На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Пространство и время

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 04.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 17. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Федеральное Агентство Образования
Астраханский  Государственный Университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат на тему:
«Пространство и время» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                  Проверила: Некрасова А.Н
             Выполнила: Саванюк Е.В гр ЖР-42 
 
 
 
 
 
 

Содержание 

1. Введение.
2. Развитие пространственно-временных  представлений в классической
   механике. 

3. Пространство  и время в теории относительности  А. Эйнштейна. 
 

4. Единство и  многообразие свойств пространства и время. 

5. Заключение. 
 

6. Литература. 
 
 

                             
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Введение. 
 

    Важнейшей   задачей  современного   естествознания   является   создание
естественнонаучной  картины мира. В процессе ее создания возникает  вопрос  о
происхождении и изменении различных материальных продуктов и явлений, об  их
количественных,  качественных  характеристиках.  Физические,  химические   и
другие величины непосредственно связаны с изменением длин  и  длительностей,
т.е. пространственно-временных  характеристик объектов. Выделение  и  фиксация
во  времени  части  пространства  дает  состояние   объекта.   Упорядоченная
последовательность  состояний   объекта  составляет  процесс  его   развития
(жизни, существования)  во  времени.  Философия  определяет  пространство  и
время как всеобщие формы существования  материи.  Пространство  и  время  не
существуют  вне  материи  и  независимо  от  нее.    Для   их   описания   в
естествознании   исторически   формировались   различные   представления   о
пространстве и времени.
Современное понимание  свойств  пространства-времени  исходит  из  знаменитых
открытий величайших физиков Джеймса Кларка Максвелла (1831-1879) и  Альберта
Эйнштейна (1879-1955). 
 
 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Развитие  пространственно-временных  представлений  в  классической механике. 

  В материалистической  картине  мира  понятие  пространства  возникло  на
основе наблюдения и  практического  использования  объектов,  их  объемов  и
протяженности.
    Понятие  времени возникло на основе  восприятия человеком смены   событий,
предоставленной  смены   состояний   предметов   и   круговорота   различных
процессов.
    Естественнонаучные  представления  о  пространстве  и  времени   прошли
длинный путь становления  и  развития.  Самые  первые  из  них  возникли  из
очевидного существования  в природе и в первую очередь  в  макромире  твердых
физических  тел,  занимающих  определенный  объем.  Здесь   основными   были
обыденные представления  о пространстве и  времени  как  о  каких-то  внешних
условиях бытия, в которые помещена материя и которые сохранились бы,  если
бы даже материя исчезла.  Такой взгляд  позволил  сформулировать  концепцию
абсолютного пространства и  времени,  получившую  свою  наиболее  отчетливую
формулировку  в  работе  И.  Ньютона  “Математические   начала   натуральной
философии”. Этот труд более чем на  два  столетия  определил  развитие  всей
естественнонаучной  картины мира. В нем были сформулированы  основные  законы
движения и  дано определение пространства, времени, места и движения.
    Раскрывая  сущность пространства и времени,  Ньютон предлагает  различать
два вида понятий: абсолютные (истинные, материалистические) и  относительные
(кажущиеся, обыденные) и дает им следующую типологическую характеристику:
- абсолютное, истинное, материалистическое  время  само  по  себе  и  своей
   сущности,  без  всякого  отношения   к   чему-либо   внешнему,   протекает
   равномерно  и иначе называется длительностью.
- относительное,  кажущееся, или  обыденное,  время  есть  или  точная,  или
   изменчивая,  постигаемая  чувствами   внешняя   мера   продолжительности,
   употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени,
   как то: час, день, месяц, год...
    Абсолютное  пространство по своей сущности, безотносительно к чему бы  то
ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным.
    Относительное   пространство  есть  мера  или   какая-либо   ограниченная
подвижная часть, которая определяется  нашими  чувствами  по  положению  его
относительно  некоторых тел  и  которое  в обыденной жизни принимается за
пространство  неподвижное.
    Время  и пространство составляют как  бы вместилища самих  себя  и  всего
существующего.
    При  таком понимании  абсолютное  пространство  и  время  представлялись
некоторыми самодовлеющими элементами бытия, существующими вне  и независимо
от каких-либо материальных процессов, как универсальные  условия,  в  которые
помещена материя.
    Этот  взгляд  близок  к  субстанциональному  пониманию  пространства  и
времени, хотя у  Ньютона они  и  не  являются  настоящими  субстанциями,  как
материя.  Они  обладают  лишь  одним  признаком  субстанции   -   абсолютной
самостоятельностью  существования  и  независимостью  от  любых   конкретных
процессов.  Но  они  не  обладают  другим  важным  качеством  субстанции   -
способностью  порождать различные тела, сохраняться  в  их  основе  при  всех
изменениях  тел.  Такую способность Ньютон  признавал лишь  за  материей,
которая рассматривалась  как совокупность  атомов.  Правда,  материя  -  тоже
вторичная субстанция после Бога, который сотворил мир, пространство и  время
и  привел  их  в  движение.  Бог,  являясь  существом  непространственным  и
вневременным, неподвластен времени, в котором все изменчиво и преходяще.  Он
вечен в своем бесконечном совершенстве и всемогуществе и является  подлинной
сущностью  всякого  бытия.  К  нему  не  применима  категория  времени,  Бог
существует в  вечности,  которая  является   атрибутом  Бога.  Чтобы  полнее
реализовать свою  бесконечную  мудрость  и  могущество,  он  создал  мир  из
ничего, творит материю, а вместе с ней  пространство  и  время  как  условия
бытия материи. Но когда-нибудь мир полностью  осуществит  заложенный  в  нем
при творении божественный план развития и его существование  прекратиться,  а
вместе с миром  исчезнут пространство и время. И  снова будет только  вечность
как  атрибут  Бога  и  его  бесконечная  везде  сущность.  Подобные  взгляды
выражались в  общем виде еще Платоном, Аврелием Августином,  Фомой Аквинским
и их последователями. Ньютон также разделял эти взгляды.
    В  этих воззрениях,  даже  с   теологической  точки  зрения,  содержаться
глубокие противоречия. Ведь однократный акт  творения  мира  и  обреченность
его  на  грядущую   гибель   не   соответствует   бесконечному   могуществу,
совершенству  и   мудрости   Бога.   Этим   божественным   атрибутам   более
соответствовало бы бесконечное  множество  актов  творения  самых  различных
миров, последовательно  сменяющих друг друга  в  пространстве  и  времени.  В
каждом из них реализовывалась бы  определенная  идея,  данная  этому миру
Богом, а все  множество этих идей создавало  бы  бесконечное  пространство  и
время. Подобные идей, высказанные в общем виде еще александрийским теологом
Оригеном  (III  в.  н.э.)  и объявленные  вскоре  ересью,  в Новое   время
развивались в  философии  Лейбница,  выдвинувшего  идею  о  предустановленной
гармонии в  каждом из  потенциально  возможных  миров.  Лейбниц  рассматривал
пространство  как порядок существования тел, а время - как порядок  отношения
и последовательность событий. Это понимание составило  сущность  реляционной
концепции пространства и времени, которая  противостояла  их  пониманию  как
абсолютных и  независящих ни от чего реальностей, подвластных только Богу.
    Есть  концепции  (Беркли,  Мах,  Авенариус  и др.),   которые   ставят
пространство  и время в зависимость от человеческого  сознания, выводя  их  из
способности человека переживать  и  упорядочивать  события,  располагать  их
одно  после  другого.  Так,  Кант  рассматривал  пространство  и  время  как
априорные  (доопытные)  формы чувственного  созерцания,  вечные   категории
сознания, аргументируя это  ссылкой  на  стабильность  геометрии  Евклида  в
течении двух тысячелетий.
    Проблема  пространства  и  времени   была  тесно  связана  с   концепциями
близкодействия  и дальнодействия.  Дальнодействие  мыслилось как мгновенное
распространение гравитационных и электрических  сил через  пустое  абсолютное
пространство,  в  котором  силы  находят  свою   конечную   цель   благодаря
божественному проведению.  Концепция  же  близкодействия  (Декарт,  Гюйгенс,
Френель, Фарадей) была связана с пониманием пространства  как  протяженности
вещества и  эфира, в котором свет распространяется  с  конечной  скоростью  в
виде волн. Это привело в дальнейшем  к понятию поля,  от  точки к точке
которого и передавалось взаимодействие.
    Именно  это понимание взаимодействия  и  пространства,  развивавшееся   в
рамках классической физике, было унаследовано и развито далее в XX  веке,
после крушения гипотезы эфира, в рамках теории относительности  и  квантовой
механики. Пространство и время вновь стали пониматься как атрибуты  материи,
определяющиеся ее связями и взаимодействиями.
    Современное  понимание пространства  и   времени  было  сформулировано  в
теории   относительности   А.   Эйнштейна,   по-новому    интерпретировавшей
реляционную концепцию  пространства и времени и давшей ей  естественнонаучное
обоснование. 
 
 

     Пространство и  время в теории относительности А.
                                 Эйнштейна.
 Специальная  теория относительности, созданная  в 1905 г. А.  Эйнштейном,
стала результатом  обобщения  и  синтеза  классической  механики  Галилея  -
Ньютона и электродинамики  Максвелла - Лоренца. “Она  описывает  законы  всех
физических процессов  при скоростях движения, близких  к  скорости  света,  но
без учета поля тяготения. При уменьшении скоростей  движения она  сводится  к
классической  механике,  которая,  таким  образом,  оказывается  ее  частным
случаем”.[1]
    Исходным  пунктом этой теории стал принцип  относительности. Классический
принцип относительности  был сформулирован  еще  Г.  Галилеем:  “Если  законы
механики справедливы  в одной системе  координат,  то  они  справедливы  и  в
любой другой системе,  движущейся  прямолинейно  и  равномерно  относительно
первой”.[2] Такие  системы называются  инерциальными,  поскольку  движение  в
них подчиняется  закону инерции:  “Всякое тело сохраняет  состояние покоя  или
равномерного  прямолинейного движения, если только оно не вынуждено  изменить
его под влиянием движущихся сил”.[3]
    Из  принципа относительности следует,  что между  покоем  и  движением  -
если оно равномерно и прямолинейно -  нет  никакой  принципиальной  разницы.
Разница только в точке зрения. 

    Таким  образом, слово “относительно”  в  названии  принципа  Галилея   не
скрывает в  себе ничего особенного.  Оно  не  имеет  никакого  иного  смысла,
кроме того, который  мы вкладываем в движение о том, что  движение  или  покой
- всегда движение  или покой относительно чего-то, что  служит  нам  системой
отсчета.  Это,  конечно,  не  означает,  что  между  покоем  и   равномерным
движением нет  никакой разницы. Но  понятие  покоя  и  движения   приобретают
смысл лишь тогда, когда указана точка отсчета.
    Если  классический  принцип  относительности   утверждал  инвариантность
законов механики во всех инерциальных системах  отсчета,  то  в  специальной
теории относительности  данный принцип  был  распространен  также  на  законы
электродинамики, а общая теория  относительности  утверждала  инвариантность
законов  природы  в  любых  системах  отсчета,  как  инерциальных,   так   и
неинерциальных. Неинерциальными называются  системы  отсчета,  движущиеся  с
замедлением или  ускорением.
    В   соответствии  со  специальной   теорией   относительности,   которая
объединяет пространство и  время  в  единый  четырехмерный пространственно-
временной  континуум,  пространственно-временные  свойства  тел  зависят  от
скорости их движения. Пространственные  размеры  сокращаются  в  направлении
движения при  приближении скорости тел к скорости света в  вакууме  (300  000
км/с), временные процессы замедляются в быстродвижущихся  системах,  масса
тела увеличивается.
    Находясь  в сопутствующей системе отсчета,  то есть двигаясь  параллельно
и на одинаковом  расстоянии  от  измеряемой  системы,  нельзя  заметить  эти
эффекты, которые  называются релятивистскими, так как  все  используемые  при
измерениях пространственные масштабы и части будут меняться точно таким же
образом. Согласно принципу  относительности,  все  процессы  в  инерциальных
системах   отсчета   протекают   одинаково.   Но   если   система   является
неинерциальной, то релятивистские эффекты можно заметить  и изменить.  Так,
если воображаемый релятивистский корабль типа фотонной ракеты  отправится  к
далеким звездам, то  после  возвращения  его  на  Землю  времени  в  системе
корабля пройдет  существенно меньше, чем на Земле, и это различие  будет  тем
больше, чем дальше совершается полет,  а  скорость  корабля  будет  ближе  к
скорости света. Разница может измеряться даже  сотнями  и  тысячами  лет,  в
результате чего экипаж корабля сразу перенесется  в  близкое  или отдаленное
будущее, минуя  промежуточное  время,  поскольку  ракета  вместе  с  экипажем
выпала из хода развития на Земле.
    Подобные  процессы замедления хода времени   в  зависимости  от  скорости
движения реально  регистрируются сейчас в измерениях длины  пробега  мезонов,
возникающих при  столкновении  частиц  первичного  космического  излучения  с
ядрами атомов на Земле. Мезоны существуют  в  течении  10-6  -  10-15  с (в
зависимости от типа частиц) и  после  своего  возникновения  распадаются  на
небольшом расстоянии от места рождения. Все это может быть  зарегистрировано
измерительными  устройствами  по  следам  пробегов  частиц.  Но  если  мезон
движется со скоростью, близкой к скорости света,  то  временные  процессы  в
нем замедляются, период распада увеличивается  (в  тысячи  и  десятки  тысяч
раз), и соответственно возрастает длина пробега от рождения до распада.
    Итак, специальная  теория  относительности   базируется  на  расширенном
принципе относительности Галилея. Кроме того, она использует еще одно  новое
положение: скорость распространения света  (в  пустоте)  одинакова  во  всех
инерциальных  системах отсчета.
    Но  почему так важна эта скорость, что суждение о ней приравнивается  по
значению к  принципу относительности? Дело в том, что мы  здесь  сталкиваемся
со второй универсальной  физической константой. Скорость света  -  это  самая
большая  из  всех  скоростей  в  природе,  предельная  скорость   физических
взаимодействий. Движение света принципиально  отличается  от  движения  всех
других тел, скорость  которых  меньше  скорости  света.  Скорость  этих  тел
всегда  складывается  с  другими  скоростями.   В   этом   смысле   скорости
относительны: их величина зависит от  точки  зрения.  А  скорость  света  не
складывается  с другими скоростями, она абсолютна, всегда одна и  та  же,  и,
говоря о ней, нам не нужно указывать систему  отсчета.
    Абсолютность  скорости света не противоречит  принципу относительности  и
полностью совместима с ним. Постоянство этой скорости  -  закон природы,  а
поэтому - именно в соответствии с принципом относительности - он  справедлив
во всех инерциальных системах отсчета.
    Скорость  света - это верхний предел  для скорости перемещения любых   тел
в природы, для  скорости распространения  любых  волн,  любых  сигналов.  Она
максимальна - это абсолютный рекорд скорости.
    “Для  всех  физических  процессов   скорость  света  обладает  свойством
бесконечной скорости. Для того чтобы сообщит телу скорость, равную  скорости
света, требуется  бесконечное количество энергии, и  именно поэтому  физически
невозможно, чтобы  какое-нибудь тело достигло этой скорости.  Этот  результат
был  подтвержден   измерениями,   которые   проводились   над   электронами.
Кинетическая  энергия  точечной  массы  растет  быстрее,  нежели  квадрат  ее
скорости, и становится бесконечной для скорости, равной скорости  света”[4].
Поэтому часто  говорят, что скорость света  -  предельная  скорость  передачи
информации. И  предельная скорость  любых  физических  взаимодействий,  да  и
вообще всех мыслимых взаимодействий в мире.
    Со  скорость  света  тесно  связано   решение  проблемы  одновременности,
которая тоже оказывается  относительной, то есть зависящей от  точки  зрения.
В  классической  механике,  которая  считала  время  абсолютным,  абсолютной
является и  одновременность.
    В  общей теории относительности  были раскрыты новые стороны   зависимости
пространственно-временных  отношений от материальных  процессов.  Эта  теория
подвела физические основания под неевклидовы геометрии и связала кривизну
пространства  и  отступление  его  метрики   от   евклидовой   с   действием
гравитационных  полей, создаваемых массами тел. Общая теория  относительности
исходит из  принципа  эквивалентности  инерционной  и  гравитационной  масс,
количественное  равенство  которых давно было  установлено в классической
физике. Кинематические эффекты,  возникающие  под  действием  гравитационных
сил, эквивалентны эффектам, возникающим под действием  ускорения.  Так,  если
ракета взлетает с ускорением 2g , то экипаж ракеты  будет  чувствовать  себя
так, как будто  он находится  в  удвоенном  поле  тяжести  Земли.  Именно  на
основе принципа эквивалентности масс был  обобщен  принцип  относительности,
утверждающий в общей теории относительности инвариантность законов природы
в любых системах отсчета, как инерциальных, так и  неинерциальных.
    Как  можно представить себе искривление  пространства, о котором  говорит
общая теория относительности? Представим себе очень тонкий  лист  резины,  и
будем считать, что это -  модель  пространства.  Расположим  на  этом  листе
большие и маленькие  шарики - модели звезд. Эти шарики будут  прогибать  лист
резины тем  больше, чем  больше  масса  шарика.  Это  наглядно  демонстрирует
зависимость кривизны пространства от массы  тела  и  показывает  также,  что
привычная нам  евклидова геометрия в данном  случае  не  действует  (работают
геометрии Лобачевского и Римана).
    Теория  относительности установила не  только  искривление  пространства
под действием  полей тяготения,  но  и  замедление  хода  времени  в  сильных
гравитационных  полях. Даже тяготение Солнца -  достаточно  небольшой звезды
по космическим  меркам - влияет на  темп  протекания  времени,  замедляя  его
вблизи себя. Поэтому если мы пошлем радиосигнал  в  какую-то  точку,  путь  к
которой проходит рядом с Солнцем, путешествие радиосигнала  займет  в таком
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.