Главная | Обратная связь

Программа по специальной теории относительности для Ф-2

1. История создания теории относительности. Работы Лармора, Лоренца, Пуанкаре, Эйн­штейна и Минковского. Значение СТО и ОТО в современной физике.
2. Система отсчёта и система координат. Инерциальная система отсчёта.
3. Пространство и время в классической физике.
4. Преобразования Галилея (вывод).
5. Принцип относительности Галилея.
6. Теорема сложения скоростей Галилея (вывод).
7. Обобщение теоремы сложения скоростей Галилея. Отсутствие предельной скорости в клас­сической физике.
8. Инвариантность ускорения относительно преобразований Галилея (доказательство).
9. Инвариантность законов классической механики относительно преобразований Галилея.
10. Математическое выражение принципа относительности.
11. Принцип относительности в классической механике и его математическое выражение.
12. Принцип относительности в электродинамике. Противоречие между принципом относи­тельности и его математическим выражением в классической электродинамике.
13. Гипотеза эфира и принцип относительности в электродинамике. Наблюдение Брадлея. Опыты Физо и Майкельсона.
14. Электродинамика Герца, теория частичного увлечения эфира Френеля, теорема Лоренца о втором порядке малости нарушения принципа относительности в опытах с замкнутым лучом света.
15. Гипотеза Лоренца о сокращении продольных размеров движущихся тел. Реальное и «фик­тивное» время.
16. Программа построения специальной теории относительности.
17. Постулаты Эйнштейна: принцип относительности и принцип постоянства скорости света в вакууме.
18. Кажущееся противоречие между принципом относительности и принципом постоянства скорости света в вакууме.
19. Определение одновременности разноместных событий. Что такое время?
20. Относительности одновременности событий.
21. Определения равенства длин отрезков, покоящихся и движущихся относительно друг друга.
22. Предварительные следствия релятивистского определения одновременности событий: от­носительность одновременности и последовательности во времени разноместных со­бытий, относительность равенства и неравенства движущихся отрезков.
23. Критика классических представлений о пространстве и времени. Неявные и ошибочные предположения, использованные при выводе преобразований Галилея.
24. Вывод преобразований Лоренца.
25. Обратные преобразования Лоренца.
26. Вывод преобразований Галилея из преобразований Лоренца. Классическая кинематика как предельный случай релятивистской кинематики.
27. Кинематические следствия преобразований Лоренца: относительность одновременности событий, относительность последовательности событий во времени, и относительность времени, относительность длины и равенства длин отрезков.
28. Релятивистская теорема сложения скоростей. Классическая теорема сложения скоростей как приближенный и как предельный случай релятивистской теоремы сложения скоро­стей. Инвариантный и предельный характер скорости света в вакууме.
29. Релятивистское замедление времени. Время жизни лабораторных и космических мюо­нов.
30. Релятивистский интервал. Инвариантность четырехмерного пространственно-времен­ного интервала относительно преобразований Лоренца (доказательство).
31. Взаимосвязь пространства и времени в теории относительности. Мир Минковского. Мировая линия частицы. Световой конус. Собственное время частицы. Собственная длина.
32. Классификация интервалов: пространственноподобные, времениподобные и нулевые (изотропные). Абсолютно удалённые события.
33. Релятивистский критерий возможности причинно-временной связи между событиями.
34. Релятивистская классификация событий: абсолютное прошедшее, абсолютное настоящее и абсолютное будущее.
35. Неинвариантность традиционной (классической) классификации событий во времени: настоящее, прошедшее, будущее.
36. Неинвариантность второго закона Ньютона относительно преобразований Лоренца.
37. Релятивистская механика. Релятивистский закон Ньютона.
38. Релятивистский импульс, релятивистский момент импульса, релятивистская энергия.
39. Закон взаимосвязи массы и энергии. Дефект массы в ядерной физике.
40. Релятивистская кинетическая энергия. Классическая кинетическая энергия как приближённый случай релятивистской кинетической энергии (доказательство).
41. Зависит ли масса материальной частицы от скорости? Масса покоя, масса движения, продольная и поперечная массы – нужны ли эти понятия в школьном курсе физики?
42. Взаимосвязь массы, энергии и импульса в теории относительности. Инвариант релятивистской динамики.
43. Четырёхмерная форма уравнения движения релятивистской частицы. 4-скорость материальной частицы и 4-вектор энергии-импульса.
44. Релятивистская электродинамика. Преобразования Лоренца для векторов электромагнитного поля. Инвариантность уравнений Максвелла относительно преобразований Лоренца (без вывода).
45. Инварианты электромагнитного поля (доказательство). Релятивистская классификация электромагнитных полей: электроподобное и магнитоподобное поля. Скрещенное и волновое электромагнитные поля.
46. Электрическое и магнитное поля. Неинвариантность традиционной классификации электромагнитных полей.
47. Тензор электромагнитного поля. Дуальный тензор электромагнитного поля. 4-мерная запись уравнений Максвелла.
48. Четырёхмерная сила Лоренца. Принцип наименьшего действия для заряженной частицы в электромагнитном поле. Лагранжиан электромагнитного поля.
49. Инварианты электромагнитного поля в четырёхмерной форме.
50. Тензор кривизны пространства-времени и тензор энергии-импульса. Уравнения общей теории относительности (без вывода).
51. Уравнения Максвелла в искривлённом пространстве-времени (без вывода).

52. Уравнение движения заряженной частицы во внешнем электромагнитном поле в искривлённом пространстве-времени.