Лекция История естествознания. Вторая научная революция

Вид материала

Подобный материал:

Лекция 3.

История естествознания. Вторая научная революция.

На основе большого числа астрономических наблюдений и расчетов Коперник создал новую, гелиоцентрическую систему мира. Земля – одна из планет, движущихся вокруг Солнца по круговым орбитам. Совершая обращение вокруг Солнца, Земля одновременно вращается и вокруг собственной оси, чем объясняется смена дня и ночи, видимое нами движение звездного неба. коперник высказал очень важную мысль о движении как естественном свойстве небесных и земных объектов, подчиненном некоторым общим закономерностям единой механики.

Галилей считал, что истинное знание достижимо исключительно на пути изучения природы при помощи наблюдения, опыта (эксперимента), и вооруженного математическим знанием разума. Он был уверен, что законы природы написаны на языке математики. Установил, что

свободно падающее тело движется с постоянным ускорением;
время падения тела не зависит от массы.
получил формулу, связывающую ускорение, путь и время падения тела
разграничил понятия равномерного и неравномерного, ускоренного движения. Сформулировал понятие ускорения (скорость изменения скорости).
показал, что результатом действия силы на движущееся тело является не скорость, а ускорение:
сформулировал принципа инерции: тело либо находится в состоянии покоя, либо движется, не изменяя направления и скорости своего движения, если на него не производится никакого внешнего воздействия.
выработал понятие инерциальной системы отсчета.
сформулировал принцип относительности: внутри равномерно движущейся системы все физические процессы протекают так же, как и внутри покоящейся (говоря физические, он имел в виду механические явления);
открыл закон независимости действия сил (принцип суперпозиции): две различные причины, вызывающие движение одного и того же тела, не влияют друг на друга. Каждая действует так, словно другая отсутствует.

Кеплер в 1605 году открыл и в 1609 году опубликовал первые два закона планетных движений:

Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце;
Скорость движения планет изменяется таким образом, что радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает одинаковые площади (закон постоянства площадей).

Он заметил, что с удалением от Солнца периоды обращения планет увеличиваются быстрее, чем радиусы их орбит, то есть уменьшается скорость движения планет. Кеплер объяснял это так: движущая сила едина для всей системы и сосредоточена в ее центре – Солнце, которое действует сильнее на близкие планеты и слабее на далекие планеты.

Через десять лет после опубликования первых двух законов (1619) Кеплер опубликовал третий закон: квадраты времен обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы средних расстояний этих планет от солнца (кубы больших полуосей их орбит).

.

28 апреля 1686 года Ньютон представил Лондонскому королевскому обществу свою новую всеобщую теорию – механику земных и небесных процессов.

Классическая механика была изложена Ньютоном в книге «Математические начала натуральной философии»:

Понятия массы, силы, инерции, ускорения.
Основные законы движения материальной точки.
Закон всемирного тяготения.
Принцип относительности и закон сложения скоростей Галилея.

.

В механике Ньютона движение тела происходит по строго определенным траекториям, то есть всегда можно одновременно измерить его координаты и его скорость (или импульс).

Пространство считалось:

Пространство выступало как «вместилище» материальных тел.

Время понималось:

В механике Ньютона время абсолютно, абсолютна и одновременность во всей Вселенной. Это послужило основой для теории дальнодействия. В качестве дальнодействующей силы выступало тяготение, которое мгновенно и прямолинейно распространяло силы на бесконечные расстояния.

Шарль Огюст Кулон (1736-1806) обнаружил, что положительный и отрицательный заряд притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной величине зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними - первый закон электромагнетизма.

Между электрически заряженными телами, между намагниченными телами, между телами, по которым текут токи, действуют силы (сила Кулона, сила Ампера), называемые электромагнитными. В начале 19 века английский химик и физик Майкл Фарадей (1791-1867) ввел в науку понятие электромагнитного поля – материальной среды, являющейся переносчиком электромагнитного взаимодействия.

В XIX веке к числу свойств частиц стали прибавлять электрический заряд. И хотя масса, как считалось, была у всех частиц, а заряд — только у некоторых, обладание электрическим зарядом было признано таким же фундаментальным, важнейшим их свойством, как и масса. Между электрически заряженными телами, между намагниченными телами, между телами, по которым текут токи, действуют силы, называемые электромагнитными. В начале 19 века английский химик и физик Майкл Фарадей (1791-1867) ввел в науку понятие электромагнитного поля – материальной среды, являющейся переносчиком электромагнитного взаимодействия. Фарадею удалось показать опытным путем, что между магнетизмом и электричеством существует прямая динамическая связь.

Джеймс Кларк Максвелл (1831-1879).

•Изменение во времени электрического поля ведет к появлению магнитного поля и наоборот. Следовательно, существуют электромагнитные волны.

•Передача электромагнитной энергии происходит с конечной скоростью. Скорость передачи электромагнитных колебаний равна скорости света

. Из этого следовала принципиальная тождественность электромагнитных и оптических явлений.

Генрих Рудольф Герц (1857-1894) в 1886 году продемонстрировал «беспроволочное распространение» электромагнитных волн. Он смог также доказать принципиальную тождественность полученных им электромагнитных переменных полей и световых волн.

Blog

Лекция История естествознания. Вторая научная революция