვიდრე სინათლის სიჩქარე და რომელთა ზომები ბევრად აღემატება ატომებისა და მოლეკულების ზომებს. კლასიკური მექანიკის განზოგადება თვითნებური სიჩქარით მოძრავი სხეულებისთვის არის რელატივისტური მექანიკა, ხოლო სხეულებისთვის, რომელთა ზომები შედარებულია ატომურთან - კვანტურ მექანიკაზე. ველის კვანტური თეორია განიხილავს კვანტურ რელატივისტურ ეფექტებს.

მიუხედავად ამისა, კლასიკური მექანიკა ინარჩუნებს თავის მნიშვნელობას, რადგან:

1. მისი გაგება და გამოყენება ბევრად უფრო ადვილია, ვიდრე სხვა თეორიები
2. ფართო დიაპაზონში, ის საკმაოდ კარგად აღწერს რეალობას.

კლასიკური მექანიკა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ისეთი ობიექტების მოძრაობის აღსაწერად, როგორიცაა ტოტები და ბეისბოლები, მრავალი ასტრონომიული ობიექტი (როგორიცაა პლანეტები და გალაქტიკები) და ზოგჯერ მრავალი მიკროსკოპული ობიექტიც კი, როგორიცაა მოლეკულები.

კლასიკური მექანიკა არის თვითთანმიმდევრული თეორია, ანუ მის ფარგლებში არ არსებობს დებულებები, რომლებიც ეწინააღმდეგება ერთმანეთს. თუმცა, მისი კომბინაცია სხვა კლასიკურ თეორიებთან, როგორიცაა კლასიკური ელექტროდინამიკა და თერმოდინამიკა, იწვევს უხსნად წინააღმდეგობებს. კერძოდ, კლასიკური ელექტროდინამიკა პროგნოზირებს, რომ სინათლის სიჩქარე მუდმივია ყველა დამკვირვებლისთვის, რაც არ შეესაბამება კლასიკურ მექანიკას. მე-20 საუკუნის დასაწყისში ამან განაპირობა ფარდობითობის სპეციალური თეორიის შექმნის აუცილებლობა. როდესაც განიხილება თერმოდინამიკასთან ერთად, კლასიკურ მექანიკას მივყავართ გიბსის პარადოქსამდე, რომელშიც შეუძლებელია ენტროპიის ოდენობის ზუსტად განსაზღვრა და ულტრაიისფერი კატასტროფამდე, რომელშიც შავი სხეული უნდა ასხივებდეს უსასრულო რაოდენობას ენერგიას. ამ პრობლემების გადაჭრის მცდელობებმა განაპირობა კვანტური მექანიკის გაჩენა და განვითარება.

Ძირითადი ცნებები

კლასიკური მექანიკა მუშაობს რამდენიმე ძირითადი კონცეფციითა და მოდელით. მათ შორის უნდა აღინიშნოს:

ძირითადი კანონები

გალილეოს ფარდობითობის პრინციპი

ძირითადი პრინციპი, რომელსაც ეფუძნება კლასიკური მექანიკა, არის ფარდობითობის პრინციპი, რომელიც ჩამოყალიბებულია გ.გალილეოს ემპირიული დაკვირვებების საფუძველზე. ამ პრინციპის მიხედვით, არსებობს უსაზღვროდ ბევრი მითითების სისტემა, რომელშიც თავისუფალი სხეული ისვენებს ან მოძრაობს მუდმივი სიჩქარით აბსოლუტური მნიშვნელობითა და მიმართულებით. ამ მითითების ჩარჩოებს უწოდებენ ინერციულს და მოძრაობენ ერთმანეთთან შედარებით ერთნაირად და სწორხაზოვნად. ყველა ინერციული მითითების სისტემაში სივრცისა და დროის თვისებები ერთნაირია და მექანიკურ სისტემებში ყველა პროცესი ერთსა და იმავე კანონებს ემორჩილება. ეს პრინციპი ასევე შეიძლება ჩამოყალიბდეს, როგორც აბსოლუტური საცნობარო სისტემების არარსებობა, ანუ საცნობარო სისტემები, რომლებიც როგორღაც გამოირჩევიან სხვებთან შედარებით.

ნიუტონის კანონები

ნიუტონის სამი კანონი არის კლასიკური მექანიკის საფუძველი.

ნიუტონის მეორე კანონი არ არის საკმარისი ნაწილაკების მოძრაობის აღსაწერად. გარდა ამისა, საჭიროა ძალის აღწერა, მიღებული ფიზიკური ურთიერთქმედების არსის გათვალისწინებით, რომელშიც სხეული მონაწილეობს.

ენერგიის შენარჩუნების კანონი

ენერგიის შენარჩუნების კანონი არის ნიუტონის კანონების შედეგი დახურული კონსერვატიული სისტემებისთვის, ანუ სისტემებისთვის, რომლებშიც მხოლოდ კონსერვატიული ძალები მოქმედებენ. უფრო ფუნდამენტური თვალსაზრისით, არსებობს კავშირი ენერგიის შენარჩუნების კანონსა და დროის ერთგვაროვნებას შორის, რომელიც გამოიხატება ნოეთერის თეორემით.

ნიუტონის კანონების გამოყენებადობის მიღმა

კლასიკური მექანიკა ასევე მოიცავს გაფართოებული არაწერტილოვანი ობიექტების რთული მოძრაობების აღწერას. ეილერის კანონები იძლევა ნიუტონის კანონების გაფართოებას ამ სფეროში. კუთხური იმპულსის კონცეფცია ეყრდნობა იმავე მათემატიკურ მეთოდებს, რომლებიც გამოიყენება ერთგანზომილებიანი მოძრაობის აღსაწერად.

რაკეტის მოძრაობის განტოლებები აფართოებს სიჩქარის კონცეფციას, როდესაც ობიექტის იმპულსი იცვლება დროთა განმავლობაში ისეთი ეფექტების გასათვალისწინებლად, როგორიცაა მასის დაკარგვა. კლასიკური მექანიკის ორი მნიშვნელოვანი ალტერნატიული ფორმულირებაა: ლაგრანჟის მექანიკა და ჰამილტონის მექანიკა. ეს და სხვა თანამედროვე ფორმულირებები მიდრეკილია გვერდის ავლით „ძალის“ კონცეფციის გვერდის ავლით და ხაზს უსვამენ სხვა ფიზიკურ რაოდენობებს, როგორიცაა ენერგია ან მოქმედება, მექანიკური სისტემების აღსაწერად.

იმპულსის და კინეტიკური ენერგიის ზემოაღნიშნული გამონათქვამები მოქმედებს მხოლოდ მნიშვნელოვანი ელექტრომაგნიტური წვლილის არარსებობის შემთხვევაში. ელექტრომაგნიტიზმში ნიუტონის მეორე კანონი მავთულის მატარებელი დენის შესახებ ირღვევა, თუ ის არ შეიცავს ელექტრომაგნიტური ველის წვლილს სისტემის იმპულსში, რომელიც გამოიხატება პოინტინგის ვექტორის მიხედვით გაყოფილი. გ 2, სადაც გარის სინათლის სიჩქარე თავისუფალ სივრცეში.

ამბავი

ძველი დრო

კლასიკური მექანიკა წარმოიშვა ანტიკურ ხანაში, ძირითადად, მშენებლობის დროს წარმოქმნილ პრობლემებთან დაკავშირებით. მექანიკის პირველი განყოფილება, რომელიც შემუშავდა, იყო სტატიკა, რომლის საფუძველი ჩაეყარა არქიმედეს ნაშრომებში ძვ.წ. ე. მან ჩამოაყალიბა ბერკეტის წესი, თეორემა პარალელური ძალების დამატების შესახებ, შემოიტანა სიმძიმის ცენტრის ცნება, ჩაუყარა საფუძველი ჰიდროსტატიკას (არქიმედეს ძალა).

Შუა საუკუნეები

ახალი დრო

მე-17 საუკუნე

მე -18 საუკუნე

მე-19 საუკუნე

XIX საუკუნეში ანალიტიკური მექანიკის განვითარება ხდება ოსტროგრადსკის, ჰამილტონის, იაკობის, ჰერცის და სხვათა ნაშრომებში, ვიბრაციების თეორიაში რუთმა, ჟუკოვსკიმ და ლიაპუნოვმა შეიმუშავეს მექანიკური სისტემების მდგრადობის თეორია. კორიოლისმა განავითარა ფარდობითი მოძრაობის თეორია აჩქარების თეორემის დამტკიცებით. მე-19 საუკუნის მეორე ნახევარში კინემატიკა გამოიყო მექანიკის ცალკეულ განყოფილებად.

განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი მე-19 საუკუნეში იყო პროგრესი უწყვეტი მექანიკაში. ნავიემ და კოშიმ ჩამოაყალიბეს ელასტიურობის თეორიის განტოლებები ზოგადი ფორმით. ნავიერისა და სტოქსის ნაშრომებში მიღებული იქნა ჰიდროდინამიკის დიფერენციალური განტოლებები სითხის სიბლანტის გათვალისწინებით. ამასთან ერთად ხდება ცოდნის გაღრმავება იდეალური სითხის ჰიდროდინამიკის სფეროში: ჩნდება ჰელმჰოლცის ნამუშევრები მორევებზე, კირჩჰოფის, ჟუკოვსკის და რეინოლდსის ტურბულენტობაზე და პრანდტლის შრომები სასაზღვრო ეფექტებზე. სენტ-ვენანმა შეიმუშავა მათემატიკური მოდელი, რომელიც აღწერს ლითონების პლასტიკურ თვისებებს.

უახლესი დრო

მე-20 საუკუნეში მკვლევართა ინტერესი კლასიკური მექანიკის სფეროში გადავიდა არაწრფივ ეფექტებზე. ლიაპუნოვმა და ანრი პუანკარემ საფუძველი ჩაუყარეს არაწრფივი რხევების თეორიას. მეშჩერსკიმ და ციოლკოვსკიმ გაანალიზეს ცვლადი მასის სხეულების დინამიკა. აეროდინამიკა გამოირჩევა უწყვეტი მექანიკიდან, რომლის საფუძვლები შეიმუშავა ჟუკოვსკიმ. მე-20 საუკუნის შუა ხანებში აქტიურად ვითარდება კლასიკური მექანიკის ახალი მიმართულება - ქაოსის თეორია. ასევე მნიშვნელოვანი რჩება რთული დინამიკური სისტემების სტაბილურობის საკითხები.

კლასიკური მექანიკის შეზღუდვები

კლასიკური მექანიკა იძლევა ზუსტ შედეგებს იმ სისტემებისთვის, რომლებსაც ყოველდღიურ ცხოვრებაში ვხვდებით. მაგრამ მისი პროგნოზები არასწორი ხდება სისტემებზე, რომლებიც უახლოვდებიან სინათლის სიჩქარეს, სადაც ის იცვლება რელატივისტური მექანიკით, ან ძალიან მცირე სისტემებისთვის, სადაც მოქმედებს კვანტური მექანიკის კანონები. სისტემებისთვის, რომლებიც აერთიანებს ორივე თვისებას, კლასიკური მექანიკის ნაცვლად გამოიყენება ველის რელატივისტური კვანტური თეორია. კომპონენტების ძალიან დიდი რაოდენობის ან თავისუფლების ხარისხის მქონე სისტემებისთვის, კლასიკური მექანიკა ასევე არ შეიძლება იყოს ადეკვატური, მაგრამ გამოიყენება სტატისტიკური მექანიკის მეთოდები.

კლასიკური მექანიკა ფართოდ გამოიყენება, რადგან, ჯერ ერთი, ის ბევრად უფრო მარტივი და ადვილად გამოსაყენებელია, ვიდრე ზემოთ ჩამოთვლილი თეორიები, და მეორეც, მას აქვს მიახლოების და გამოყენების დიდი შესაძლებლობები ფიზიკური ობიექტების ძალიან ფართო კლასისთვის, დაწყებული ჩვეულებრივი, როგორც დაწნული ზედაპირი ან ბურთი, დიდ ასტრონომიულ ობიექტებზე (პლანეტები, გალაქტიკები) და ძალიან მიკროსკოპული (ორგანული მოლეკულები).

მიუხედავად იმისა, რომ კლასიკური მექანიკა ზოგადად თავსებადია სხვა "კლასიკურ" თეორიებთან, როგორიცაა კლასიკური ელექტროდინამიკა და თერმოდინამიკა, ამ თეორიებს შორის არის გარკვეული შეუსაბამობები, რომლებიც ნაპოვნი იქნა მე -19 საუკუნის ბოლოს. მათი ამოხსნა შესაძლებელია უფრო თანამედროვე ფიზიკის მეთოდებით. კერძოდ, კლასიკური ელექტროდინამიკის განტოლებები არ არის უცვლელი გალილეის გარდაქმნებისას. სინათლის სიჩქარე მათში მუდმივი სახით შედის, რაც ნიშნავს, რომ კლასიკური ელექტროდინამიკა და კლასიკური მექანიკა თავსებადია მხოლოდ ეთერთან ასოცირებულ საცნობარო სისტემაში. თუმცა ექსპერიმენტულმა გადამოწმებამ არ გამოავლინა ეთერის არსებობა, რამაც გამოიწვია ფარდობითობის სპეციალური თეორიის შექმნა, რომელშიც შეცვლილი იყო მექანიკის განტოლებები. კლასიკური მექანიკის პრინციპები ასევე არ შეესაბამება კლასიკური თერმოდინამიკის ზოგიერთ პრეტენზიას, რაც იწვევს გიბსის პარადოქსს, რომლის მიხედვითაც შეუძლებელია ენტროპიის ზუსტად დადგენა და ულტრაიისფერი კატასტროფა, რომელშიც შავი სხეული უნდა ასხივებდეს უსასრულო რაოდენობას. ენერგიის. ამ შეუთავსებლობის დასაძლევად შეიქმნა კვანტური მექანიკა.

შენიშვნები

ინტერნეტის ბმულები

• ვიდეო ლექცია 1. ფიზიკა: კლასიკური მექანიკა (1999 წლის შემოდგომა)// MIT ლექციები: 8.01

ლიტერატურა

• არნოლდ V.I. ავეც ა.კლასიკური მექანიკის ერგოდიკური ამოცანები - RHD, 1999. - 284 გვ.
• ბ.მ.იავორსკი, ა.ა.დეტლაფი.ფიზიკა საშუალო სკოლის მოსწავლეებისთვის და უნივერსიტეტებში ჩასული პირებისთვის. - M .: აკადემია, 2008. - 720გვ. - (Უმაღლესი განათლება). - 34000 ეგზემპლარი. - ISBN 5-7695-1040-4
• სივუხინი დ.ვ.ფიზიკის ზოგადი კურსი. - მე-5 გამოცემა, სტერეოტიპული. - M .: Fizmatlit, 2006. - T. I. მექანიკა. - 560 გვ. - ISBN 5-9221-0715-1
• A. N. MATVEEVმექანიკა და ფარდობითობის თეორია. - მე-3 გამოცემა. - M .: ONYX 21-ე საუკუნე: სამყარო და განათლება, 2003. - 432 გვ. - 5000 ეგზემპლარი. - ISBN 5-329-00742-9
• C. Kittel, W. Knight, M. Rudermanმექანიკა. ბერკლის ფიზიკის კურსი. - M .: Lan, 2005. - 480გვ. - (სახელმძღვანელოები უნივერსიტეტებისთვის). - 2000 ეგზემპლარი. - ISBN 5-8114-0644-4

ვიკიპედიიდან, უფასო ენციკლოპედიიდან

კლასიკური მექანიკა- ერთგვარი მექანიკა (ფიზიკის განყოფილება, რომელიც სწავლობს დროში სხეულების პოზიციების ცვლილების კანონებს და მის გამომწვევ მიზეზებს), დაფუძნებული ნიუტონის კანონებსა და გალილეოს ფარდობითობის პრინციპზე. ამიტომ, მას ხშირად უწოდებენ ნიუტონის მექანიკა».

კლასიკური მექანიკა იყოფა:

სტატიკა (რომელიც ითვალისწინებს სხეულების წონასწორობას)

კინემატიკა (რომელიც სწავლობს მოძრაობის გეომეტრიულ თვისებებს მისი მიზეზების გათვალისწინების გარეშე)

დინამიკა (რომელიც ითვალისწინებს სხეულების მოძრაობას).

კლასიკური მექანიკა იძლევა ძალიან ზუსტ შედეგებს, თუ მისი გამოყენება შემოიფარგლება სხეულებით, რომელთა სიჩქარე გაცილებით ნაკლებია ვიდრე სინათლის სიჩქარე და რომელთა ზომები გაცილებით დიდია ატომებისა და მოლეკულების ზომებზე. რელატივისტური მექანიკა არის კლასიკური მექანიკის განზოგადება თვითნებური სიჩქარით მოძრავი სხეულებისთვის და კვანტური მექანიკის განზოგადება სხეულებისთვის, რომელთა ზომები შედარებულია ატომურთან. ველის კვანტური თეორია ითვალისწინებს კვანტურ რელატივისტურ ეფექტებს.

მიუხედავად ამისა, კლასიკური მექანიკა ინარჩუნებს თავის მნიშვნელობას, რადგან:

მისი გაგება და გამოყენება ბევრად უფრო ადვილია, ვიდრე სხვა თეორიები

ფართო დიაპაზონში, ის საკმაოდ კარგად აღწერს რეალობას.

კლასიკური მექანიკა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ისეთი ობიექტების მოძრაობის აღსაწერად, როგორიცაა ტოტები და ბეისბოლები, მრავალი ასტრონომიული ობიექტი (როგორიცაა პლანეტები და გალაქტიკები) და ზოგჯერ მრავალი მიკროსკოპული ობიექტიც კი, როგორიცაა მოლეკულები.

კლასიკური მექანიკა არის თვითთანმიმდევრული თეორია, ანუ მის ფარგლებში არ არსებობს დებულებები, რომლებიც ეწინააღმდეგება ერთმანეთს. თუმცა, მისი კომბინაცია სხვა კლასიკურ თეორიებთან, როგორიცაა კლასიკური ელექტროდინამიკა და თერმოდინამიკა, იწვევს უხსნად წინააღმდეგობებს. კერძოდ, კლასიკური ელექტროდინამიკა პროგნოზირებს, რომ სინათლის სიჩქარე მუდმივია ყველა დამკვირვებლისთვის, რაც არ შეესაბამება კლასიკურ მექანიკას. მე-20 საუკუნის დასაწყისში ამან განაპირობა ფარდობითობის სპეციალური თეორიის შექმნის აუცილებლობა. როდესაც განიხილება თერმოდინამიკასთან ერთად, კლასიკურ მექანიკას მივყავართ გიბსის პარადოქსამდე, რომელშიც შეუძლებელია ენტროპიის ოდენობის ზუსტად განსაზღვრა და ულტრაიისფერი კატასტროფა, რომელშიც სრულიად შავი სხეული უნდა ასხივებდეს უსასრულო რაოდენობას ენერგიას. ამ პრობლემების გადაჭრის მცდელობებმა განაპირობა კვანტური მექანიკის გაჩენა და განვითარება.

10 ბილეთი მსოფლიოს მექანიკური სურათი.თერმოდინამიკა

თერმოდინამიკა(ბერძნ. θέρμη - "სითბო", δύναμις - "ძალა") - ფიზიკის დარგი, რომელიც სწავლობს სითბოს და ენერგიის სხვა ფორმებს ურთიერთობებსა და გარდაქმნებს. ქიმიური თერმოდინამიკა, რომელიც შეისწავლის ფიზიკურ და ქიმიურ გარდაქმნებს, რომლებიც დაკავშირებულია სითბოს გამოყოფასთან ან შთანთქმასთან, ისევე როგორც სითბოს ინჟინერიას, წარმოიშვა როგორც ცალკეული დისციპლინები.

თერმოდინამიკაში საქმე არ გვაქვს ცალკეულ მოლეკულებთან, არამედ მაკროსკოპულ სხეულებთან, რომლებიც შედგება დიდი რაოდენობით ნაწილაკებისგან. ამ სხეულებს თერმოდინამიკური სისტემები ეწოდება. თერმოდინამიკაში თერმული ფენომენები აღწერილია მაკროსკოპული სიდიდეებით - წნევა, ტემპერატურა, მოცულობა, ..., რომლებიც არ გამოიყენება ცალკეულ მოლეკულებსა და ატომებზე.

თეორიულ ფიზიკაში, ფენომენოლოგიურ თერმოდინამიკასთან ერთად, რომელიც სწავლობს თერმო პროცესების ფენომენოლოგიას, გამოირჩევა სტატისტიკური თერმოდინამიკა, რომელიც შეიქმნა თერმოდინამიკის მექანიკური დასაბუთებისთვის და იყო სტატისტიკური ფიზიკის ერთ-ერთი პირველი განყოფილება.

თერმოდინამიკის გამოყენება შესაძლებელია მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების თემების ფართო სპექტრზე, როგორიცაა ძრავები, ფაზური გადასვლები, ქიმიური რეაქციები, სატრანსპორტო ფენომენები და შავი ხვრელებიც კი. თერმოდინამიკა მნიშვნელოვანია ფიზიკისა და ქიმიის, ქიმიური ინჟინერიის, კოსმოსური ინჟინერიის, მექანიკური ინჟინერიის, უჯრედული ბიოლოგიის, ბიოსამედიცინო ინჟინერიის, მასალების მეცნიერების სხვა სფეროებისთვის და სასარგებლოა სხვა სფეროებში, როგორიცაა ეკონომიკა [

11 ბილეთი ELECTRODYNAMICS

ელექტროდინამიკა- ფიზიკის განყოფილება, რომელიც სწავლობს ელექტრომაგნიტურ ველს ყველაზე ზოგად შემთხვევაში (ანუ განიხილება დროზე დამოკიდებული ცვლადი ველები) და მის ურთიერთქმედება სხეულებთან, რომლებსაც აქვთ ელექტრული მუხტი (ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება). ელექტროდინამიკის საგანი მოიცავს ელექტრულ და მაგნიტურ მოვლენებს შორის ურთიერთობას, ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას (სხვადასხვა პირობებში, როგორც თავისუფალ, ასევე მატერიასთან ურთიერთქმედების სხვადასხვა შემთხვევაში), ელექტრო დენს (ზოგადად, ალტერნატიულ) და მის ურთიერთქმედებას ელექტრომაგნიტურ ველთან (ელექტრული დენი). ამის მიხედვით შეიძლება ჩაითვალოს მოძრავი დამუხტული ნაწილაკების ერთობლიობა). დამუხტულ სხეულებს შორის ნებისმიერი ელექტრული და მაგნიტური ურთიერთქმედება თანამედროვე ფიზიკაში განიხილება, როგორც ელექტრომაგნიტური ველის მეშვეობით განხორციელებული და, შესაბამისად, ასევე ელექტროდინამიკის საგანია.

ყველაზე ხშირად ტერმინით ელექტროდინამიკანაგულისხმევი არის კლასიკურიელექტროდინამიკა, რომელიც აღწერს მხოლოდ ელექტრომაგნიტური ველის უწყვეტ თვისებებს მაქსველის განტოლებათა სისტემის მეშვეობით; ელექტრომაგნიტური ველის თანამედროვე კვანტური თეორიის და დამუხტულ ნაწილაკებთან მისი ურთიერთქმედების დასადგენად, ჩვეულებრივ გამოიყენება სტაბილური ტერმინი. კვანტური ელექტროდინამიკა.

12 ბილეთი სიმეტრიის კონცეფცია ბუნებისმეტყველებაში

ემი ნოეთერის თეორემაამტკიცებს, რომ ფიზიკური სისტემის ყოველი უწყვეტი სიმეტრია შეესაბამება კონსერვაციის გარკვეულ კანონს. ამრიგად, ენერგიის შენარჩუნების კანონი შეესაბამება დროის ერთგვაროვნებას, იმპულსის შენარჩუნების კანონი სივრცის ერთგვაროვნებას, კუთხური იმპულსის შენარჩუნების კანონი სივრცის იზოტროპიას, ელექტრული მუხტის კონსერვაციის კანონი სიმეტრიას. და ა.შ.

თეორემა ჩვეულებრივ ჩამოყალიბებულია ფუნქციონალური მოქმედების მქონე სისტემებისთვის და გამოხატავს ლაგრანგის უცვლელობას გარდაქმნების უწყვეტ ჯგუფთან მიმართებაში.

თეორემა დამკვიდრდა გეტინგენის სკოლის მეცნიერთა დ. გილბერტი, ფ. KleinaiE. არც ერთი. ყველაზე გავრცელებული ფორმულირება დაამტკიცა ემი ნოეთერმა 1918 წელს.

მათემატიკასა და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებებში ნაპოვნი სიმეტრიის ტიპები:

ორმხრივი სიმეტრია - სიმეტრია სარკის ასახვის მიმართ. (ორმხრივი სიმეტრია)

n-ე რიგის სიმეტრია - სიმეტრია ბრუნვის მიმართ 360 ° / ნ კუთხით ნებისმიერი ღერძის გარშემო. აღწერილია Z n ჯგუფის მიერ.

ღერძული სიმეტრია (რადიალური სიმეტრია, სხივების სიმეტრია) - სიმეტრია ღერძის გარშემო თვითნებური კუთხით ბრუნვის მიმართ. აღწერილია SO(2) ჯგუფის მიერ.

სფერული სიმეტრია - სიმეტრია ბრუნვის მიმართ სამგანზომილებიან სივრცეში თვითნებური კუთხით. აღწერილია SO(3) ჯგუფის მიერ. სივრცის ან საშუალო ლოკალურ სფერულ სიმეტრიას ასევე იზოტროპიას უწოდებენ.

ბრუნვის სიმეტრია არის წინა ორი სიმეტრიის განზოგადება.

მთარგმნელობითი სიმეტრია - სიმეტრია სივრცის გადაადგილების მიმართ ნებისმიერი მიმართულებით გარკვეული მანძილით.

ლორენცის ინვარიანტობა - სიმეტრია მინკოვსკის სივრცე-დროში თვითნებურ ბრუნებთან მიმართებაში.

ლიანდაგის ინვარიანტობა არის კვანტური ველის თეორიაში (კერძოდ, იანგ-მილსის თეორიები) ლიანდაგის თეორიების განტოლებების ტიპის დამოუკიდებლობა ლიანდაგური გარდაქმნების ქვეშ.

სუპერსიმეტრია - თეორიის სიმეტრია ბოზონების ფერმიონებით ჩანაცვლების მიმართ.

უმაღლესი სიმეტრია - სიმეტრია ჯგუფურ ანალიზში.

კაინოსიმეტრია არის ელექტრონული კონფიგურაციის ფენომენი (ტერმინი შემოიღო ს. ა. შჩუკარევმა, რომელმაც აღმოაჩინა იგი), რომელიც განსაზღვრავს მეორად პერიოდულობას (აღმოაჩინა ე. ვ. ბირონმა).

13 ბილეთების მომსახურების სადგური

ფარდობითობის სპეციალური თეორია(ᲐᲡᲘ; ასევე ფარდობითობის კერძო თეორია) არის თეორია, რომელიც აღწერს მოძრაობას, მექანიკის კანონებს, სივრცე-დროის ურთიერთობებს მოძრაობის თვითნებური სიჩქარით, რომელიც ნაკლებია სინათლის სიჩქარეზე ვაკუუმში, მათ შორის სინათლის სიჩქარესთან ახლოს. სპეციალური ფარდობითობის ფარგლებში ნიუტონის კლასიკური მექანიკა არის დაბალი სიჩქარის მიახლოება. გრავიტაციული ველებისთვის SRT-ის განზოგადებას ფარდობითობის ზოგადი თეორია ეწოდება.

ფარდობითობის სპეციალური თეორიით აღწერილი კლასიკური მექანიკის პროგნოზებიდან ფიზიკური პროცესების მიმდინარეობისას გადახრები ე.წ. რელატივისტური ეფექტებიდა ტემპები, რომლითაც ასეთი ეფექტები მნიშვნელოვანი ხდება რელატივისტური სიჩქარეები.

14 OTO ბილეთი

ფარდობითობის ზოგადი თეორია(ზოგადი ფარდობითობაის. allgemeine Relativitätstheorie) არის გრავიტაციის გეომეტრიული თეორია, რომელიც ავითარებს ფარდობითობის სპეციალურ თეორიას (SRT), რომელიც გამოქვეყნდა ალბერტ აინშტაინის მიერ 1915-1916 წლებში. ფარდობითობის ზოგადი თეორიის ფარგლებში, ისევე როგორც სხვა მეტრულ თეორიებში, ვარაუდობენ, რომ გრავიტაციული ეფექტები განპირობებულია სივრცე-დროში მდებარე სხეულებისა და ველების არაძალის ურთიერთქმედებით, არამედ თავად სივრცე-დროის დეფორმაციით, რაც ასოცირდება, კერძოდ, მასობრივი ენერგიის არსებობასთან. ფარდობითობის ზოგადი თეორია განსხვავდება გრავიტაციის სხვა მეტრიკული თეორიებისგან აინშტაინის განტოლებების გამოყენებით სივრცე-დროის გამრუდება მასში არსებულ მატერიასთან დასაკავშირებლად.

ფარდობითობის ზოგადი თეორია ამჟამად გრავიტაციის ყველაზე წარმატებული თეორიაა, რომელიც კარგად არის დადასტურებული დაკვირვებებით. ფარდობითობის ზოგადი თეორიის პირველი წარმატება იყო მერკურის პერიჰელიონის ანომალიური პრეცესიის ახსნა. შემდეგ, 1919 წელს, არტურ ედინგტონმა განაცხადა, რომ დააკვირდა მზის მახლობლად შუქის გადახრას სრული დაბნელების დროს, რამაც ხარისხობრივად და რაოდენობრივად დაადასტურა ზოგადი ფარდობითობის პროგნოზები. მას შემდეგ ბევრმა სხვა დაკვირვებამ და ექსპერიმენტმა დაადასტურა თეორიის პროგნოზების მნიშვნელოვანი რაოდენობა, მათ შორის გრავიტაციული დროის გაფართოება, გრავიტაციული წითელ გადანაცვლება, გრავიტაციულ ველში სიგნალის შეფერხება და ჯერჯერობით მხოლოდ ირიბად, გრავიტაციული გამოსხივება. გარდა ამისა, მრავალი დაკვირვება განიმარტება, როგორც ფარდობითობის ზოგადი თეორიის ერთ-ერთი ყველაზე იდუმალი და ეგზოტიკური პროგნოზის - შავი ხვრელების არსებობის დადასტურება.

ფარდობითობის ზოგადი თეორიის განსაცვიფრებელი წარმატების მიუხედავად, სამეცნიერო საზოგადოებაში არსებობს დისკომფორტი, რომელიც დაკავშირებულია, პირველ რიგში, იმ ფაქტთან, რომ შეუძლებელია მისი გადაფორმირება, როგორც კვანტური თეორიის კლასიკური ზღვარი, და მეორეც, იმაზე, რომ თავად თეორია მიუთითებს. მისი გამოყენების საზღვრები, რადგან ის წინასწარმეტყველებს შეუქცევადი ფიზიკური განსხვავებების გამოჩენას შავი ხვრელების და, ზოგადად, სივრცე-დროის სინგულარების განხილვისას. ამ პრობლემების გადასაჭრელად შემოთავაზებულია არაერთი ალტერნატიული თეორია, რომელთაგან ზოგიერთი ასევე კვანტურია. თუმცა, ამჟამინდელი ექსპერიმენტული მტკიცებულება მიუთითებს, რომ ფარდობითობის ზოგადი თეორიიდან ნებისმიერი სახის გადახრა უნდა იყოს ძალიან მცირე, თუ ის საერთოდ არსებობს.

15 ბილეთი სამყაროს გაფართოება.HUBBLE LAW

სამყაროს გაფართოება- ფენომენი, რომელიც შედგება გარე სივრცის თითქმის ერთგვაროვანი და იზოტროპული გაფართოებისგან მთელი სამყაროს მასშტაბით. ექსპერიმენტულად სამყაროს გაფართოება შეინიშნება ჰაბლის კანონის განხორციელების სახით. მეცნიერება ეგრეთ წოდებულ დიდ აფეთქებას სამყაროს გაფართოების საწყისად მიიჩნევს. თეორიულად, ფენომენი იწინასწარმეტყველა და დაასაბუთა ა. ფრიდმანი ფარდობითობის ზოგადი თეორიის განვითარების ადრეულ ეტაპზე ზოგადი ფილოსოფიური მოსაზრებებიდან სამყაროს ჰომოგენურობისა და იზოტროპიის შესახებ.

ჰაბლის კანონი(გალაქტიკათა ზოგადი რეცესიის კანონი) არის ემპირიული კანონი, რომელიც ხაზოვანი გზით აკავშირებს გალაქტიკის წითელ გადაადგილებას მათთან დაშორებასთან:

სადაც ზ- გალაქტიკის წითელ გადაადგილება დ- მანძილი მასთან ჰ 0 არის პროპორციულობის ფაქტორი, რომელსაც ჰაბლის მუდმივი ეწოდება. მცირე ღირებულებით ზსავარაუდო თანასწორობა მოქმედებს cz=V რ, სად ვ რარის გალაქტიკის სიჩქარე დამკვირვებლის ხედვის ხაზის გასწვრივ, გ- სინათლის სიჩქარე. ამ შემთხვევაში კანონი იღებს კლასიკურ ფორმას:

ეს ასაკი არის სამყაროს გაფართოების დამახასიათებელი დრო ამ მომენტისთვის და, 2-მდე, შეესაბამება სამყაროს ასაკს, რომელიც გამოითვლება სტანდარტული ფრიდმანის კოსმოლოგიური მოდელის გამოყენებით.

16 ბილეთი FRIEDMAN MODEL. სინგულარობა

ფრიდმენის სამყარო(ფრიდმან-ლემაიტრ-რობერტსონ-უოკერის მეტრიკა) არის ერთ-ერთი კოსმოლოგიური მოდელი, რომელიც აკმაყოფილებს ფარდობითობის ზოგადი თეორიის ველის განტოლებებს, სამყაროს პირველი არასტაციონარული მოდელებიდან. მიიღო ალექსანდრე ფრიდმანმა 1922 წელს. ფრიდმენის მოდელი აღწერს ერთგვაროვან იზოტროპულს არასტაციონარულისამყარო მატერიით, რომელსაც აქვს დადებითი, ნულოვანი ან უარყოფითი მუდმივი გამრუდება. მეცნიერის ეს ნაშრომი გახდა ფარდობითობის ზოგადი თეორიის მთავარი თეორიული განვითარება აინშტაინის მუშაობის შემდეგ 1915-1917 წლებში.

გრავიტაციული სინგულარობა- სივრცე-დროის რეგიონი, რომლის გავლითაც შეუძლებელია გეოდეზიური ხაზის გაგრძელება. ხშირად მასში სივრცე-დროის კონტინიუმის გამრუდება უსასრულობამდე იქცევა, ან მეტრიკას აქვს სხვა პათოლოგიური თვისებები, რომლებიც არ იძლევა ფიზიკურ ინტერპრეტაციას (მაგ. კოსმოლოგიური სინგულარობა- სამყაროს მდგომარეობა დიდი აფეთქების საწყის მომენტში, რომელსაც ახასიათებს მატერიის უსასრულო სიმკვრივე და ტემპერატურა);

17 ბილეთი დიდი აფეთქების თეორია რელიქტური გამოსხივება

რელიქტური გამოსხივება(ან კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივებაინგლისურიდან კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივება) - კოსმოსური ელექტრომაგნიტური გამოსხივება იზოტროპიის მაღალი ხარისხით და აბსოლუტურად შავი სხეულისთვის დამახასიათებელი სპექტრით 2,725 კ ტემპერატურით.

CMB-ის არსებობა თეორიულად იწინასწარმეტყველეს დიდი აფეთქების თეორიის ფარგლებში. მიუხედავად იმისა, რომ დიდი აფეთქების ორიგინალური თეორიის მრავალი ასპექტი ახლა გადაიხედა, საფუძვლები, რომლებმაც შესაძლებელი გახადა CMB-ის ტემპერატურის პროგნოზირება, არ შეცვლილა. ითვლება, რომ რელიქტური გამოსხივება შენარჩუნებულია სამყაროს არსებობის საწყისი ეტაპებიდან და თანაბრად ავსებს მას. მისი არსებობა ექსპერიმენტულად დადასტურდა 1965 წელს. კოსმოლოგიურ წითელ გადაადგილებასთან ერთად, კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივება განიხილება, როგორც დიდი აფეთქების თეორიის ერთ-ერთი მთავარი დადასტურება.

Დიდი აფეთქება(ინგლისური) დიდი აფეთქება) არის კოსმოლოგიური მოდელი, რომელიც აღწერს სამყაროს ადრეულ განვითარებას, კერძოდ, სამყაროს გაფართოების დასაწყისს, მანამდე სამყარო სინგულარულ მდგომარეობაში იყო.

ჩვეულებრივ, ახლა ავტომატურად აერთიანებს დიდი აფეთქების თეორიას და ცხელი სამყაროს მოდელს, მაგრამ ეს ცნებები დამოუკიდებელია და ისტორიულად ასევე არსებობდა ცივი საწყისი სამყაროს კონცეფცია დიდი აფეთქების მახლობლად. ეს არის დიდი აფეთქების თეორიის კომბინაცია ცხელი სამყაროს თეორიასთან, რომელსაც მხარს უჭერს კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივება, რომელიც შემდგომ განიხილება.

18 ბილეთი SPACE VACUUM

ვაკუუმი(რედ. ვაკუუმი- სიცარიელე) - მატერიისგან თავისუფალი სივრცე. საინჟინრო და გამოყენებითი ფიზიკაში ვაკუუმი გაგებულია, როგორც გაზის შემცველი საშუალება ატმოსფერულ წნევაზე საკმაოდ დაბალი წნევის პირობებში. ვაკუუმი ხასიათდება თანაფარდობით λ გაზის მოლეკულების საშუალო თავისუფალ გზასა და გარემოს დამახასიათებელ ზომას შორის. დ. ქვეშ დშესაძლებელია ვაკუუმური კამერის კედლებს შორის მანძილის აღება, ვაკუუმ მილსადენის დიამეტრი და ა.შ. თანაფარდობის λ / დგანასხვავებენ დაბალი (), საშუალო () და მაღალი () ვაკუუმი.

აუცილებელია განვასხვავოთ ცნებები ფიზიკური ვაკუუმიდა ტექნიკური ვაკუუმი.

19 ბილეთი Quantum MECHANICS

Კვანტური მექანიკა- თეორიული ფიზიკის განყოფილება, რომელიც აღწერს ფიზიკურ მოვლენებს, რომლებშიც მოქმედება სიდიდით შედარებულია პლანკის მუდმივთან. კვანტური მექანიკის პროგნოზები შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს კლასიკური მექანიკის პროგნოზებისგან. იმის გამო, რომ პლანკის მუდმივი ძალიან მცირეა ყოველდღიური ობიექტების მოქმედებასთან შედარებით, კვანტური ეფექტები ძირითადად მხოლოდ მიკროსკოპულ მასშტაბებზე ვლინდება. თუ სისტემის ფიზიკური მოქმედება ბევრად აღემატება პლანკის მუდმივობას, კვანტური მექანიკა ორგანულად გადადის კლასიკურ მექანიკაში. თავის მხრივ, კვანტური მექანიკა არის კვანტური ველის თეორიის არარელატივისტური მიახლოება (ანუ მცირე ენერგიების მიახლოება სისტემის მასიური ნაწილაკების დანარჩენ ენერგიასთან შედარებით).

კლასიკურ მექანიკას, რომელიც კარგად აღწერს მაკროსკოპული მასშტაბის სისტემებს, არ შეუძლია ატომების, მოლეკულების, ელექტრონების და ფოტონების დონეზე ფენომენების აღწერა. კვანტური მექანიკა ადეკვატურად აღწერს ატომების, იონების, მოლეკულების, შედედებული ნივთიერების და ელექტრონულ-ბირთვული სტრუქტურის მქონე სხვა სისტემების ძირითად თვისებებსა და ქცევას. კვანტურ მექანიკას ასევე შეუძლია აღწეროს ელექტრონების, ფოტონების და სხვა ელემენტარული ნაწილაკების ქცევა, მაგრამ ელემენტარული ნაწილაკების გარდაქმნების უფრო ზუსტი რელატივისტურად ინვარიანტული აღწერა აგებულია ველის კვანტური თეორიის ფარგლებში. ექსპერიმენტები ადასტურებს კვანტური მექანიკის დახმარებით მიღებულ შედეგებს.

კვანტური კინემატიკის ძირითადი ცნებებია დაკვირვებადი და მდგომარეობის ცნებები.

კვანტური დინამიკის ძირითადი განტოლებებია შროდინგერის განტოლება, ფონ ნეუმანის განტოლება, ლინდბლადის განტოლება, ჰაიზენბერგის განტოლება და პაულის განტოლება.

კვანტური მექანიკის განტოლებები მჭიდროდ არის დაკავშირებული მათემატიკის ბევრ დარგთან, მათ შორის: ოპერატორის თეორია, ალბათობის თეორია, ფუნქციონალური ანალიზი, ოპერატორების ალგებრები, ჯგუფის თეორია.

მთლიანად შავი სხეული- ფიზიკური იდეალიზაცია, რომელიც გამოიყენება თერმოდინამიკაში, სხეული, რომელიც შთანთქავს მასზე მოხვედრილ ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას ყველა დიაპაზონში და არაფერს ასახავს. მიუხედავად სახელწოდებისა, თავად შავ სხეულს შეუძლია ნებისმიერი სიხშირის ელექტრომაგნიტური გამოსხივება და ვიზუალურად ჰქონდეს ფერი.შავი სხეულის გამოსხივების სპექტრი განისაზღვრება მხოლოდ მისი ტემპერატურით.

შავი სხეულის მნიშვნელობა ზოგადად ნებისმიერი (ნაცრისფერი და ფერადი) სხეულების თერმული გამოსხივების სპექტრის საკითხში, გარდა იმისა, რომ უმარტივესი არატრივიალური შემთხვევაა, ასევე იმაშია, რომ წონასწორობის სპექტრის საკითხი. ნებისმიერი ფერის სხეულების თერმული გამოსხივება და ასახვის კოეფიციენტი კლასიკური თერმოდინამიკის მეთოდებით მცირდება აბსოლუტურად შავი სხეულის რადიაციის საკითხამდე (და ისტორიულად ეს უკვე გაკეთდა მე-19 საუკუნის ბოლოს, როდესაც ჩნდება გამოსხივების პრობლემა. წინა პლანზე გამოვიდა აბსოლუტურად შავი სხეული).

ყველაზე შავი რეალური ნივთიერებები, მაგალითად, ჭვარტლი, შთანთქავს ინციდენტის გამოსხივების 99%-მდე (ანუ მათ აქვთ ალბედო ტოლი 0,01) ხილული ტალღის სიგრძის დიაპაზონში, მაგრამ ისინი ბევრად უარესად შთანთქავენ ინფრაწითელ გამოსხივებას. მზის სისტემის სხეულებს შორის, მზეს აქვს აბსოლუტურად შავი სხეულის თვისებები.

ტერმინი შემოიღო გუსტავ კირხჰოფმა 1862 წელს.

20 ბილეთი კვანტური მექანიკის პრინციპები

თანამედროვე ფიზიკის ყველა პრობლემა შეიძლება დაიყოს ორ ჯგუფად: კლასიკური ფიზიკის ამოცანები და კვანტური ფიზიკის პრობლემები. ჩვეულებრივი მაკროსკოპული სხეულების თვისებების შესწავლისას კვანტური პრობლემები თითქმის არასოდეს გვხვდება, რადგან კვანტური თვისებები ხელშესახები ხდება მხოლოდ მიკროსამყაროში. . მაშასადამე, მე-19 საუკუნის ფიზიკა, რომელიც მხოლოდ მაკროსკოპულ სხეულებს სწავლობდა, სრულიად არ იცოდა კვანტური პროცესების შესახებ. ეს არის კლასიკური ფიზიკა. კლასიკური ფიზიკისთვის დამახასიათებელია, რომ იგი არ ითვალისწინებს მატერიის ატომისტურ სტრუქტურას. თუმცა, ახლა ექსპერიმენტული ტექნოლოგიის განვითარებამ იმდენად ფართოდ გადალახა ბუნებასთან ჩვენი გაცნობის საზღვრები, რომ ჩვენ ახლა ვიცით და, უფრო მეტიც, დეტალურად, ცალკეული ატომებისა და მოლეკულების სიმკაცრე. თანამედროვე ფიზიკა სწავლობს მატერიის ატომურ სტრუქტურას და, შესაბამისად, მე-19 საუკუნის ძველი კლასიკური ფიზიკის პრინციპებს. უნდა შეიცვალოს ახალი ფაქტების შესაბამისად და რადიკალურად შეიცვალოს. პრინციპების ეს ცვლილება არის გადასვლა კვანტურ ფიზიკაზე.

21 ბილეთი კორპუსკულარულ-ტალღური დუალიზმი

კორპუსკულარულ-ტალღური დუალიზმი- პრინციპი, რომ ნებისმიერ ობიექტს შეუძლია გამოავლინოს როგორც ტალღური, ასევე ნაწილაკების თვისებები. იგი დაინერგა კვანტური მექანიკის განვითარების დროს მიკროსამყაროში დაფიქსირებული ფენომენების ინტერპრეტაცია კლასიკური ცნებების თვალსაზრისით. ტალღა-ნაწილაკების ორმაგობის პრინციპის შემდგომი განვითარება იყო კვანტური ველების კონცეფცია ველის კვანტურ თეორიაში.

როგორც კლასიკური მაგალითი, სინათლე შეიძლება განიმარტოს, როგორც სხეულების ნაკადი (ფოტონები), რომლებიც ბევრ ფიზიკურ ეფექტში ავლენენ ელექტრომაგნიტური ტალღების თვისებებს. სინათლე ავლენს ტალღის თვისებებს დიფრაქციისა და ჩარევის ფენომენებში სინათლის ტალღის სიგრძესთან შესადარებელ მასშტაბებში. მაგალითად, თუნდაც მარტოხელაფოტონები, რომლებიც გადიან ორმაგ ჭრილში, ქმნიან ინტერფერენციის შაბლონს ეკრანზე, რომელიც განისაზღვრება მაქსველის განტოლებებით.

მიუხედავად ამისა, ექსპერიმენტმა აჩვენა, რომ ფოტონი არ არის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მოკლე პულსი, მაგალითად, ის არ შეიძლება დაიყოს რამდენიმე სხივად ოპტიკური სხივის გამყოფებით, რაც ნათლად აჩვენა ფრანგმა ფიზიკოსებმა გრანჟეს, როჟერმა და ასპემ 1986 წელს ჩატარებულმა ექსპერიმენტმა. . სინათლის კორპუსკულური თვისებები გამოიხატება ფოტოელექტრული ეფექტით და კომპტონის ეფექტში. ფოტონი ასევე იქცევა როგორც ნაწილაკი, რომელიც გამოიყოფა ან მთლიანად შეიწოვება ობიექტების მიერ, რომელთა ზომები გაცილებით მცირეა ვიდრე მისი ტალღის სიგრძე (მაგალითად, ატომის ბირთვები), ან ზოგადად შეიძლება ჩაითვალოს წერტილად (მაგალითად, ელექტრონი).

დღეისათვის, ტალღა-ნაწილაკების ორმაგობის კონცეფცია მხოლოდ ისტორიულ ინტერესს იწვევს, რადგან ის მხოლოდ ინტერპრეტაციას ემსახურებოდა, კვანტური ობიექტების ქცევის აღწერის გზას, მისთვის კლასიკური ფიზიკის ანალოგიების არჩევას. სინამდვილეში, კვანტური ობიექტები არ არიან არც კლასიკური ტალღები და არც კლასიკური ნაწილაკები, რომლებიც პირველის ან მეორეს თვისებებს მხოლოდ გარკვეული მიახლოებით იძენენ. მეთოდოლოგიურად უფრო სწორია კვანტური თეორიის ფორმულირება ბილიკის ინტეგრალის (პროპაგატორის) თვალსაზრისით, კლასიკური ცნებების გამოყენებისგან თავისუფალი.

22 ბილეთი ატომის სტრუქტურის კონცეფცია ატომის მოდელები

ტომსონის ატომის მოდელი(მოდელი "პუდინგი ქიშმიშით", ინგ. ქლიავის პუდინგის მოდელი).ჯ. ჯ. ტომსონმა შესთავაზა ატომის განხილვა, როგორც დადებითად დამუხტული სხეული, რომელშიც ელექტრონებია ჩასმული. ის საბოლოოდ უარყო რეზერფორდმა ალფა ნაწილაკების გაფანტვის შესახებ მისი ცნობილი ექსპერიმენტის შემდეგ.

ნაგაოკას ატომის ადრეული პლანეტარული მოდელი. 1904 წელს იაპონელმა ფიზიკოსმა ჰანტარო ნაგაოკამ შემოგვთავაზა ატომის მოდელი, რომელიც აგებულია პლანეტა სატურნის ანალოგიით. ამ მოდელში ელექტრონები, რგოლებში გაერთიანებული, ბრუნავდნენ ორბიტებში მცირე დადებითი ბირთვის გარშემო. მოდელი მცდარი აღმოჩნდა.

ბორ-რაზერფორდის ატომის პლანეტარული მოდელი. 1911 წელს ერნესტ რეზერფორდმა, ჩაატარა მთელი რიგი ექსპერიმენტები, მივიდა დასკვნამდე, რომ ატომი არის ერთგვარი პლანეტარული სისტემა, რომელშიც ელექტრონები ორბიტაზე მოძრაობენ ატომის ცენტრში მდებარე მძიმე დადებითად დამუხტული ბირთვის გარშემო ("რაზერფორდის მოდელი ატომი"). თუმცა, ატომის ასეთი აღწერა კონფლიქტში შევიდა კლასიკურ ელექტროდინამიკასთან. ფაქტია, რომ კლასიკური ელექტროდინამიკის მიხედვით, ელექტრონი ცენტრიდანული აჩქარებით მოძრაობისას უნდა ასხივებდეს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს და, შესაბამისად, დაკარგოს ენერგია. გამოთვლებმა აჩვენა, რომ დრო, რომელიც სჭირდება ასეთ ატომში ელექტრონს, რომ დაეცეს ბირთვს, აბსოლუტურად უმნიშვნელოა. ატომების მდგრადობის ასახსნელად, ნილს ბორს უნდა შემოეტანა პოსტულატები, რომლებიც ემყარება იმ ფაქტს, რომ ატომში ელექტრონი, რომელიც იმყოფება ზოგიერთ სპეციალურ ენერგეტიკულ მდგომარეობაში, არ ასხივებს ენერგიას („ატომის ბორ-რაზერფორდის მოდელი“). ბორის პოსტულატებმა აჩვენა, რომ კლასიკური მექანიკა არ გამოიყენება ატომის აღწერისთვის. ატომის გამოსხივების შემდგომმა შესწავლამ გამოიწვია კვანტური მექანიკის შექმნა, რამაც შესაძლებელი გახადა დაკვირვებული ფაქტების აბსოლუტური უმრავლესობის ახსნა.

ატომი(სხვა ბერძნული ἄτομος- განუყოფელი) - ქიმიური ელემენტის უმცირესი ქიმიურად განუყოფელი ნაწილი, რომელიც მისი თვისებების მატარებელია. ატომი შედგება ატომის ბირთვისა და ელექტრონებისგან. ატომის ბირთვი შედგება დადებითად დამუხტული პროტონებისა და დაუმუხტველი ნეიტრონებისგან. თუ ბირთვში პროტონების რაოდენობა ემთხვევა ელექტრონების რაოდენობას, მაშინ ატომი მთლიანობაში ელექტრული ნეიტრალურია. წინააღმდეგ შემთხვევაში, მას აქვს გარკვეული დადებითი ან უარყოფითი მუხტი და ეწოდება იონი. ატომები კლასიფიცირდება ბირთვში პროტონებისა და ნეიტრონების რაოდენობის მიხედვით: პროტონების რაოდენობა განსაზღვრავს, ეკუთვნის თუ არა ატომი გარკვეულ ქიმიურ ელემენტს, ხოლო ნეიტრონების რაოდენობა განსაზღვრავს ამ ელემენტის იზოტოპს.

სხვადასხვა ტიპის ატომები სხვადასხვა რაოდენობით, რომლებიც დაკავშირებულია ატომთაშორისი ბმებით, ქმნიან მოლეკულებს.

23 ბილეთი ფუნდამენტური ურთიერთქმედება

ფუნდამენტური ურთიერთქმედება- მათგან შედგენილი სხეულების ელემენტარული ნაწილაკების ურთიერთქმედების თვისობრივად განსხვავებული ტიპები.

დღეს საიმედოდ ცნობილია ოთხი ფუნდამენტური ურთიერთქმედების არსებობა:

გრავიტაციული

ელექტრომაგნიტური

ძლიერი

სუსტი

ამავდროულად, ელექტრომაგნიტური და სუსტი ურთიერთქმედება ერთის გამოვლინებაა ელექტროსუსტი ურთიერთქმედება.

მიმდინარეობს ძიება სხვა ტიპის ფუნდამენტური ურთიერთქმედებისთვის, როგორც მიკროსამყაროს ფენომენებში, ასევე კოსმიურ მასშტაბებში, მაგრამ ჯერჯერობით სხვა ტიპის ფუნდამენტური ურთიერთქმედება არ არის აღმოჩენილი.

ფიზიკაში მექანიკური ენერგია იყოფა ორ ტიპად - პოტენციურ და კინეტიკურ ენერგიად. სხეულების მოძრაობის ცვლილების მიზეზი (კინეტიკური ენერგიის ცვლილება) არის ძალა (პოტენციური ენერგია) (იხ. ნიუტონის მეორე კანონი) ჩვენს ირგვლივ სამყაროს შესწავლისას შეგვიძლია შევამჩნიოთ ძალების მრავალფეროვნება: გრავიტაცია, ძაფის დაჭიმულობა, ზამბარის შეკუმშვის ძალა, სხეულების შეჯახების ძალა, ხახუნის ძალა, ჰაერის წინააღმდეგობის ძალა, აფეთქების ძალა და ა. ერთად. ვინაიდან ატომთაშორისი ურთიერთქმედების ძირითადი ტიპი ელექტრომაგნიტურია, აღმოჩნდა, რომ ამ ძალების უმეტესობა მხოლოდ ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების სხვადასხვა გამოვლინებაა. ერთ-ერთი გამონაკლისი არის, მაგალითად, მიზიდულობის ძალა, რომელიც გამოწვეულია მასის მქონე სხეულებს შორის გრავიტაციული ურთიერთქმედებით.

24 ბილეთი ELEMENTARY PARTICLES და მათი თვისებები

ელემენტარული ნაწილაკი- კოლექტიური ტერმინი, რომელიც ეხება ქვებირთვული მასშტაბის მიკრო-ობიექტებს, რომლებიც არ შეიძლება დაიყოს მათ შემადგენელ ნაწილებად.

გასათვალისწინებელია, რომ ზოგიერთი ელემენტარული ნაწილაკი (ელექტრონი, ფოტონი, კვარკები და ა.შ.) ამჟამად ითვლება უსტრუქტუროდ და განიხილება როგორც პირველადი ფუნდამენტური ნაწილაკები. სხვა ელემენტარული ნაწილაკები (ე.წ შემადგენელი ნაწილაკები-პროტონს, ნეიტრონს და ა.შ.) აქვთ რთული შინაგანი აგებულება, მაგრამ, მიუხედავად ამისა, თანამედროვე კონცეფციების მიხედვით, მათი ნაწილებად დაყოფა შეუძლებელია (იხ. შეზღუდვა).

ელემენტარული ნაწილაკების სტრუქტურასა და ქცევას სწავლობს ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკა.

მთავარი სტატია:კვარკები

კვარკები და ანტიკვარკები არასოდეს ყოფილა ნაპოვნი თავისუფალ მდგომარეობაში - ეს აიხსნება ჩაკეტვის ფენომენით. ლეპტონებსა და კვარკებს შორის სიმეტრიის საფუძველზე, რომელიც გამოიხატება ელექტრომაგნიტურ ურთიერთქმედებაში, წამოაყენეს ჰიპოთეზა, რომ ეს ნაწილაკები უფრო ფუნდამენტური ნაწილაკებისგან - პრეონებისგან შედგება.

25 ბილეთი ბიფურკაციის კონცეფცია ბიფურკაციის წერტილი

ბიფურკაცია არის დინამიური სისტემის მოძრაობებში ახალი ხარისხის შეძენა მისი პარამეტრების მცირე ცვლილებით.

ბიფურკაციის თეორიის ცენტრალური კონცეფცია არის (არა)უხეში სისტემის კონცეფცია (იხ. ქვემოთ). აღებულია ნებისმიერი დინამიური სისტემა და ითვლება დინამიკური სისტემების ისეთი (მრავალ)პარამეტრული ოჯახი, რომ ორიგინალური სისტემა მიიღება როგორც სპეციალური შემთხვევა - პარამეტრის (პარამეტრების) რომელიმე მნიშვნელობისთვის. თუ ფაზური სივრცის ტრაექტორიებად დაყოფის ხარისხობრივი სურათი შენარჩუნებულია მოცემულთან საკმარისად ახლოს პარამეტრების მნიშვნელობისთვის, მაშინ ასეთი სისტემა ე.წ. უხეში. წინააღმდეგ შემთხვევაში, თუ ასეთი სამეზობლო არ არსებობს, მაშინ სისტემა ეწოდება უხეში.

ამრიგად, პარამეტრულ სივრცეში ჩნდება უხეში სისტემების რეგიონები, რომლებიც გამოყოფილია არაუხეში სისტემებისგან შემდგარი ზედაპირებით. ბიფურკაციების თეორია სწავლობს თვისებრივი სურათის დამოკიდებულებას, როდესაც პარამეტრი მუდმივად იცვლება გარკვეული მრუდის გასწვრივ. სქემა, რომლითაც იცვლება ხარისხობრივი სურათი ე.წ ბიფურკაციის დიაგრამა.

ბიფურკაციის თეორიის ძირითადი მეთოდებია პერტურბაციის თეორიის მეთოდები. კერძოდ, ეს ეხება მცირე პარამეტრის მეთოდი(პონტრიაგინი).

ბიფურკაციის წერტილი- სისტემის დადგენილი მუშაობის რეჟიმის შეცვლა. ტერმინი არა წონასწორული თერმოდინამიკისა და სინერგეტიკისგან.

ბიფურკაციის წერტილი- სისტემის კრიტიკული მდგომარეობა, რომელშიც სისტემა ხდება არასტაბილური რყევების მიმართ და წარმოიქმნება გაურკვევლობა: გახდება სისტემის მდგომარეობა ქაოტური თუ გადავა ახალ, უფრო დიფერენცირებულ და წესრიგის მაღალ დონეზე. ტერმინი თვითორგანიზაციის თეორიიდან.

26 ბილეთი SYNERGETICS - მეცნიერება ღია თვითორგანიზების სისტემების შესახებ

სინერგეტიკა(სხვა ბერძნული συν-- პრეფიქსი თავსებადობის მნიშვნელობით და ἔργον- "აქტივობა") - სამეცნიერო კვლევის ინტერდისციპლინარული მიმართულება, რომლის ამოცანაა ბუნებრივი მოვლენებისა და პროცესების შესწავლა სისტემების თვითორგანიზაციის პრინციპებზე დაყრდნობით (შედგება დან ქვესისტემები). „... მეცნიერება, რომელიც სწავლობს თვითორგანიზაციის პროცესებს და ყველაზე მრავალფეროვანი ბუნების სტრუქტურების წარმოქმნას, შენარჩუნებას, სტაბილურობასა და დაშლას...“.

სინერგეტიკა თავდაპირველად გამოცხადდა ინტერდისციპლინურ მიდგომად, რადგან თვითორგანიზაციის პროცესების მარეგულირებელი პრინციპები, როგორც ჩანს, იგივეა (სისტემების ბუნების მიუხედავად) და მათი აღწერისთვის შესაფერისი უნდა იყოს საერთო მათემატიკური აპარატი.

იდეოლოგიური თვალსაზრისით, სინერგეტიკა ზოგჯერ პოზიციონირებულია, როგორც „გლობალური ევოლუციონიზმი“ ან „ევოლუციის უნივერსალური თეორია“, რომელიც იძლევა ერთიან საფუძველს ნებისმიერი ინოვაციის გაჩენის მექანიზმების აღწერისთვის, ისევე როგორც კიბერნეტიკა ოდესღაც განისაზღვრა, როგორც „უნივერსალური კონტროლი. თეორია“, თანაბრად შესაფერისი ნებისმიერი რეგულირებისა და ოპტიმიზაციის ოპერაციების აღსაწერად: ბუნებაში, ტექნოლოგიაში, საზოგადოებაში და ა.შ., თუმცა დრომ აჩვენა, რომ ზოგადი კიბერნეტიკური მიდგომა შორს არ ამართლებს მასზე დადებულ ყველა იმედს. ანალოგიურად, ასევე კრიტიკულია სინერგიული მეთოდების გამოყენებადობის ფართო ინტერპრეტაცია.

სინერგეტიკის ძირითადი კონცეფცია არის სტრუქტურის განმარტება, როგორც შტატები, წარმოიქმნება ასეთი მრავალელემენტიანი სტრუქტურების ან მრავალფაქტორიანი მედიის მრავალვარიანტული და ორაზროვანი ქცევის შედეგად, რომლებიც არ ექვემდებარება თერმოდინამიკური საშუალო სტანდარტს დახურული სისტემებისთვის, მაგრამ ვითარდება ღიაობის, გარედან ენერგიის შემოდინების, შიდა არაწრფივიობის გამო. პროცესები, სპეციალური რეჟიმების გამოჩენა სიმკვეთრით და ერთზე მეტი სტაბილური მდგომარეობის არსებობა. მითითებულ სისტემებში არ გამოიყენება არც თერმოდინამიკის მეორე კანონი და არც პრიგოჟინის თეორემა ენტროპიის წარმოების მინიმალური სიჩქარის შესახებ, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ახალი სტრუქტურებისა და სისტემების ფორმირება, მათ შორის უფრო რთული, ვიდრე თავდაპირველი.

ეს ფენომენი სინერგეტიკის მიერ არის განმარტებული, როგორც ევოლუციის მიმართულების ზოგადი მექანიზმი, რომელიც შეინიშნება ბუნებაში ყველგან: ელემენტარული და პრიმიტიულიდან რთულ და უფრო სრულყოფილამდე.

ზოგიერთ შემთხვევაში, ახალი სტრუქტურების ფორმირებას აქვს რეგულარული, ტალღური ხასიათი და შემდეგ მათ უწოდებენ ავტოტალღურ პროცესებს (თვითრხევების ანალოგიით).

27 ბილეთი ცხოვრების კონცეფცია.სიცოცხლის წარმოშობის პრობლემა

Ცხოვრება- ნივთიერების არსებობის აქტიური ფორმა, გარკვეული გაგებით, უმაღლესი მისი არსებობის ფიზიკურ და ქიმიურ ფორმებთან შედარებით; უჯრედში მიმდინარე ფიზიკური და ქიმიური პროცესების ერთობლიობა, რაც საშუალებას აძლევს მატერიის გაცვლას და მის დაყოფას. ცოცხალი მატერიის მთავარი ატრიბუტი არის გენეტიკური ინფორმაცია, რომელიც გამოიყენება რეპლიკაციისთვის. „სიცოცხლის“ ცნების მეტ-ნაკლებად ზუსტად განსაზღვრა შეიძლება მხოლოდ იმ თვისებების ჩამოთვლა, რომლებიც განასხვავებს მას არასიცოცხლისგან. სიცოცხლე უჯრედის გარეთ არ არსებობს, ვირუსები ცოცხალი მატერიის თვისებებს ავლენენ მხოლოდ უჯრედში გენეტიკური მასალის გადატანის შემდეგ. წყარო არ არის მითითებული 268 დღე] . გარემოსთან ადაპტაციით, ცოცხალი უჯრედი აყალიბებს ცოცხალ ორგანიზმთა მთელ მრავალფეროვნებას.

ასევე, სიტყვა „სიცოცხლე“ გაგებულია, როგორც ერთი ორგანიზმის არსებობის პერიოდი გაჩენის მომენტიდან მის სიკვდილამდე (ონტოგენეზი).

1860 წელს ფრანგი ქიმიკოსი ლუი პასტერი შეეხო სიცოცხლის წარმოშობის პრობლემას. თავისი ექსპერიმენტებით მან დაამტკიცა, რომ ბაქტერიები ყველგან არიან და რომ არაცოცხალი მასალები ადვილად შეიძლება დაბინძურდეს ცოცხალი არსებებით, თუ ისინი სათანადოდ არ არის სტერილური. მეცნიერმა წყალში მოადუღა სხვადასხვა საშუალება, რომელშიც მიკროორგანიზმები წარმოიქმნებოდა. დამატებით ადუღებამ მოკლა მიკროორგანიზმები და მათი სპორები. პასტერმა დაამაგრა დალუქული კოლბა თავისუფალი ბოლოთი S-ის ფორმის მილზე. მიკროორგანიზმების სპორები დასახლდა მრუდე მილზე და ვერ შეაღწია მკვებავ გარემოში. კარგად მოხარშული მკვებავი საშუალება სტერილური დარჩა, მასში სიცოცხლე არ აღმოჩნდა, მიუხედავად იმისა, რომ უზრუნველყოფილი იყო ჰაერის დაშვება.

მთელი რიგი ექსპერიმენტების შედეგად პასტერმა დაამტკიცა ბიოგენეზის თეორიის მართებულობა და საბოლოოდ უარყო სპონტანური წარმოშობის თეორია.

28 ბილეთი ოპარინის ცხოვრების წარმოშობის კონცეფცია

სერ ისააკ ნიუტონი (4 იანვარი, 1643 - 31 მარტი, 1727) - გამოჩენილი ინგლისელი მეცნიერი, რომელმაც საფუძველი ჩაუყარა თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერებას, კლასიკური ფიზიკის შემქმნელს, ლონდონის სამეფო საზოგადოების წევრი და მისი პრეზიდენტი (1703 წლიდან). დაიბადა ვულსთორპში. დაამთავრა კემბრიჯის უნივერსიტეტი 1665 წელს. 1666 წლის მარტ-ივნისში ნიუტონი ეწვია კემბრიჯს. თუმცა, ზაფხულში ჭირის ახალმა ტალღამ აიძულა ისევ დაეტოვებინა სახლი. საბოლოოდ, 1667 წლის დასაწყისში, ეპიდემია ჩაცხრა და აპრილში ნიუტონი დაბრუნდა კემბრიჯში. 1 ოქტომბერს იგი აირჩიეს ტრინიტის კოლეჯის წევრად, ხოლო 1668 წელს გახდა მაგისტრი. მას გადასცეს ფართო ოთახი საცხოვრებლად, ხელფასი 2 ფუნტი წელიწადში და სტუდენტების ჯგუფი, რომლებთანაც კეთილსინდისიერად სწავლობდა სტანდარტულ საგნებს კვირაში რამდენიმე საათის განმავლობაში. თუმცა, არც მაშინ და არც მოგვიანებით ნიუტონი გახდა ცნობილი როგორც მასწავლებელი, მის ლექციებს ცუდად ესწრებოდნენ. ერთი

თავისი პოზიციის გამყარების შემდეგ, ნიუტონი გაემგზავრა ლონდონში, სადაც ცოტა ხნით ადრე, 1660 წელს, შეიქმნა ლონდონის სამეფო საზოგადოება - გამოჩენილი მეცნიერების ავტორიტეტული ორგანიზაცია, მეცნიერებათა ერთ-ერთი პირველი აკადემია. სამეფო საზოგადოების ბეჭდური ორგანო იყო ჟურნალი Philosophical Transactions.

1669 წელს მათემატიკური ნაშრომები გამოჩნდა ევროპაში უსასრულო სერიების გაფართოების გამოყენებით. მიუხედავად იმისა, რომ ამ აღმოჩენების სიღრმე არ შეედრება ნიუტონის, ბაროუ დაჟინებით მოითხოვდა, რომ მისმა სტუდენტმა დაადგინა თავისი პრიორიტეტი ამ საკითხში. 2 ________________________________

1. https://ru.wikipedia.org/

2. Akroyd P. „ისააკ ნიუტონი. ბიოგრაფია“. - მ.: კოლიბრი, აზბუკა-ატიკუსი, 2011 წ

ნიუტონმა დაწერა თავისი აღმოჩენების ამ ნაწილის მოკლე, მაგრამ საკმაოდ სრული რეზიუმე, რომელსაც მან უწოდა "ანალიზი განტოლებების საშუალებით უსასრულო რაოდენობის წევრებთან". ბარომ ეს ტრაქტატი ლონდონში გაგზავნა. ნიუტონმა ბაროუს სთხოვა, არ გაემჟღავნებინა ნაწარმოების ავტორის სახელი (მაგრამ მან მაინც დაუშვა იგი). „ანალიზი“ გავრცელდა სპეციალისტებში და გარკვეული ცნობადობა მოიპოვა ინგლისში და მის ფარგლებს გარეთ.

იმავე წელს ბაროუმ მიიღო მეფის მოწვევა, გამხდარიყო სასამართლოს კაპელანი და დატოვა მასწავლებლობა. 1669 წლის 29 ოქტომბერს 26 წლის ნიუტონი აირჩიეს მის მემკვიდრედ, ტრინიტის კოლეჯში მათემატიკისა და ოპტიკის პროფესორად, წლიური მაღალი ხელფასით 100 ფუნტი. ბარუმ ნიუტონს დატოვა ვრცელი ალქიმიური ლაბორატორია; ამ პერიოდში ნიუტონი სერიოზულად დაინტერესდა ალქიმიით, ჩაატარა მრავალი ქიმიური ექსპერიმენტი. ნიუტონმა ჩამოაყალიბა კლასიკური მექანიკის ძირითადი კანონები, აღმოაჩინა უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, სინათლის დისპერსიული კანონი, განავითარა სინათლის კორპუსკულური თეორია, განავითარა დიფერენციალური და ინტეგრალური გაანგარიშება. მექანიკის სფეროში მისი წინამორბედების კვლევის შედეგების შეჯამებით, ნიუტონმა შექმნა უზარმაზარი ნაშრომი "ბუნებრივი ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპები" ("საწყისები"), რომელიც გამოქვეყნდა 1687 წელს. „საწყისები“ შეიცავდა კლასიკური მექანიკის ძირითად ცნებებს, კერძოდ ცნებებს: მასა, იმპულსი, ძალა, აჩქარება, ცენტრიდანული ძალა და მოძრაობის სამი კანონი. ამავე ნაშრომში მოცემულია მისი უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, რომლის საფუძველზეც ნიუტონმა ახსნა ციური სხეულების მოძრაობა და შექმნა მიზიდულობის თეორია. 1 ამ კანონის აღმოჩენამ საბოლოოდ დაადასტურა კოპერნიკის სწავლების გამარჯვება. მან აჩვენა, რომ კეპლერის სამი კანონი გამომდინარეობს უნივერსალური მიზიდულობის კანონიდან; განმარტა მთვარის მოძრაობის თავისებურებები, პროცესიის ფენომენი; შეიმუშავა დედამიწის ფიგურის თეორია და აღნიშნა, რომ ის უნდა იყოს შეკუმშული პოლუსებზე, _________________________________

1. Akroyd P. „ისააკ ნიუტონი. ბიოგრაფია“. - მ.: კოლიბრი, აზბუკა-ატიკუსი, 2011 წ

აკრებისა და დინების თეორია; განიხილეს დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრის შექმნის პრობლემა და ა.შ. ნიუტონმა შეიმუშავა წინააღმდეგობის კანონი და სითხეებსა და აირებში შიდა ხახუნის ძირითადი კანონი, მისცა ტალღის გავრცელების სიჩქარის ფორმულა.

კოლექციის გამომავალი:

ფორმირების ისტორიაანალიტიკური მექანიკა

კოროლევი ვლადიმერ სტეპანოვიჩი

ასოცირებული პროფესორი, კანდ. ფიზ.-მათ. მეცნიერებები,

პეტერბურგის სახელმწიფო უნივერსიტეტი,
რუსეთის ფედერაცია, სანქტ-პეტერბურგი

ფორმირების ისტორიაანალიტიკური მექანიკა

ვლადიმერ კოროლევი

ფიზიკა-მათემატიკის მეცნიერებათა კანდიდატი, ასისტენტ პროფესორი,

სანქტ-პეტერბურგის სახელმწიფო უნივერსიტეტი,
რუსეთი, სანქტ-პეტერბურგი

ანოტაცია

განხილულია მეცნიერების კლასიკოსების ნაშრომები მექანიკაში, რომლებიც დასრულდა ბოლო წლების განმავლობაში. გაკეთდა მცდელობა შეფასებულიყო მათი წვლილი მეცნიერების შემდგომ განვითარებაში.

Აბსტრაქტული

განხილულია მეცნიერების კლასიკოსების ნაშრომები მექანიკაზე, რომლებიც შესრულებული იყო ბოლო წლების განმავლობაში. მცდელობა შეფასდეს მათი წვლილი მეცნიერების შემდგომ განვითარებაში.

საკვანძო სიტყვები:მექანიკის ისტორია; მეცნიერების განვითარება.

საკვანძო სიტყვები:მექანიკის ისტორია; მეცნიერების განვითარება.

შესავალი

მექანიკაარის მოძრაობის მეცნიერება. სიტყვები თეორიული ან ანალიტიკური აჩვენებს, რომ პრეზენტაცია არ იყენებს მუდმივ მითითებას ექსპერიმენტზე, არამედ ხორციელდება მათემატიკური მოდელირებით აქსიომატიურად მიღებული პოსტულატებისა და განცხადებების საფუძველზე, რომელთა შინაარსი განისაზღვრება მატერიალური სამყაროს ღრმა თვისებებით.

თეორიული მექანიკაარის მეცნიერული ცოდნის ფუნდამენტური საფუძველი. თეორიულ მექანიკასა და მათემატიკის ან ფიზიკის ზოგიერთ დარგს შორის ძნელია მკაფიო ხაზის გავლება. მექანიკის პრობლემების გადაჭრისას შექმნილმა ბევრმა მეთოდმა, რომელიც ჩამოყალიბდა შიდა მათემატიკური ენაზე, მიიღო აბსტრაქტული გაგრძელება და გამოიწვია მათემატიკისა და სხვა მეცნიერებების ახალი დარგების შექმნა.

თეორიული მექანიკის შესწავლის საგანია ცალკეული მატერიალური სხეულები ან სხეულთა შერჩეული სისტემები მათი მოძრაობისა და ურთიერთქმედების პროცესში მათსა და მიმდებარე სამყაროს შორის, როდესაც იცვლება ფარდობითი პოზიცია სივრცესა და დროს. ზოგადად მიღებულია, რომ ჩვენს გარშემო არსებული ობიექტები თითქმის აბსოლუტურად მყარი სხეულებია. დეფორმირებადი სხეულები, თხევადი და აირისებრი საშუალებები თითქმის არ განიხილება ან არ არის გათვალისწინებული ირიბად მათი ზემოქმედებით შერჩეული მექანიკური სისტემების მოძრაობაზე. თეორიული მექანიკა ეხება მოძრაობის მექანიკური ფორმების ზოგად კანონებს და მათემატიკური მოდელების აგებას მექანიკური სისტემების შესაძლო ქცევის აღსაწერად. იგი დაფუძნებულია ექსპერიმენტებში ან სპეციალურ ფიზიკურ ექსპერიმენტებში დადგენილ კანონებზე და აღებულია როგორც აქსიომები ან ჭეშმარიტება, რომელიც არ საჭიროებს მტკიცებულებას, ასევე იყენებს ფუნდამენტურ (მეცნიერების მრავალი დარგისთვის საერთო) და სპეციალურ ცნებებსა და განმარტებებს. ისინი მხოლოდ დაახლოებით სწორია და კითხვის ნიშნის ქვეშ დადგა, რამაც განაპირობა ახალი თეორიების გაჩენა და შემდგომი კვლევის მიმართულებები. ჩვენ არ გვეძლევა იდეალური უძრავი სივრცე ან მისი მეტრიკა, ისევე როგორც ერთიანი მოძრაობის პროცესები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას აბსოლუტურად ზუსტი დროის ინტერვალების დასათვლელად.

როგორც მეცნიერება, იგი წარმოიშვა ძვ. დღეისათვის ჩამოყალიბდა მრავალი სამეცნიერო მიმართულება, ტენდენცია, მეთოდი და კვლევის შესაძლებლობა, რომლებიც ქმნიან ცალკეულ ჰიპოთეზებსა თუ თეორიებს აღწერისა და მოდელირებისთვის მთელი დაგროვილი ცოდნის საფუძველზე. საბუნებისმეტყველო მეცნიერებებში მრავალი მიღწევა ავითარებს ან ავსებს ძირითად ცნებებს მექანიკის ამოცანებში.ეს სივრცე, რომელიც განისაზღვრება განზომილებითა და სტრუქტურით, მატერიაან ნივთიერება, რომელიც ავსებს სივრცეს, მოძრაობაროგორც მატერიის არსებობის ფორმა, ენერგიაროგორც მოძრაობის ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელი.

კლასიკური მექანიკის დამფუძნებლები

· არქიტიტარენტსკი (ძვ. წ. 428-365), პითაგორას ფილოსოფიური სკოლის წარმომადგენელი, ერთ-ერთი პირველი იყო, ვინც მექანიკაში პრობლემები შექმნა.

· პლატონი(427-347), სოკრატეს სტუდენტმა, შეიმუშავა და განიხილა მრავალი პრობლემა ფილოსოფიურ სკოლაში, შექმნა იდეალური სამყაროს თეორია და იდეალური სახელმწიფოს დოქტრინა.

· არისტოტელე(384-322), პლატონის მოწაფემ, ჩამოაყალიბა მოძრაობის ზოგადი პრინციპები, შექმნა ციური სფეროების მოძრაობის თეორია, ვირტუალური სიჩქარის პრინციპი, მოძრაობის წყაროდ მიიჩნია გარე ზემოქმედებით გამოწვეული ძალები.

სურათი 1.

· ევკლიდე(340-287), ჩამოაყალიბა მრავალი მათემატიკური პოსტულატი და ფიზიკური ჰიპოთეზა, ჩაუყარა საფუძველი გეომეტრიას, რომელიც გამოიყენება კლასიკურ მექანიკაში.

· არქიმედეს(287-212), ჩაეყარა საფუძველი მექანიკას და ჰიდროსტატიკას, მარტივი მანქანების თეორიას, გამოიგონა არქიმედეს ხრახნი წყალმომარაგებისთვის, ბერკეტი და მრავალი სხვადასხვა ამწე და სამხედრო მანქანა.

სურათი 2.

· ჰიპარქე(180-125), შექმნა მთვარის მოძრაობის თეორია, ახსნა მზისა და პლანეტების მოჩვენებითი მოძრაობა და შემოიტანა გეოგრაფიული კოორდინატები.

· ჰერონიალექსანდრიელი (ძვ. წ. I საუკუნე), გამოიკვლია ამწევი მექანიზმები და მოწყობილობები, გამოიგონა ავტომატური კარები, ორთქლის ტურბინა, პირველმა შექმნა პროგრამირებადი მოწყობილობები, იყო დაკავებული ჰიდროსტატიკით და ოპტიკით.

· პტოლემე(ახ. წ. 100-178 წწ.), მექანიკოსი, ოპტიკოსი, ასტრონომი, შემოგვთავაზა მსოფლიოს გეოცენტრული სისტემა, შეისწავლა მზის, მთვარის და პლანეტების აშკარა მოძრაობა.

სურათი 3

მეცნიერება შემდგომში განვითარდა რენესანსიმრავალი ევროპელი მეცნიერის კვლევებში.

· ლეონარდო და ვინჩი(1452-1519), უნივერსალური შემოქმედებითი ადამიანი, ჩაატარა ბევრი თეორიული და პრაქტიკული მექანიკა, შეისწავლა ადამიანის მოძრაობის მექანიკა და ფრინველთა ფრენა.

· ნიკოლოზი კოპერნიკი(1473-1543), შეიმუშავა მსოფლიოს ჰელიოცენტრული სისტემა და გამოაქვეყნა წიგნში „ზეციური სფეროების რევოლუციაზე“.

· ტიხო ბრაჰე(1546-1601), დატოვა ციური სხეულების მოძრაობის ყველაზე ზუსტი დაკვირვებები, ცდილობდა პტოლემეოსისა და კოპერნიკის სისტემების გაერთიანებას, მაგრამ მის მოდელში მზე და მთვარე ბრუნავდნენ დედამიწის გარშემო და ყველა სხვა პლანეტა მზის გარშემო.

სურათი 4

· გალილეო გალილეი(1564-1642), ჩაატარა კვლევა მასალების სტატიკას, დინამიკასა და მექანიკაზე, გამოკვეთა ყველაზე მნიშვნელოვანი პრინციპები და კანონები, რომლებიც ასახავდა გზას ახალი დინამიკის შექმნისკენ, გამოიგონა ტელესკოპი და აღმოაჩინა მარსის და იუპიტერის თანამგზავრები.

სურათი 5

· იოჰანეს კეპლერი(1571-1630), შემოგვთავაზა პლანეტების მოძრაობის კანონები და საფუძველი ჩაუყარა ციურ მექანიკას. პლანეტების მოძრაობის კანონების აღმოჩენა გაკეთდა ასტრონომის ტიხო ბრაჰეს დაკვირვების ცხრილების დამუშავების შედეგებით.

სურათი 6

ანალიტიკური მექანიკის დამფუძნებლები

ანალიტიკური მექანიკაშეიქმნა თითქმის ერთმანეთის მიმდევარი სამი თაობის წარმომადგენლების შრომით.

1687 წლისთვის ნიუტონის „ბუნების ფილოსოფიის მათემატიკის პრინციპები“ გამოქვეყნდა. გარდაცვალების წელს ოცი წლის ეილერმა გამოაქვეყნა თავისი პირველი ნაშრომი მათემატიკური ანალიზის მექანიკაში გამოყენების შესახებ. მრავალი წლის განმავლობაში ცხოვრობდა პეტერბურგში, გამოაქვეყნა ასობით სამეცნიერო ნაშრომი და ამით თავისი წვლილი შეიტანა რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ჩამოყალიბებაში. ეილერის შემდეგ ხუთი წლის შემდეგ. ლაგრანჟი აქვეყნებს ანალიტიკურ დინამიკას 52 წლის ასაკში. გავა კიდევ 30 წელი და გამოქვეყნდება სამი ცნობილი თანამედროვეს: ჰამილტონის, ოსტროგრადსკის და იაკობის ნაშრომები ანალიტიკურ დინამიკაზე. მექანიკამ თავისი ძირითადი განვითარება ევროპელი მეცნიერების კვლევებში მიიღო.

· ქრისტიან ჰაიგენსი(1629-1695), გამოიგონა ქანქარიანი საათი, რხევების გავრცელების კანონი, შეიმუშავა სინათლის ტალღის თეორია.

· რობერტ ჰუკი(1635-1703), შეისწავლა პლანეტების მოძრაობების თეორია, გამოთქვა იდეა უნივერსალური მიზიდულობის კანონის შესახებ ნიუტონისადმი მიწერილ წერილში, შეისწავლა ჰაერის წნევა, სითხის ზედაპირული დაძაბულობა, აღმოაჩინა დრეკადი სხეულების დეფორმაციის კანონი.

სურათი 7. რობერტ ჰუკი

· ისააკ ნიუტონი(1643-1727), შექმნა თანამედროვე თეორიული მექანიკის საფუძვლები, თავის მთავარ ნაშრომში "ნატურალური ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპები" შეაჯამა თავისი წინამორბედების შედეგები, მისცა ძირითადი ცნებების განმარტებები და ჩამოაყალიბა ძირითადი კანონები, ჩაატარა დასაბუთება და მიიღო. ორი სხეულის პრობლემის ზოგადი გადაწყვეტა. ლათინურიდან რუსულად თარგმნა აკადემიკოსმა ა.ნ. კრილოვი.

Ფიგურა 8

· გოტფრიდი ლაიბნიცი(1646-1716), გააცნო ცოცხალი ძალის ცნება, ჩამოაყალიბა უმცირესი მოქმედების პრინციპი, გამოიკვლია მასალების წინააღმდეგობის თეორია.

· იოჰანი ბერნული(1667-1748), გადაჭრა ბრახისტოქრონის პრობლემა, შეიმუშავა ზემოქმედების თეორია, შეისწავლა სხეულების მოძრაობა მდგრად გარემოში.

· ლეონარდ ეილერი(1707-1783), ჩაუყარა საფუძველი ანალიტიკურ დინამიკას წიგნში "მექანიკა ან მოძრაობის მეცნიერება ანალიტიკურ პრეზენტაციაში", გაანალიზებულია სიმძიმის ცენტრში დაფიქსირებული მძიმე ხისტი სხეულის მოძრაობის შემთხვევა, არის დამფუძნებელი. ჰიდროდინამიკა, შეიმუშავა ჭურვის ფრენის თეორია, შემოიტანა ინერციის ძალის ცნება.

სურათი 9

· ჯინსი ლერონი დ'ალმბერტი(1717-1783), მიიღო მატერიალური სისტემების მოძრაობის განტოლებების შედგენის ზოგადი წესები, შეისწავლა პლანეტების მოძრაობა, დაადგინა დინამიკის ძირითადი პრინციპები წიგნში „ტრაქტატი დინამიკის შესახებ“.

· ჯოზეფ ლუი ლაგრანჟი(1736-1813), თავის ნაშრომში "ანალიტიკური დინამიკა" შემოგვთავაზა შესაძლო გადაადგილების პრინციპი, შემოიღო განზოგადებული კოორდინატები და მოძრაობის განტოლებებს ახალი ფორმა მისცა, აღმოაჩინა ხისტი სხეულის ბრუნვის მოძრაობის განტოლებების ამოხსნადობის ახალი შემთხვევა.

ამ მეცნიერთა ნამუშევრებმა დაასრულა თანამედროვე კლასიკური მექანიკის საფუძვლების აგება, საფუძველი ჩაუყარა უსასრულოდ მცირე ზომის ანალიზს. შემუშავდა მექანიკის კურსი, რომელიც წარმოდგენილი იყო მკაცრად ანალიტიკურად ზოგადი მათემატიკური პრინციპის საფუძველზე. ამ კურსს ეწოდა „ანალიტიკური მექანიკა“. მექანიკის წინსვლა იმდენად დიდი იყო, რომ გავლენა იქონია იმდროინდელ ფილოსოფიაზე, რაც გამოიხატა „მექანიზმის“ შექმნაში.

მექანიკის განვითარებას ასევე შეუწყო ხელი ასტრონომების, მათემატიკოსებისა და ფიზიკოსების დაინტერესებამ ხილული ციური სხეულების (მთვარე, პლანეტები და კომეტები) მოძრაობის განსაზღვრის პრობლემებით. კოპერნიკის, გალილეოს და კეპლერის აღმოჩენებმა და ნაშრომებმა, დ'ალმბერისა და პუასონის მთვარის მოძრაობის თეორიამ, ლაპლასის ხუთტომიანმა ციურ მექანიკამ და სხვა კლასიკოსებმა შესაძლებელი გახადეს მოძრაობის საკმაოდ სრული თეორიის შექმნა გრავიტაციული ველი, რაც შესაძლებელს ხდის ანალიტიკური და რიცხვითი მეთოდების გამოყენებას მექანიკის სხვა ამოცანების შესასწავლად. მექანიკის შემდგომი განვითარება დაკავშირებულია მათი დროის გამოჩენილი მეცნიერების ნაშრომებთან.

· პიერ ლაპლასი(1749-1827 წწ.), დაასრულა ციური მექანიკის შექმნა უნივერსალური მიზიდულობის კანონის საფუძველზე, დაამტკიცა მზის სისტემის სტაბილურობა, შეიმუშავა ღვარცოფებისა და დინების თეორია, გამოიკვლია მთვარის მოძრაობა და დაადგინა დედამიწის სფეროიდის შეკუმშვა. , დაასაბუთა მზის სისტემის გაჩენის ჰიპოთეზა.

სურათი 10.

· ჟან ბაპტისტი ფურიე(1768-1830), შექმნა ნაწილობრივი დიფერენციალური განტოლებების თეორია, შეიმუშავა ფუნქციების ტრიგონომეტრიული სერიების სახით წარმოდგენის დოქტრინა, გამოიკვლია ვირტუალური მუშაობის პრინციპი.

· ჩარლზ გაუსი(1777-1855), დიდმა მათემატიკოსმა და მექანიკოსმა, გამოაქვეყნა ციური სხეულების მოძრაობის თეორია, დაადგინა პლანეტა ცერესის პოზიცია, შეისწავლა პოტენციალების და ოპტიკის თეორია.

· ლუი პოინსო(1777-1859), შემოგვთავაზა სხეულის მოძრაობის პრობლემის ზოგადი გადაწყვეტა, შემოიღო ინერციის ელიფსოიდის კონცეფცია, შეისწავლა სტატიკისა და კინემატიკის მრავალი პრობლემა.

· სიმეონ პუასონი(1781-1840 წწ.), ეწეოდა გრავიტაციისა და ელექტროსტატიკის ამოცანების გადაწყვეტას, განაზოგადებდა დრეკადობის თეორიას და ცოცხალი ძალების პრინციპის საფუძველზე მოძრაობის განტოლებების აგებას.

· მიხაილ ვასილიევიჩი ოსტროგრადსკი(1801-1862), დიდი მათემატიკოსი და მექანიკოსი, მისი ნამუშევრები ეხება ანალიტიკურ მექანიკას, ელასტიურობის თეორიას, ციურ მექანიკას, ჰიდრომექანიკას, შეისწავლა დინამიკის ზოგადი განტოლებები.

· კარლ გუსტავი იაკობი(1804-1851), შესთავაზა დინამიკის განტოლებების ახალი ამონახსნები, შეიმუშავა მოძრაობის განტოლებათა ინტეგრაციის ზოგადი თეორია, გამოიყენა მექანიკის კანონიკური განტოლებები და ნაწილობრივი დიფერენციალური განტოლებები.

· უილიამ როუენი ჰამილტონი(1805-1865), მიიყვანა თვითნებური მექანიკური სისტემის მოძრაობის განტოლებები კანონიკურ ფორმამდე, შემოიტანა კვატერნიონებისა და ვექტორების ცნება, დაადგინა მექანიკის ზოგადი ინტეგრალური ვარიაციული პრინციპი.

სურათი 11.

· ჰერმან ჰელმჰოლცი(1821-1894), მისცა ენერგიის შენარჩუნების კანონის მათემატიკური ინტერპრეტაცია, საფუძველი ჩაუყარა უმცირესი მოქმედების პრინციპის ფართოდ გამოყენებას ელექტრომაგნიტურ და ოპტიკურ მოვლენებზე.

· ნიკოლაი ვლადიმროვიჩი მაიევსკი(1823-1892), რუსული ბალისტიკის სამეცნიერო სკოლის დამფუძნებელმა, შექმნა ჭურვის ბრუნვის მოძრაობის თეორია, პირველმა გაითვალისწინა ჰაერის წინააღმდეგობა.

· პაფნუტი ლვოვიჩი ჩებიშევი(1821-1894), შეისწავლა მანქანებისა და მექანიზმების თეორია, შექმნა ორთქლის ძრავა, ცენტრიდანული რეგულატორი, სიარული და ნიჩბოსნობის მექანიზმები.

სურათი 12.

· გუსტავ კირჩჰოფი(1824-1887), შეისწავლა დრეკად სხეულების დეფორმაცია, მოძრაობა და წონასწორობა, მუშაობდა მექანიკის ლოგიკურ კონსტრუქციაზე.

· სოფია ვასილიევნა კოვალევსკაია(1850-1891), ჩართული იყო სხეულის ბრუნვის მოძრაობის თეორიით ფიქსირებული წერტილის გარშემო, აღმოაჩინა პრობლემის გადაჭრის მესამე კლასიკური შემთხვევა, შეისწავლა ლაპლასის პრობლემა სატურნის რგოლების წონასწორობაზე.

სურათი 13.

· ჰენრი ჰერცი(1857-1894 წწ.), ძირითადი ნაშრომები ეძღვნება ელექტროდინამიკას და მექანიკის ზოგად თეორემებს ერთი პრინციპით.

მექანიკის თანამედროვე განვითარება

მეოცე საუკუნეში ისინი იყვნენ და არიან დაკავებულნი მექანიკაში მრავალი ახალი პრობლემის გადაჭრით. ეს განსაკუთრებით აქტიური იყო თანამედროვე გამოთვლითი ხელსაწყოების გამოჩენის შემდეგ. უპირველეს ყოვლისა, ეს არის კონტროლირებადი მოძრაობის, სივრცის დინამიკის, რობოტიკის, ბიომექანიკის, კვანტური მექანიკის ახალი რთული პრობლემები. შეიძლება აღინიშნოს გამოჩენილი მეცნიერების, უნივერსიტეტების მრავალი სამეცნიერო სკოლებისა და კვლევითი გუნდის მუშაობა რუსეთში.

· ნიკოლაი ეგოროვიჩი ჟუკოვსკი(1847-1921), აეროდინამიკის ფუძემდებელმა, შეისწავლა ხისტი სხეულის მოძრაობა ფიქსირებული წერტილით და მოძრაობის მდგრადობის პრობლემა, გამოიტანა ფორმულა ფრთის ამწევი ძალის დასადგენად და შეისწავლა დარტყმის თეორია.

სურათი 14.

· ალექსანდრე მიხაილოვიჩი ლიაპუნოვი(1857-1918), ძირითადი ნაშრომები ეძღვნება მექანიკური სისტემების წონასწორობისა და მოძრაობის მდგრადობის თეორიას, სტაბილურობის თანამედროვე თეორიის ფუძემდებელს.

· კონსტანტინე ედუარდოვიჩ ციოლკოვსკი(1857-1935), თანამედროვე ასტრონავტიკის, აეროდინამიკისა და რაკეტების დინამიკის ფუძემდებელმა, შექმნა ჰოვერკრაფტის თეორია და ერთსაფეხურიანი და მრავალსაფეხურიანი რაკეტების მოძრაობის თეორია.

· ივან ვსევოლოდოვიჩი მეშჩერსკი(1859-1935), შეისწავლა ცვლადი მასის სხეულების მოძრაობა, შეადგინა მექანიკის ამოცანების კრებული, რომელიც დღემდე გამოიყენება.

სურათი 15.

· ალექსეი ნიკოლაევიჩი კრილოვი(1863-1945), ძირითადი კვლევები უკავშირდება სტრუქტურულ მექანიკას და გემთმშენებლობას, გემის ჩაძირვის და მისი სტაბილურობის, ჰიდრომექანიკის, ბალისტიკის, ციური მექანიკის, რეაქტიული მოძრაობის თეორიას, გიროსკოპების თეორიას და ციფრულ მეთოდებს, თარგმნილია რუსულ ენაზე. მეცნიერების მრავალი კლასიკოსის ნაშრომები.

· სერგეი ალექსეევიჩი ჩაპლიგინი(1869-1942), ძირითადი სამუშაოები, რომლებიც დაკავშირებულია არაჰოლონომიურ მექანიკასთან, ჰიდროდინამიკასთან, ავიაციის თეორიასთან და აეროდინამიკასთან, სრული გადაწყვეტა მისცა გამარტივებულ სხეულზე ჰაერის ნაკადის გავლენის პრობლემას.

· ალბერტ აინშტაინი(1879-1955), ჩამოაყალიბა ფარდობითობის სპეციალური და ზოგადი თეორია, შექმნა სივრცე-დროის ურთიერთობების ახალი სისტემა და აჩვენა, რომ გრავიტაცია არის სივრცისა და დროის არაჰომოგენურობის გამოხატულება, რომელიც წარმოიქმნება მატერიის არსებობით.

· ალექსანდრე ალექსანდროვიჩ ფრიდმანი(1888-1925), შექმნა არასტაციონარული სამყაროს მოდელი, სადაც იწინასწარმეტყველა სამყაროს გაფართოების შესაძლებლობა.

· ნიკოლაი გურევიჩ ჩეტაევი(1902-1959) შეისწავლა მექანიკური სისტემების აშლილი მოძრაობის თვისებები, მოძრაობის მდგრადობის საკითხები, დაამტკიცა ძირითადი თეორემები წონასწორობის არასტაბილურობის შესახებ.

სურათი 16.

· ლევ სემენოვიჩ პონტრიაგინი(1908-1988) შეისწავლა რხევების თეორია, ვარიაციების გამოთვლა, კონტროლის თეორია, ოპტიმალური პროცესების მათემატიკური თეორიის შემქმნელი.

სურათი 17.

შესაძლებელია, რომ ძველ დროში და შემდგომ პერიოდებშიც კი იყო ცოდნის ცენტრები, სამეცნიერო სკოლები და ხალხების თუ ცივილიზაციების მეცნიერებისა და კულტურის შესწავლის სფეროები: არაბი, ჩინელი ან ინდოელი აზიაში, მაიას ხალხი ამერიკაში, სადაც მიღწევები გამოჩნდა. , მაგრამ ევროპული ფილოსოფიური და სამეცნიერო სკოლები განვითარდა განსაკუთრებული გზით, ყოველთვის ყურადღებას არ აქცევდა სხვა მკვლევართა აღმოჩენებსა თუ თეორიებს. სხვადასხვა დროს კომუნიკაციისთვის გამოიყენებოდა ლათინური, გერმანული, ფრანგული, ინგლისური... საჭირო იყო ხელმისაწვდომი ტექსტების ზუსტი თარგმანი და საერთო აღნიშვნა ფორმულებში. ამან გაართულა, მაგრამ განვითარება არ შეაჩერა.

თანამედროვე მეცნიერება ცდილობს შეისწავლოს ერთიანი კომპლექსი ყველაფერი, რაც არსებობს, რაც ასე მრავალფეროვნად ვლინდება ჩვენს ირგვლივ სამყაროში. დღემდე ჩამოყალიბდა მრავალი სამეცნიერო მიმართულება, მიმართულება, მეთოდი და კვლევის შესაძლებლობა. კლასიკური მექანიკის შესწავლისას კინემატიკა, სტატიკა და დინამიკა ტრადიციულად გამოირჩევიან, როგორც ძირითადი სექციები. დამოუკიდებელმა განყოფილებამ ან მეცნიერებამ ჩამოაყალიბა ციური მექანიკა, როგორც თეორიული ასტრონომიის ნაწილი, ასევე კვანტური მექანიკა.

დინამიკის ძირითადი ამოცანებიმოიცავს სხეულთა სისტემის მოძრაობის განსაზღვრას ცნობილი აქტიური ძალების მიხედვით, ან ძალების განსაზღვრაში მოძრაობის ცნობილი კანონის მიხედვით. კონტროლიდინამიკის ამოცანებში ვარაუდობს, რომ არსებობს მოძრაობის პროცესის განხორციელების პირობების შეცვლის შესაძლებლობა ჩვენივე არჩევანის მიხედვით, პარამეტრების ან ფუნქციების მიხედვით, რომლებიც განსაზღვრავენ პროცესს ან შედის მოძრაობის განტოლებებში, მოცემულის შესაბამისად. მოთხოვნები, სურვილები ან კრიტერიუმები.

ანალიტიკური, თეორიული, კლასიკური, გამოყენებითი,

რაციონალური, მართული, ციური, კვანტური…

ეს ყველაფერი მექანიკაა სხვადასხვა პრეზენტაციებში!

ბიბლიოგრაფია:

1. ალეშკოვი იუ.ზ. შესანიშნავი ნამუშევარი გამოყენებით მათემატიკაში. SPb.: რედ. პეტერბურგის სახელმწიფო უნივერსიტეტი, 2004. - 309გვ.
2. ბოგომოლოვი ა.ნ. მექანიკის მათემატიკა. ბიოგრაფიული გზამკვლევი. კიევი: ედ. ნაუკოვა დუმკა, 1983. - 639გვ.
3. ვავილოვი ს.ი. Ისააკ ნიუტონი. მე-4 გამოცემა, დაამატეთ. მ.: ნაუკა, 1989. - 271გვ.
4. კრილოვი ა.ნ. ისააკ ნიუტონი: ბუნებრივი ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპები. თარგმანი ლათინურიდან ფლოტის შენიშვნებითა და განმარტებებით გენერალ-ლეიტენანტი ა.ნ. კრილოვი. // ნიკოლაევის საზღვაო აკადემიის შრომები (რ. 4), პეტროგრადი. Book 1. 1915. 276 p., Book 2. 1916. (გამოცემა 5). 344 გვ. ან წიგნში: ა.ნ. კრილოვი. ნამუშევრების კრებული. მ.-ლ. სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის გამომცემლობა. T. 7. 1936. 696 გვ. ან მეცნიერების კლასიკოსების სერიაში: I. Newton. ბუნებრივი ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპები. თარგმანი ლათ. და კომენტარები A.N. კრილოვი. მ.: მეცნიერება. 1989. - 687გვ.
5. რუსული მეცნიერების ხალხი // ნარკვევები საბუნებისმეტყველო მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების გამოჩენილ მოღვაწეებზე. (მათემატიკა. მექანიკა. ასტრონომია. ფიზიკა. ქიმია). სტატიების კრებული, რედ. ი.ვ. კუზნეცოვა. M.: Fizmatlit, 1961. 600 გვ.
6. ნოვოსელოვი ვ.ს., კოროლევი ვ.ს. კონტროლირებადი სისტემის ანალიტიკური მექანიკა. SPb.: რედ. პეტერბურგის სახელმწიფო უნივერსიტეტი, 2005. 298 გვ.
7. ნოვოსელოვი ვ.ს. კვანტური მექანიკა და სტატისტიკური ფიზიკა. SPb.: რედ. VVM, 2012. 182 გვ.
8. პოლიახოვა ე.ნ. კლასიკური ციური მექანიკა მე-19 საუკუნეში პეტერბურგის მათემატიკისა და მექანიკის სკოლის ნაშრომებში. SPb.: რედ. ნესტორ-ისტორია, 2012. 140 გვ.
9. პოლიახოვა ე.ნ., კოროლევი ვ.ს., ხოლშევნიკოვი კ.ვ. მეცნიერების კლასიკოსთა თხზულებათა თარგმანები აკადემიკოს ა.ნ. კრილოვი. „საბუნებისმეტყველო და მათემატიკური მეცნიერებები თანამედროვე სამყაროში“ No2(26). ნოვოსიბირსკი: ედ. SibAK, 2015. S. 108-128.
10. Poincare A. მეცნიერების შესახებ. პერ. ფრ-დან რედ. ლ.ს. პონტრიაგინი. მ.: ნაუკა, 1990. 736 გვ.
11. ტიულინა ი.ა., ჩინენოვა ვ.ნ. მექანიკის ისტორია იდეების, პრინციპებისა და ჰიპოთეზების განვითარების პრიზმაში. M.: URSS (Librocom), 2012. 252 გვ.

განმარტება 1

კლასიკური მექანიკა არის ფიზიკის ქვეგანყოფილება, რომელიც სწავლობს ფიზიკური სხეულების მოძრაობას ნიუტონის კანონების საფუძველზე.

კლასიკური მექანიკის ძირითადი ცნებებია:

• მასა - განისაზღვრება, როგორც ინერციის ძირითადი საზომი, ანუ ნივთიერების უნარი შეინარჩუნოს მოსვენების მდგომარეობა მასზე გარე ფაქტორების გავლენის არარსებობის შემთხვევაში;
• ძალა - მოქმედებს სხეულზე და ცვლის მისი მოძრაობის მდგომარეობას, იწვევს აჩქარებას;
• შიდა ენერგია - განსაზღვრავს შესასწავლი ელემენტის მიმდინარე მდგომარეობას.

ფიზიკის ამ მონაკვეთის სხვა თანაბრად მნიშვნელოვანი ცნებებია: ტემპერატურა, იმპულსი, კუთხური იმპულსი და მატერიის მოცულობა. მექანიკური სისტემის ენერგია ძირითადად შედგება მისი მოძრაობის კინეტიკური ენერგიისა და პოტენციური ძალისგან, რაც დამოკიდებულია კონკრეტულ სისტემაში მოქმედი ელემენტების პოზიციაზე. ამ ფიზიკურ სიდიდეებთან მიმართებაში მოქმედებს კლასიკური მექანიკის კონსერვაციის ფუნდამენტური კანონები.

კლასიკური მექანიკის დამფუძნებლები

შენიშვნა 1

კლასიკური მექანიკის საფუძვლები წარმატებით ჩაეყარა მოაზროვნემ გალილეომ, ისევე როგორც კეპლერმა და კოპერნიკმა, ციური სხეულების სწრაფი მოძრაობის ნიმუშების განხილვისას.

სურათი 1. კლასიკური მექანიკის პრინციპები. ავტორი24 - სტუდენტური ნაშრომების ონლაინ გაცვლა

საინტერესოა, რომ დიდი ხნის განმავლობაში ფიზიკასა და მექანიკას ასტრონომიული მოვლენების კონტექსტში სწავლობდნენ. თავის სამეცნიერო ნაშრომებში კოპერნიკი ამტკიცებდა, რომ ციური სხეულების ურთიერთქმედების ნიმუშების სწორი გამოთვლა შეიძლება გამარტივდეს, თუ გადავუხვევთ არსებულ პრინციპებს, რომლებიც ადრე იყო ჩამოყალიბებული არისტოტელეს მიერ და ჩავთვლით მას გეოცენტრულიდან გეოცენტრულზე გადასვლის ამოსავალ წერტილად. ჰელიოცენტრული კონცეფცია.

მეცნიერის იდეები მისმა კოლეგამ კეპლერმა კიდევ უფრო გაფორმდა მატერიალური სხეულების მოძრაობის სამ კანონში. კერძოდ, მეორე კანონში ნათქვამია, რომ მზის სისტემის აბსოლუტურად ყველა პლანეტა ახორციელებს ერთგვაროვან მოძრაობას ელიფსურ ორბიტებზე, მზის ძირითადი აქცენტით.

კლასიკური მექანიკის განვითარებაში შემდეგი მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა გამომგონებელმა გალილეომ, რომელმაც შეისწავლა ციური სხეულების მექანიკური მოძრაობის ფუნდამენტური პოსტულატები, განსაკუთრებით მიზიდულობის ძალების გავლენის ქვეშ, საზოგადოებას ერთდროულად წარუდგინა ხუთი უნივერსალური. ნივთიერებების ფიზიკური მოძრაობის კანონები.

მიუხედავად ამისა, თანამედროვეები კლასიკური მექანიკის მთავარი დამაარსებლის ლაურეატს მიაწერენ ისააკ ნიუტონს, რომელმაც თავის ცნობილ სამეცნიერო ნაშრომში "ბუნებრივი ფილოსოფიის მათემატიკური გამოხატულება" აღწერა იმ განმარტებების სინთეზი მოძრაობის ფიზიკაში, რომლებიც ადრე იყო წარმოდგენილი მისი წინამორბედების მიერ.

სურათი 2. კლასიკური მექანიკის ვარიაციული პრინციპები. ავტორი24 - სტუდენტური ნაშრომების ონლაინ გაცვლა

ნიუტონმა მკაფიოდ ჩამოაყალიბა მოძრაობის სამი ძირითადი კანონი, რომლებსაც მისი სახელი ეწოდა, ისევე როგორც უნივერსალური მიზიდულობის თეორია, რომელმაც ხაზი გაუსვა გალილეოს კვლევას და ახსნა სხეულების თავისუფლად დაცემის ფენომენი. ამრიგად, შეიქმნა მსოფლიოს ახალი, უფრო გაუმჯობესებული სურათი.

კლასიკური მექანიკის ძირითადი და ვარიაციული პრინციპები

კლასიკური მექანიკა მკვლევარებს აწვდის ზუსტ შედეგებს სისტემებისთვის, რომლებიც ხშირად გვხვდება ყოველდღიურ ცხოვრებაში. მაგრამ ისინი საბოლოოდ არასწორი ხდება სხვა ცნებებისთვის, რომელთა სიჩქარე თითქმის სინათლის სიჩქარის ტოლია. მაშინ აუცილებელია ექსპერიმენტებში რელატივისტური და კვანტური მექანიკის კანონების გამოყენება. სისტემებისთვის, რომლებიც აერთიანებენ რამდენიმე თვისებას ერთდროულად, კლასიკური მექანიკის ნაცვლად, გამოიყენება კვანტების ველის თეორია. მრავალი კომპონენტის ან თავისუფლების დონის მქონე ცნებებისთვის, ფიზიკაში შესწავლის მიმართულება ასევე ადეკვატურია სტატისტიკური მექანიკის მეთოდების გამოყენებისას.

დღეს გამოირჩევა კლასიკური მექანიკის შემდეგი ძირითადი პრინციპები:

1. უცვლელობის პრინციპი სივრცით და დროებით გადაადგილებებთან მიმართებაში (როტაციები, ძვრები, სიმეტრიები): სივრცე ყოველთვის ერთგვაროვანია და მისი საწყისი მდებარეობები და ორიენტაცია საცნობარო მატერიალურ სხეულთან მიმართებაში გავლენას არ ახდენს რაიმე პროცესის მიმდინარეობაზე დახურულ სისტემაში.
2. ფარდობითობის პრინციპი: იზოლირებულ სისტემაში ფიზიკური პროცესების მიმდინარეობაზე გავლენას არ ახდენს მისი მართკუთხა მოძრაობა თვით მითითების კონცეფციასთან მიმართებაში; კანონები, რომლებიც აღწერს ასეთ მოვლენებს, ფიზიკის სხვადასხვა დარგში ერთნაირია; თავად პროცესები იგივე იქნება, თუ საწყისი პირობები იდენტური იქნებოდა.

განმარტება 2

ვარიაციული პრინციპები არის ანალიტიკური მექანიკის საწყისი, ძირითადი დებულებები, მათემატიკურად გამოხატული უნიკალური ვარიაციული ურთიერთობების სახით, საიდანაც მომდინარეობს მოძრაობის დიფერენციალური ფორმულები, როგორც ლოგიკური შედეგი, ისევე როგორც კლასიკური მექანიკის ყველა სახის დებულება და კანონი.

უმეტეს შემთხვევაში, მთავარი მახასიათებელი, რომლითაც რეალური მოძრაობა შეიძლება განვასხვავოთ კინემატიკური მოძრაობების განხილული კლასისგან, არის სტაციონარული მდგომარეობა, რომელიც უზრუნველყოფს შემდგომი აღწერილობის უცვლელობას.

სურათი 4. შორ მანძილზე მოქმედების პრინციპი. ავტორი24 - სტუდენტური ნაშრომების ონლაინ გაცვლა

კლასიკური მექანიკის ვარიაციული წესებიდან პირველი არის შესაძლო ან ვირტუალური გადაადგილების პრინციპი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ იპოვოთ სწორი წონასწორობის პოზიციები მატერიალური წერტილების სისტემისთვის. ამიტომ, ეს ნიმუში ხელს უწყობს სტატიკის რთული პრობლემების გადაჭრას.

შემდეგ პრინციპს უმცირესი შეზღუდვა ეწოდება. ეს პოსტულატი გულისხმობს მატერიალური წერტილების სისტემის გარკვეულ მოძრაობას, უშუალოდ ერთმანეთთან ქაოტური გზით და ექვემდებარება გარემოს ნებისმიერ გავლენას.

კლასიკურ მექანიკაში კიდევ ერთი ძირითადი ვარიაციული წინადადება არის უსწორმასწორო ბილიკის პრინციპი, სადაც ნებისმიერი თავისუფალი სისტემა იმყოფება მშვიდ ან ერთგვაროვან მოძრაობაში კონკრეტული ხაზების გასწვრივ სხვა რკალებთან შედარებით, რომლებიც დაშვებულია ურთიერთობებით და აქვს საერთო საწყისი წერტილი და ტანგენტი კონცეფციაში.

მოქმედების პრინციპი კლასიკურ მექანიკაში

ნიუტონის მექანიკური მოძრაობის განტოლებები შეიძლება ჩამოყალიბდეს მრავალი გზით. ერთი არის ლაგრანჟის ფორმალიზმი, რომელსაც ასევე უწოდებენ ლაგრანგის მექანიკას. მიუხედავად იმისა, რომ ეს პრინციპი საკმაოდ ექვივალენტურია ნიუტონის კანონებთან კლასიკურ ფიზიკაში, მაგრამ მოქმედების ინტერპრეტაცია უკეთესად შეეფერება ყველა კონცეფციის განზოგადებას და მნიშვნელოვან როლს ასრულებს თანამედროვე მეცნიერებაში. მართლაც, ეს პრინციპი რთული განზოგადებაა ფიზიკაში.

კერძოდ, ეს სრულად არის გაგებული კვანტური მექანიკის ფარგლებში. კვანტური მექანიკის ინტერპრეტაცია რიჩარდ ფეინმანის მიერ ბილიკის ინტეგრალის გამოყენებით ეფუძნება მუდმივი ურთიერთქმედების პრინციპს.

ფიზიკაში მრავალი პრობლემის გადაჭრა შესაძლებელია მოქმედების პრინციპის გამოყენებით, რომელსაც შეუძლია ამოცანების გადაჭრის უსწრაფესი და მარტივი გზების პოვნა.

მაგალითად, სინათლეს შეუძლია გამოსავლის პოვნა ოპტიკური სისტემის მეშვეობით, ხოლო მატერიალური სხეულის ტრაექტორია გრავიტაციულ ველში შეიძლება გამოვლინდეს იგივე მოქმედების პრინციპით.

სიმეტრია ნებისმიერ სიტუაციაში შეიძლება უკეთ გავიგოთ ამ კონცეფციის გამოყენებით, ეილერ-ლაგრანგის განტოლებებთან ერთად. კლასიკურ მექანიკაში შემდგომი მოქმედების სწორი არჩევანი ექსპერიმენტულად შეიძლება დადასტურდეს ნიუტონის მოძრაობის კანონებიდან. და, პირიქით, მოქმედების პრინციპიდან გამომდინარე, ნიუტონის განტოლებები ხორციელდება პრაქტიკაში, მოქმედების კომპეტენტური არჩევანით.

ამრიგად, კლასიკურ მექანიკაში მოქმედების პრინციპი იდეალურად განიხილება ნიუტონის მოძრაობის განტოლების ტოლფასად. ამ მეთოდის გამოყენება მნიშვნელოვნად ამარტივებს განტოლებების ამოხსნას ფიზიკაში, რადგან ეს არის სკალარული თეორია, აპლიკაციებითა და წარმოებულებით, რომლებიც იყენებენ ელემენტარულ კალკულუსს.