рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

II. Классическая механика

Работа сделанна в 2001 году

II. Классическая механика - Реферат, раздел Философия, - 2001 год - Становление физической картины мира от Галилея до Эйнштейна Ii. Классическая Механика. В Истории Механики За Работами Галилея Который Так...

II. Классическая механика. В истории механики за работами Галилея который также имел предшественников в накоплении эмпирических фактов и обобщений и в разработке теоретических предпосылок механики последователи многочисленные работы целой плеяды выдающихся учных.

Их коллективными усилиями шаг за шагом не только строилось вс здание классической механики, но и совершенствовался е концептуальный фундамент, система исходных теоретических идеализаций. Создание фундамента идеализаций явилось своеобразной, характерной для теоретического уровня познания формой логического анализа материальной действительности. Продуктами анализа стали идеализации элементарного объекта, элементарного процесса, пространственно временных отношений, формы детерминизма Философское учение об объективной закономерной взаимосвязи и взаимообусловленности материального и духовного мира, отразившие конкретное содержание картины мира. Хотя чувственные восприятия небесных тел, движения которых оказалось в центре внимания Галилея и Ньютона, с самого начала подсказывали образ точечного объекта, теоретическая идеализация материальной точки родилась не сразу.

И Галилей, и Ньютон широко использовали понятие тела как движущегося объекта.

Лишь позже, когда выяснилось, что поле тяготения сферически симметрического тела выглядит в точности так, как если бы вся масса этого тела была сосредоточена в его геометрическом центре, в одной точке, идея теоретического замещения материальных тел идеализированными образами материальных точек могла рассматриваться как логически согласованная со всем содержанием теории. Идеализация материальной точки широко использовалась Л. Эйлером в его программе построения механики.

В основе этой программы, которую Л. Эйлеру во многом удалось реализовать, лежало принципиальное убеждение, что сложные случаи механического движения могут быть теоретически представлены конструктивными моделями, построенными из образов взаимодействия и перемещающихся материальных точек. Логически исходным пунктом системы механики, по Л. Эйлеру, выступают изложенные в его трактате 1736 года теория движения свободной материальной точки и динамика точки при наличии связей. Кроме идеализации основного элементарного объекта в логической структуре теории принципиальное значение имеет идеализация основного элементарного процесса в данном случае формы движения.

Галилей вплотную приблизился к выработке такой идеализации в представлениях о равномерном движении по окружности, которое, раз начавшись, продолжается бесконечно, если этому не препятствует внешние действия. Р. Декарт поправил и дополнил Галилея, сформулировавший два исходных понятия однажды пришедшее в движение тело продолжает двигаться, пока это движение не задержится каким-либо встречным телом при этом каждая частица материи в отдельности стремится продолжать дальнейшее движение не по кривой, а исключительно по прямой.

Соединнные вмести эти два положения у И. Ньютона приняли форму первого закона механики. Для построения теоретических моделей механического движения существенно система пространственно временного описания. Введение системы координат и разработка математики переменных величин вооружили учных универсальным средством теоретического изображения механического движения, сочетающего в себе высокую степень абстрактности изображение движения тела математической функцией с высокой степенью наглядности графики функций в заданной системе координат мог непосредственно изображать траекторию перемещения тела в пространстве с течением времени.

Теоретическое знание может выполнить свои основные функции лишь в том случае, если в нм отражена конкретная форма детерминации исследуемых явлений, прежде всего фундаментальные законы изменения состояния, взаимодействия.

И. Ньютон ввл понятие силы как причины изменения состояния движения по величине и по направлению или одновременно по величине и по направлению. В механике Ньютона источниками и точкой приложения сил являются материальные точки. Центральное место в системе трх законов механики занимает второй закон Ньютона основной закон движения. Он связан с изменением состояния материальной точки с величиной и направлением действующей на него сил ускорение, с которым движется тело прямо пропорционально силе действующей на это тело и обратно пропорционально массе этого тела. Данный закон позволяет объяснить и прогнозировать изменение механического движения тела в зависимости от величины и направления силы и от предшествующего состояния движения.

Выдающейся заслугой Ньютона явилось установление конкретного закона, определяющего величину действующей силы для случая гравитационного взаимодействия закон Всемирного тяготения.

Несмотря на ограниченность механической картины мира по е содержанию, основные особенности методологии физического познания, проявившиеся в ходе создания и развития классической механики, воспроизводятся и в процессе построения последующих физических теорий, как бы ни отличалось их конкретное содержание и даже содержание фундаментального представление картины мира от концептуального содержания классической механики. В этом отношении классическая механика до сегодняшнего дня остатся и классическим примером построения естественно научной теории.

IV. Максвелл развитие и кризис механической картины мира. Ш Молекулярно-кинетическая концепция. Важная мировоззренческая идея единства небесного и земного, которую мы встречаем уже в работах Галилея и Ньютона, вс в большей мере побуждала применять фундаментальные образы механической картины мира к самым различным явлениям, непосредственно окружавшие человека. В XIX веке новый принципиально важный этап в развитии механической картины мира оказался связан с применением е основных представлений к созданию теории, объясняющей свойства газов, а затем жидкости и тврдых тел. Основные этапы развития знаний о свойстве газов В 1643 году Э. Торричелли обнаружил, что ртуть в запаянной сверху стеклянной трубке, опущенной другим концом в сосуд с ртутью, устанавливается на высоте 46 см он дал правильное толкование этого явления давление воздуха уравновешивается весом столбика ртуть.

В результате этого открытия наука получила прибор для измерения давления.

Почти через 20 лет Р. Бойль установил, что при уменьшении объма газа в замкнутом сосуде давление соответственно возрастает, при увеличении уменьшается. Это означало, что произведение давления газа на его объм есть величина постоянная для данной массы газа при постоянно температуре. В 1787 году Ж. Шарль экспериментально доказал, что в замкнутом сосуде с изменением температуры на один градус давление газа изменяется на 1 273 первоначального, т.е. изменяется по линейному закону.

Через 14 лет Ж. Гей-Люссак определил опытным путм, что объм данной массы газа меняется линейно с изменением температуры при постоянном давление. В ходе этих эмпирических исследований перед учными вырисовывалась целая область своеобразных явлений, в которых центральную роль играли свойства и отношения, выражаемые понятия давление, температура, объм. Чтобы перейти от суммы частных эмпирических законов к общей теории поведения газа, необходимо было либо найти возможность ввести теоретические представления механики с их центральными понятиями движущихся материальных точек, либо найти другие, специфичные для данных фундаментальные образы.

Последние означало, что для теоретического объяснения свойств газов необходима физическая картина мира, отличающаяся от механической. Исследования на теоретическом уровне создали предпосылки для объединения найденных ранее разрозненных эмпирических законов поведение газов. Опираясь на идеи и метод С. Карно, Б. Клайперон, в 1834 году объединил законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля произведение объма газа на давление пропорционально абсолютной температуре.

Найденные ранее эмпирические законы можно было вывести из объединенного закона как его частные случаи и, кроме того, он отражал тот существенный для практики случай, когда одновременно применяются все три параметра давление, объм и температура. Это был важный, но пока ещ формальный шаг, так как Б. Клайперон не имел адекватных представлений о природе теплоты, придерживался теории теплорода и не пользовался ни какими представлениями о природе газа, с помощью которого можно было бы объяснить законы его поведения.

Следующий шаг превращение термодинамики в относительно завершнную физическую теорию - во многом связан с именем В.Томсона и Р. Клаузиуса. В серии работ 50-х годов они чтко сформулировали два фундаментальных принципа термодинамики, уточним и развили систему основных е понятий. В связи со вторым принципом термодинамики было введено понятие энтропии Понятие, впервые введнное в термодинамики для определения меры необратимого рассеяния энергии важнейшей наряду с энергией характеристикой термодинамической процессов.

Принципы термодинамики понимались е творцами как неограниченно всеобщие, пригодные для понимания всех процессов в мире. Однако отождествление термодинамической картины с общей физической картиной мира рождало парадоксальный вывод о так называемой тепловой смерти Вселенной. Парадокс состоял в том, что из второго принципа термодинамики, который подтверждался всеми исследованиями термодинамических процессов, с неизбежностью, казалось бы, следовал вывод, что с течением времени разность температур между телами во Вселенной должна исчезнуть и тогда наступит состояние теплового равновесия, равносильное смерти, так как динамические процессы, порождающие и поддерживающие сложноорганизованные системы, основаны на разности температур, возможности производить работу. Представление так называемой аксиоматической то есть формально построенной на основе двух основных постулатов термодинамики не могут претендовать на роль первичных базисных даже в своей области, а тем более в теоретическом осмысление всех процессов Вселенной.

Основополагающие работы в области молекулярно-кинетической теории теплоты принадлежат Клаузиусу.

Это общий метод построения объясняющих теоретических моделей для газов, жидкостей тврдых тел, на изображении в виде системы большого числа движущихся и взаимодействующих материальных точек, отождествленных с атомами и молекулами.

Он вводил более сложные представления о формах движения молекул кроме поступательного движения они обладают вращением, могут испытывать колебание относительно положение равновесия в тврдом теле, каждая молекула обладает и внутренними движениями. В газе все направления движения равновероятны, однако Клаузиус, как отмечал позже Дж. К. Максвелл, не определить, равны ли скорости всех молекул одного и того же газа или, если они не равны, то имеет ли какой-нибудь закон их распределения.

Как и Крнинг, Клаузиус в своих расчтах условно приписывал всем молекулам одинаковое значение скорости, соответствующее среднему статистическому. Вопросы о характере движения молекул, а вместе с тем о специфике детерминизма в области молекулярного движения были глубоко разработаны Дж. К. Максвеллом. распределяя молекулы по группам согласно их скорости, мы можем заменить невыполнимую задачу наблюдения всех столкновений отдельной молекулы регистрацией увеличения или уменьшения числа молекул в различных группах.

Следуя этому методу единственно возможному с точки зрения экспериментальной, так и математической мы переходим от строго динамических методов к методам статистики и теории вероятности. При этом Дж. К. Масксвелл опирался на следующее важное утверждение хотя скорость каждой молекулы будет существенно меняться при каждом е столкновении с другой, число молекул, входящих в ту или иную группу, будет стабильным.

А это и означало, что прослеживать судьбу каждой отдельной молекулы нет необходимости, даже если бы это было технически возможно. Только переход к более последовательной системно согласованной трактовке статистического характера законов движения молекул газа позволили получить результаты, согласующиеся со всеми экспериментами. На основе статистической трактовки природы второго закона термодинамики Л. Больцман разработал последовательное разрешение парадокса тепловой смерти Вселенной.

Современной точки зрения оно уже не является достаточно полным и достаточно убедительный, но в то время это было первым логическим согласованным в рамках имевшихся теоретических представлений ответом на вопрос, почему тепловая смерть ещ не наступила. По Л. Больцману, тепловая смерть наступила много раз и много раз Вселенная в большей или меньшей степени отклонилась от равновесного состояния полного молекулярного беспорядка к состояниям неравновесным и более упорядоченным, то есть к состояниям с меньшей энтропией, с температурными различиями.

Это возможно потому, что в процессах, подчиннных статистическим законам, вс время возникаю флуктуации - случайные отклонения от наиболее вероятного состояния.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Становление физической картины мира от Галилея до Эйнштейна

Функциональное значение такого рода суммарного знания видится в обеспечении синтеза знания, связи различных разделов естествознания. При этом есть расхождения понимания того, для чего необходим синтез ь Одни… Это различие в понимании функций картины мира в свою очередь ведет к расхождению в самом подходе к е анализу В первом…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: II. Классическая механика

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Анализ исторической обстановки и проблемной ситуации в науке. Новые концепции Галилея
Анализ исторической обстановки и проблемной ситуации в науке. Новые концепции Галилея. Принятые в научном сообществе того времени методологические принципы требовали, чтобы теоретические суж

Заслуга Галилея
Заслуга Галилея. Он не только обратился к научным эксперимента, не только ввл метод предельных идеализаций, не только использовал математику, но прежде всего предвосхитил принципы методом по

Молекулярно кинетическая концепция
Молекулярно кинетическая концепция. в отличие от классической механики, имела принципиально иную методологическую основу, она раскрывала реальную структуру вещества и внутренний механизм процессов,

Эйнштейн и рождение релятивистской физической картины мира
Эйнштейн и рождение релятивистской физической картины мира. Там, где многие физики, пользовавшиеся теоретическими представлениями об электронах, взаимодействующих с электромагнитным полем, не видел

Какой объект можно назвать самым элементарным
Какой объект можно назвать самым элементарным. На протяжении всей истории развития науки независимо от того, принималась ли в качестве элементарного некая материальная субстанция или исходными элем

Систематика элементарных частиц. Суперэлементарные частицы
Систематика элементарных частиц. Суперэлементарные частицы. Основная трудность, которая возникает при определении понятие элементарной частицы связано с тем, что в настоящее время таких частиц оказ

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги