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 Физическая картина мира

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 17.08.2012. Сдан: 2012. Страниц: 6. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
 
 
 
Содержание.                                                                             1
Введение                                                                                   2                       
1 Системный подход при изучении
 физической  картины мира.                                                     3
2 Механическая картина мира.                                                5
3 Физическая картина мира Ньютона.                                    5
4 Теория относительности.                                                      9
5 Полевые представления.                                                      10
6 Статистические представления.                                           11
7 Квантовые представления.                                                   11
8 Теория единого обединения.                                               12
Заключение.                                                                             14
Литература                                                                              15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение
      Человек - с момента его появления  как  биологического  вида  на  протяжении всего своего существования пытается осмыслить окружающий   мир,  разобраться в его устройстве и определить себя в нём.
      С развитием самого  человека  его взгляды на  мир менялись:  от  языческих  богов  до  теории  белковой  жизни.   В   процессе познавания мира  человек  открывал  для  себя  всё  новые  и  новые  явления природы, которые не  могли  существовать  по  отдельности   друг  от  друга. Начался процесс объединения и познания мира как единое целое. В  последствии образовалась наука философия, из которой вытекли все известные науки.
    Знания в области физики формируют блок естественных знаний человечества о природе и в силу этого играют решающую роль в формировании мировоззрения, с учетом конечного развития других отраслей знания, в совокупности формируя идеологическую надстройку общества, которая формирует "современное" видение картины мира.            
 Изучение  становления и развития современной  физической картины мира имеет  не только мировоззренческое  значение, но познавательное, а синтез  современных концепций физической  картины мироздания, закладывает  базис для качественных шагов  в познании.
         В философии, или в одном из её направлении естествознание, с XVII  в.
начинают  играть  существенную  роль  философско-методологические  принципы, позволяющие  на  определенном   этапе   развития   знаний   начать   строить сравнительно цельные научные картины  мироздания;  закладывать  основы  идеи бесконечного  приближения  к  объективной  истине  на  основе  механического объяснения природы. В первую очередь,  это  связано  с  такими  именами  как Коперник,  Кеплер  и  Галилей.  Галилей  провозгласил  главенствующую   роль причинного  объяснения  природы,  включая  подчинение  принципу  причинности самой  науки,  и  утверждал  абсолютную  объективность  научной  истины.  Он подошел  к  анализу   природных   явлений   как   наблюдатель,   отбросивший традиционные  воззрения,  что  послужило  формированию  определенного  стиля научного мышления. Галилей показал, как можно  конкретизировать  философские идеи в их методологическом качестве применительно  к  физическому  познанию. Принцип  относительности,  сформулированный  Галилеем,  в   этом   отношении является одним  из  реализованных  методологических  идеалов,  положенных  в дальнейшем  в  основание  первой   научной   физической   картины   мира   – механистической. По праву его можно назвать основателем  собственно  научной методологии конкретного уровня.
     Под  физической  картиной мира понимают “идеальную модель природы, включающую в себя  наиболее  общие понятия, принципы и гипотезы физики и характеризующую определенный исторический  этап ее  развития”.  Данная   формулировка   предполагает   определенный   синтез физических знаний,  не  претендуя  при  этом  на  реализацию  идеала  единой физической  теории,  сформулированной  в  рамках  этой  модели.   Объяснение (толкование)  явлений,  предсказанных и   описанных   физической   теорией, проводится, как правило, в рамках существующей модели реальности.
      Революционная ситуация, сложившаяся  в естествознании  в  начале  XXв., связана  с  появлением  двух  новых  теоретических  концепций  –   квантовой механики и специальной теории  относительности.  Как  это  часто  бывает,  в начальный период формирования принципиально новой  теоретической  концепции, первыми носителями методологии являются сами создатели.  

      1 Системный подход при изучении физической картины мира. 

      В основе системного подхода к изучению физической картины мира лежит необходимость  человечества четко структурировать  свои познания об окружающем мире. Человеку всегда было свойственно задаваться вопросом об устройстве всего сущего. Наиболее понятный и четкий в определениях всего окружающего подход нужен  был человечеству. И оно придумало  систематизацию и разбиение на структуры  всего, что его окружало. Системный  подход позволил человечеству разбить  все многообразие явлений на определенные классы, различные сообщества - на системы. Он позволил говорить о системе человеческих взаимоотношений, системе налогообложения, системе питания в животном мире и т.д. Причем, говоря о какой-то системе, человек находил особые законы, которым  следует эта система. 
 Соединение методов системного анализа с другими науками, теорией информации (обмен информацией между системами), векторным анализом в многомерном пространстве состояния и синергетикой открывает в этой области новые возможности. При исследовании любого объекта или явления необходим системный подход, что включает следующие основные этапы работы:

      1. Выделение объекта исследования  от общей массы явлений. Очертание  контур, пределов системы, его  основных частей, элементов, связи  с окружающей средой. Установление  цели исследования: выяснение структуры  системы, изменение и преобразование  её деятельности или наличие  длительного механизма управления  и функционирования. Система не  обязательно является материальным  объектом. Она может быть и  воображаемым в мозгу сочетанием  всех возможных структур для  достижения определённой цели.
      2. Выяснение основных критериев  для обеспечения целесообразного  или целенаправленного действия  системы, а также основные ограничения  и условия существования.
      3. Определение альтернативных вариантов  при выборе структур или элементов  для достижения заданной цели. При этом необходимо учесть  все факторы, влияющие на систему  и все возможные варианты решения  проблемы.
      4. Составление модели функционирования  системы. Существенность факторов  определяется по их влиянию  на определяющие критерии цели.
      5. Оптимизация режима существования  или работы системы. Градация  решений по их оптимальному  эффекту, по функционированию (достижению  цели).
      6. Проектирование оптимальных структур  и функциональных действий системы. Определение оптимальной схемы их регулирования или управления.
      7. Контроль за работой системы в эксплуатации, определение её надёжности и работоспособности. Установление надёжной обратной связи по результатам функционирования.
      Все эти операции обычно проводят повторно в виде нескольких циклов, постепенно приближаясь к оптимальным решениям. После каждого цикла уточняют критерии и другие параметры модели. До настоящего времени методы системного анализа позволяли делать качественные, часто не совсем конкретные выводы.
      После уточнения методов определения  потоков информации эти методы позволяют  значительно точнее прогнозировать поведение систем и более эффективно управлять ими. В каждой системе  можно выделить отдельную, более или менее сложную инфосхему. Последняя оказывает особенно заметное влияние на функционирование системы, на эффективность её работы. Только учёт инфоструктур даёт возможность охватить целостность системы и избегать применение недостаточно адекватных математических моделей. Наибольшие ошибки при принятии решений делают из-за отсутствия учёта некоторых существенных факторов, особенно учёта влияния инфопотоков. Выяснение вопроса взаимного влияния систем представляет сложную задачу, так как они образуют тесно переплетённую сеть в многомерном пространстве. Например, любая фирма представляет собою сосредоточение элементов многих других систем и иерархии: отраслевые министерства, территориальные органы власти, страховые организации, и др. Каждый элемент в системе участвует во многих системных иерархиях. Поэтому прогноз их деятельности сложен и требует тщательного информационного обеспечения. Такое же многоиерархическое строение имеют, например, клетки любого живого организма 
Специфика современных картин мира может породить впечатление, что они возникают только после того, как сформирована теория, и поэтому современный теоретический поиск идет без их целенаправляющего воздействия. 
 Однако такого рода представления возникают в результате весьма беглого рассмотрения современных и следовательских ситуаций. Более глубокий анализ обнаруживает, что и в современном исследовании процесс выдвижения математических гипотез может быть целенаправлен онтологическими принципами картины мира.
 

Механическая картина мира. 

        Все огромное многообразие окружающего нас мира обязано своим происхождением различным проявлениям фундаментальных взаимодействий в зависимости от структуры, размеров физических объектов и расстояний между ними. Так, в макромире расстояния между телами значительно превышают радиус сильного взаимодействия, поэтому оно здесь не проявляется. Макроскопические тела состоят из множества положительных ядер и близко расположенных к ним отрицательных электронов, образующих в целом электронейтральные системы (или несущие небольшие заряды по сравнению с общими входящими в состав вещества зарядами). Поэтому электромагнитные взаимодействия здесь для удаленных друг от друга тел отсутствуют или невелики, а решающее значение имеет гравитационное взаимодействие: все тела притягиваются друг к другу силами всемирного тяготения. Гравитационная сила — одна из основных сил механики; она вызывает ускорение тел по второму закону Ньютона.
      К механическим относятся и силы, возникающие при соприкосновениях тел друг с другом. Это силы упругости, трения, сопротивления среды движению тела. Все они имеют электромагнитную природу, так как возникают за счет электромагнитного взаимодействия зарядов, входящих в состав тел. К механическим можно отнести и силу Кулона, действующую между двумя макроскопическими телами, несущими макроскопические заряды, а также силу, действующую на проводник с током в магнитном поле.
Движение  под действием указанных сил  изучается в классической механике. Ей соответствует механическая картина данной части природы. Согласно Ньютону, мир состоит из «твердых, весомых, непроницаемых, подвижных частиц». Частицы действуют друг на друга на расстоянии с силами, вызывающими ускорения, в результате чего они движутся по определенным траекториям, могут образовать устойчивые системы. Типичным примером механической системы является наша Солнечная планетная система.
      Со  времен Ньютона и до середины прошлого века считалось, что механическая картина  мира всеобъемлюща, т. е. все физические объекты и явления имеют описанную  выше механическую природу. Однако оказалось, что все механикой не объясняется, и механическую картину мира пришлось дополнять.[1] 

3 Физическая картина мира Ньютона. 

        Новая физическая гравитационная  картина мира, опирающаяся на  строгие математические обоснования,  представлена в классической  механике И.Ньютона. Ее вершиной стала теория тяготения, провозгласившая универсальный закон природы — закон всемирного тяготения. Согласно этому закону сила тяготения универсальна и проявляется между любыми материальными телами независимо от их конкретных свойств. Она всегда пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
      Распространив на всю Вселенную закон тяготения, Ньютон рассмотрел и возможную ее структуру. Он пришел к выводу, что Вселенная является не конечной, а бесконечной. Лишь в этом случае в ней может существовать множество космических объектов — центров гравитации. Так, в рамках ньютоновской гравитационной модели Вселенной утверждается представление о бесконечном пространстве, в котором находятся космические объекты, связанные между собой силой тяготения.
      В 1687 г. вышел основополагающий труд 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  понятий пространства, времени, места  и движения.[2]
      Раскрывая сущность времени и пространства, Ньютон характеризует их как "вместилища самих себя и всего существующего. Во времени все располагается в смысле порядка последовательности, в пространстве — в смысле порядка положения". Он предлагает различать два типа понятий пространства и времени: абсолютные (истинные, математические) и относительные (кажущиеся, обыденные) и дает им следующую типологическую характеристику:
      - Абсолютное, истинное, математическое  время само по себе и по  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. Из определений Ньютона следовало, что разграничение им понятий абсолютного и относительного пространства и времени связано со спецификой теоретического и эмпирического уровней их познания. На теоретическом уровне классической механики представления об абсолютном пространстве и времени играли существенную роль во всей причинной структуре описания мира. Оно выступало в качестве универсальной инерциальной системы отсчета, так как законы движения классической механики справедливы в инерциальных системах отсчета. На уровне эмпирического познания материального мира понятия 
"пространства" и "времени" ограничены чувствами и свойствами познающей личности, а не объективными признаками реальности как таковой. Поэтому они выступают в качестве относительного времени и пространства.

      Ньютоновское понимание пространства и времени вызвало неоднозначную реакцию со стороны его современников — естествоиспытателей и философов. С критикой ньютоновских представлений о пространстве и времени выступил немецкий ученый Г.В. Лейбниц. Он развивал реляционную концепцию пространства и времени, отрицающую существование пространства и времени как абсолютных сущностей.
      Указывая  на чисто относительный (реляционный) характер пространства и времени, Лейбниц  пишет: "Считаю пространство так  же, как и время, чем-то чисто относительным: пространство — порядком сосуществовании, а время — порядком последовательностей".
      Предвосхищая  положения теории относительности  Эйнштейна о неразрывной связи  пространства и времени с материей, Лейбниц считал, что пространство и время не могут рассматриваться  в "отвлечении" от самих вещей. "Мгновения в отрыве от вещей  ничто, — писал он, — и они  имеют свое существование в последовательном порядке самих вещей".
      Однако  данные представления Лейбница не оказали  заметного влияния на развитие физики, так как реляционная концепция  пространства и времени была недостаточна для того, чтобы служить основой  принципа инерции и законов движения, обоснованных в классической механике Ньютона. Впоследствии это было отмечено и А. Эйнштейном.
      Успехи  ньютоновской системы (поразительная точность и кажущаяся ясность) привели к тому, что многие критические соображения в ее адрес обходились молчанием. А ньютоновская концепция пространства и времени, на основе которой строилась физическая картина мира, оказалась господствующей вплоть до конца XIX в.
Основные  положения этой картины мира, связанные  с пространством и временем, заключаются в следующем:
      - Пространство считалось бесконечным,  плоским, "прямолинейным", евклидовым. Его метрические свойства описывались геометрией Евклида. Оно рассматривалось как абсолютное, пустое, однородное и изотропное (нет выделенных точек и направлений) и выступало в качестве "вместилища" материальных тел, как независимая от них инерциальная система. 
 - Время понималось абсолютным, однородным, равномерно текущим. Оно идет сразу и везде во всей Вселенной "единообразно и синхронно" и выступает как независимых материальных объектов процесс длительности, Фактически классическая механика сводила время к длительности, фиксируя определяющее свойство времени "показывать последовательность события”. Значение указаний времени в классической механике считалось абсолютным, не зависящим от состояния движения тела отсчета.

      - Абсолютное время и пространство  служили основой для преобразований Галилея-Ньютона, посредством которых осуществлялся переход к инерциальным системам. Эти системы выступали в качестве избранной системы координат в классической механике.
      - Принятие абсолютного времени  и постулирование абсолютной  и универсальной одновременности  во всей Вселенной явилось  основой для теории дальнодействия. В качестве дальнодействующей силы выступало тяготение, которое с 6есконечной скоростью, мгновенно и прямолинейно распространяло силы на бесконечные расстояния. Эти мгновенные, вневременные взаимодействия объектов служили физическим каркасом для обоснования абсолютного пространства, существующего независимо от времени.
      До XIX в. физика была в основном физикой  вещества, т. е. она рассматривала  поведение материальных объектов с  конечным числом степеней свободы и  обладающих конечной массой покоя. Изучение электромагнитных явлений в XIX в. выявило  ряд существенных отличий их свойств  по сравнению с механическими  свойствами тел.
      Если  в механике Ньютона силы зависят  от расстояний между телами и направлены по прямым, то в электродинамике (теории электромагнитных процессов), созданной  в XIX в. английскими физиками М. Фарадеем и Дж. К. 
Максвеллом, силы зависят от расстояний и скоростей и не направлены по прямым, соединяющим тела. А распространение сил происходит не мгновенно, а с конечной скоростью. Как отмечал Эйнштейн, с развитием электродинамики и оптики становилось все очевиднее, что "недостаточно одной классической механики для полного описания явлений природы". Из теории Максвелла вытекал вывод о конечной скорости распространения электромагнитных взаимодействий и существовании электромагнитных волн. Свет, магнетизм, электричество стали рассматриваться как проявление единого электромагнитного поля. Таким образом, Максвеллу удалось подтвердить действие законов сохранения и принципа близкодействия благодаря введению понятия электромагнитного поля.

      Итак, в физике XIX в. появляется новое понятие — "поля", что, по словам Эйнштейна, явилось "самым важным достижением со времени Ньютона". Открытие существования поля в пространстве между зарядами и частицами было очень существенно для описания физических свойств пространства и времени. Структура электромагнитного поля описывается с помощью четырех уравнений Максвелла, устанавливающих связь величин, характеризующих электрические и магнитные поля с распределением в пространстве зарядов и токов. Как заметил Эйнштейн, теория относительности возникает из проблемы поля.
      Специального  объяснения в рамках существовавшей в конце XIX в. физической картины  мира требовал и отрицательный результат  по обнаружению мирового эфира, полученный американским физиком А. Майкельсоном. Его опыт доказал независимость скорости света от движения Земли. С точки зрения классической механики, результаты опыта Майкельсона не поддавались объяснению. Некоторые физики пытались истолковать их как указывающие на реальное сокращение размеров всех тел, включая и Землю, в направлении движения под действием возникающих при этом электромагнитных сил.
      Создатель электронной теории материи X. Лоренц вывел математические уравнения (преобразования Лоренца) для вычисления реальных сокращений движущихся тел и промежутков  времени между событиями, происходящими  на них, в зависимости от скорости движения.
Как показал  позднее Эйнштейн, в преобразованиях  Лоренца отражаются не реальные изменения  размеров тел при движении (что  можно представить лишь в абсолютном пространстве), а изменения результата измерения в зависимости от движения системы отсчета.
      Таким образом, относительными оказывались  и "длина", и "промежуток времени" между событиями, и даже "одновременность" событий. Иначе говоря, не только всякое движение, но и пространство, и время.[4]
4 Теория относительности. 

      Создание  теории относительности в XX в. оказало огромное влияние на всю картину мира. В 1905 году молодой и никому не известный физик – теоретик Альберт Эйнштейн опубликовал в специальном журнале статью « К электродинамике движущихся тел». В этой статье была изложена частная теория относительности. По существу это было новое представление о пространстве и времени, и соответственно ему была разрботана новая механика. Старая классическая физика вполне соответствовала практике, имевшей дело с макротелами, движущимися с не очень то большими скоростями. И только исследования электромагнитных волн, полей и связанных с ними других видов материи заставили по новому взглянуть на законы классической механики.
  Опыты Майкельсона и теоретические работы Лоренца послужили базой для нового видения мира физических явлений. Это касается в первую очередь пространства и времени, фундаментальных понятий, определяющих построение всей картины мира. Эйнштейн показал, что введенные Ньютоном абстракции абсолютного пространства и абсолютного времени должны быть оставлены и заменены другими. Прежде всего отметим, что характеристики пространства и времени будут по разному выступать в системах неподвижных и движущихся относительно друг друга.
      Немецкий  математик Г. Минковский, анализируя теорию относительности, пришел к выводу, что следует вообще отказаться от представления о пространстве и времени как отдельно друг от друга существовавших характеристиках мира. На самом деле, утверждал Минковский, есть единая форма существования материальных объектов, внутри которой пространство и время не могут быть выделены, обособлены. Поэтому нужно понятие, которое выражает это единство. Но когда дело дошло до того чтобы обозначить это понятие словом, то нового слова не нашлось, и тогда из старых слов образовали новое: «пространство- время».
      Реальные  физические процессы происходят в едином пространстве-времени. А само оно, это  пространство-время, выступает как  единое четырехмерное многообразие; три координаты, характеризующие  пространство, и одна координата, характеризующая  время, не могут быть отделены друг от друга. А в целом свойства пространства и времени определяются совокупными  воздействиями одних событий  на другие. Анализ теории относительности  потребовал уточнения одного из важнейших  философских и физических принципов  – принципа причинности.
      К тому же теория относительности встретилась  с существенными трудностями  при рассмотрении явления тяготения. Это явление не поддавалось объяснению. Потребовалась большая работа, чтобы  преодолеть теоретические трудности. К 1916 г А.Эйнштейн разработал «Общую теорию относительности». Эта теория предусматривает более сложную структуру пространства – времени, которая оказывается зависимой от распределения и движения материальных масс. Общая теория относительности стала той основой, на которой в дальнейшем стали строить модели нашей Вселенной.[5] 

5 Полевые представления. 

      В механической картине отсутствует  материальный агент, передающий взаимодействия между телами. Между тем он существует в природе: это гравитационное и  электромагнитное поле, передающее действие одного тела на другое со скоростью света. Окончательно понятие поля как самостоятельного материального объекта — вида материи, существующего наряду с веществом, утвердилось после создания специальной теории относительности.
      В случае электромагнитного взаимодействия передатчиком взаимодействия служит электромагнитное поле. Оно дополняет механическую картину: на тело действует сила не непосредственно со стороны другого тела, а со стороны поля, созданного заряженным телом и непрерывно заполняющим пространство. Электромагнитное поле изучается электродинамикой; с помощью ее законов по расположению и движению электрических зарядов можно рассчитать напряженность поля в каждой точке пространства. Важно, что поле может «отрываться» от зарядов и существовать в свободном состоянии в виде электромагнитных волн. При изучении строения материи на микроуровне оказывается, что поле, как и вещество, состоит из элементарных частиц — фотонов.
Сила  тяготения также передается посредством  поля — гравитационного, существующего вокруг любых материальных частиц и тел (вне зависимости от их электрического заряда). Предполагается существование элементарных частиц гравитационного поля — гравитонов, которые экспериментально пока не обнаружены.
6 Статистические представления. 

      В механике и электродинамике рассматриваются  макроскопические тела на макроскопических расстояниях друг от друга. Перейдем теперь к рассмотрению строения тел из микроскопических частиц (т. е. «заглянем внутрь» тела). Твердые, жидкие, газообразные тела состоят из огромного количества атомов и молекул. Расположение и движение микрочастиц обусловлено здесь электромагнитным взаимодействием, так как на этих расстояниях при малых массах и больших зарядах гравитационное взаимодействие мало по сравнению с электромагнитным, а сильное еще не проявляется (для него расстояния велики).
      В свое время огромным достижением  физической науки было объяснение тепловых явлений и теплоты механическим движением микрочаст
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.