Вопросы для самоконтроля
К разделу 2.1
1. Философская и естественнонаучная сущность понятий пространства и времени. Этапы развития представлений о них и задачи этих этапов.
2. Атомистическая и аристотелевская трактовки пространства и времени.
3. Развитие представлений о пространстве и времени Евклидом и Декартом.
4. Принцип относительности Галилея.
5. Трактовка пространства и времени по Галилею и Ньютону.
6. Фотометрический парадокс и его значение.
7. Нарушение правила инвариантности для полевой формы материи.
8. Цель, идея и результат опыта Майкельсона – Морли.
К разделу 2.2
1. Статус, смысл и следствия преобразований Лоренца.
2. Относительность одновременности и относительность размера тела.
3. Эйнштейновская трактовка пространства, времени, преобразований Лоренца и принципа относительности Галилея.
4. Постулаты специальной теории относительности. Почему она называется специальной?
5. Релятивистское правило сложения скоростей и релятивистская масса тела.
6. Происхождение, сущность и значение «формулы 20 века» Эйнштейна.
7. Четырехмерное «пространство – время» Минковского и его интерпретация первого постулата специальной теории относительности.
8. Релятивистские эффекты.
9. Проблема наглядности научных представлений о реальности и её решение.
10. Практические подтверждения релятивистского замедления времени.
11. «Парадокс близнецов».
12. Практические подтверждения релятивистского правила сложения скоростей.
К разделу 2.3
1. Необходимость создания общей теории относительности и трудности, препятствующие решению данной задачи.
2. Сравнительный анализ содержания этапов создания специальной и общей теории относительности.
3. Понятия инерционной и гравитационной масс, их ньютоновское толкование.
4. Сущность и следствие принципа локальной эквивалентности инерционной и гравитационной масс.
5. Сущность обобщенного принципа относительности Эйнштейна и исходное условие, принятое при его формулировке.
6. Причина пересмотра евклидовой геометрии и его результат.
7. История создания неевклидовых геометрий Гаусса и Лобачевского – Больяи.
8. Суть неевклидовой геометрии Римана и его гипотеза, опередившая общую теорию от-носительности Эйнштейна.
9. Трактовка пространства-времени с позиций общей теории относительности и её ограничения.
10. Сущность общего уравнения гравитационного поля и факт его подчинения принципу соответствия.
11. Понятие и геометрические характеристики геодезической линии.
12. Интерпретация евклидова, псевдоевклидова и неевклидова пространства с помощью геодезических линий.
13. Интерпретация движения тела (материальной точки) в искривленном пространстве.
14. Интерпретация распространения света в искривленном пространстве. Особенность околоземного искривленного пространства.
15. Следствия общей теории относительности, подтвержденные наблюдениями или экс-периментами (только названия). Суть и значение объяснения прецессии перигелия Меркурия.
16. Суть и значение обнаружения отклонения луча света гравитационным полем Солнца.
17. Эффект гравитационного красного смещения и его проверка наблюдениями и экспериментами.
18. Практическое значение общей теории относительности. Единая теория поля.
Тесты
По разделу 2.1
| 1. Установите соответствие между атрибутом материи и его названием: | |
| 1) способ существования материи 2) форма существования материи 3) вид материи 4) условие существования материи | ) поле ) взаимодействие ) движение ) время |
| 2. Совокупность отношений, выражающих упорядочивание сменяющих друг друга событий, образует … | |
| o пространство o бытие | o космос o время |
| 3. Пространство в представлениях Аристотеля определяется как … | |
| o место движения тел o вместилище событий | o вместилище дискретных тел o протяженная непрерывная материя |
| 4. Инерциальными называются системы отсчета, ___________________ друг относительно друга. | |
| □ движущиеся ускоренно □ покоящиеся | □ движущиеся равномерно □ движущиеся по инерции |
| 5. Противоположных взглядов на пространство придерживались … | |
| □ Демокрит и Лукреций □ Лукреций и Аристотель | □ Аристотель и Декарт □ Декарт и Демокрит |
| 6. В механистической картине мира считается, что пространство и время … | |
| o существуют независимо друг от друга и относительны o неразрывно связаны и абсолютны | o существуют независимо друг от друга и абсолютны o неразрывно связаны и относительны |
| 7. В механистической картине мира считается, что пространственные размеры тела … | |
| o зависят не от скорости его движения, из-меряемой в выбранной системе отсчета, а от других факторов o тем меньше, чем больше скорость его движения, измеряемая в выбранной сис-теме отсчета | o не зависят ни от скорости его движения, измеряемой в выбранной системе отсчета, ни от других факторов o тем больше, чем больше скорость его движения, измеряемая в выбранной системе отсчета |
| 8. По Ньютону, пространство – это … | |
| □ вместилище тел □ Вселенная конечного объема | □ протяженная непрерывная материя □ неподвижная инерциальная система отс-чета |
| 9. Результат какого эмпирического (вывод какого теоретического) исследования, противо-речащий ньютоновской трактовке пространства, не был связан с открытием полевой формы материи? | |
| o преобразований Галилея o опыта Майкельсона – Морли | o фотометрического парадокса o преобразований Лоренца |
| 10. Электродинамика Максвелла … | |
| □ противоречит теории относительности □ не противоречит принципу относитель-ности Галилея | □ не противоречит теории относительности □ противоречит принципу относительности Галилея |
| 11. Эфир Ньютон отождествлял с … | |
| o полем o временем | o пространством o веществом |
| 12. Опыт Майкельсона – Морли опроверг … | |
| o лапласовский детерминизм o принцип постоянства скорости света | o гипотезу существования эфира o концепцию физического вакуума |
По разделу 2.2
| 1. Какой формой научного знания являются преобразования Лоренца? | |
| o законом o эмпирической зависимостью | o гипотезой o эмпирическим фактом |
| 2. Относительность размера тела – результат … | |
| o мысленного эксперимента o наблюдения | o математического вывода o реального эксперимента |
| 3. В специальной теории относительности доказывается, что … | |
| o свойства пространства и времени не за-висят от положения по отношению к ним материальных объектов o пространственные и временные характеристики материальных объектов в разных системах отсчета будут одинаковыми | o пространственные и временные характеристики материальных объектов в разных системах отсчета будут разными o пространственные и временные характеристики материальных объектов в разных системах отсчета не зависят от скорости относительного движения этих объектов |
| 4. В специальной теории относительности абсолютный характер утратили … | |
| □ одновременность событий □ скорость света | □ законы физики □ размер тела в направлении его движения |
| 5. Релятивистской механикой называется … | |
| o динамика Аристотеля o динамика Ньютона | o специальная теория относительности o общая теория относительности |
| 6. Какой параметр движения тела не учитывают преобразования Лоренца? | |
| o время, измеренное в неподвижной систе-ме отсчета o время, измеренное в подвижной системе отсчета | o скорость относительно неподвижной системы отсчета o скорость относительно подвижной систе-мы отсчета |
| 7. «Формула 20 века» выражает эквивалентность … | |
| □ пространства и времени □ массы и энергии | □ вещества и поля □ подвижной и неподвижной инерциальных систем отсчета |
| 8. Укажите понятия, введенные специальной теорией относительности: | |
| □ однородность пространства и времени □ эквивалентность массы и энергии | □ инерциальные системы отсчета □ пространственно-временнóй континуум |
| 9. По Минковскому, пространство и время … | |
| o антагонистичны друг другу o эквивалентны друг другу | o независимы друг от друга o едины друг с другом |
| 10. Понятие единого четырехмерного «пространства-времени» ввел … | |
| o Х. Лоренц o А. Пуанкаре | o А. Эйнштейн o Г. Минковский |
| 11. В специальной теории относительности абсолютны _____________ и ______________. | |
| □ время □ изменение интервала | □ скорость света □ пространство |
| 12. Сколько существует релятивистских эффектов? | |
| o два o три | o четыре o пять |
| 13. Из специальной теории относительности следует, что … | |
| □ движущиеся относительно наблюдателя часы идут медленнее таких же часов, по-коящихся в его системе отсчета □ движущиеся относительно наблюдателя часы идут быстрее таких же часов, поко-ящихся в его системе отсчета | □ для подвижной системы отсчета с увели-чением скорости движения темп времени замедляется □ при приближении к скорости света все процессы в инерциальных системах отсчета ускоряются |
| 14. Разный темп хода времени в разных системах отсчета … | |
| o вытекает из специальной теории относи-тельности o вытекает из общей теории относительно-сти | o вытекает из специальной и общей теорий относительности o не вытекает ни из специальной, ни из об-щей теорий относительности |
| 15. Из специальной теории относительности следует, что при приближении скорости движения тела к скорости света … | |
| o его размер в направлении движения и масса тела стремятся к нулю o его масса стремится к нулю, а размер тела в направлении движения становится бесконечно большим | o его размер в направлении движения стре-мится к нулю, а масса тела становится бесконечно большой o его размер в направлении движения и масса тела становятся бесконечно боль-шими |
| 16. Какое утверждение согласуется со специальной теорией относительности? | |
| o масса тела есть величина постоянная, не зависящая от того, по отношению к какой системе отсчета она определяется o тело, обладающее конечной массой, ни-когда не сможет достичь скорости света | o время течет одинаково в разных системах отсчета o предельная скорость распространения какого-либо сигнала может превышать скорость света |
| 17. Современные научные представления, в том числе, и положения специальной теории относительности, не соответствуют требованию … | |
| o достоверности o математической формы выражения | o наглядности o проверяемости практикой |
| 18. В наблюдениях и опытах, подтвердивших релятивистский эффект замедления времени, неподвижная система отсчета была связана с … | |
| o Солнцем o поверхностью Земли | o мировым эфиром o центром Земли |
| 19. Справедливость релятивистского правила сложения скоростей доказал … | |
| o опыт Майкельсона – Морли o опыт Физо | o фотометрический парадокс o «парадокс близнецов» |
По разделу 2.3
| 1. Идеализированным объектом … | |
| o являются инерциальные системы отсчета o являются неинерциальные системы отс-чета | o являются инерциальные и неинерциаль-ные системы отсчета o не являются ни инерциальные, ни неине-рциальные системы отсчета |
| 2. Общая теория относительности является теорией _______________________ фундаментального взаимодействия. | |
| o электромагнитного o слабого | o гравитационного o сильного |
| 3. Понятия инерционной и гравитационной масс были введены в … | |
| o классической механике o квантовой механике | o специальной теории относительности o общей теории относительности |
| 4. Принцип эквивалентности справедлив для … | |
| o инерциальных систем отсчета o неинерциальных систем отсчета, движу-щихся равноускоренно друг относитель-но друга | o неинерциальных систем отсчета, движу-щихся равнозамедленно друг относите-льно друга o неинерциальных систем отсчета, движу-щихся произвольно друг относительно друга |
| 5. Сколько существует постулатов общей теории относительности? | |
| o два o три | o четыре o пять |
| 6. Геометрией плоского (неискривленного) пространства является геометрия … | |
| o Гаусса o Римана | o Евклида o Лобачевского – Больяи |
| 7. Неоднородным искривленное пространство является в геометрии … | |
| o Лобачевского o Римана | o Гаусса o Минковского |
| 8. Из общей теории относительности следует, что … | |
| □ массы, создающие поле тяготения, искри-вляют пространство □ пространство вблизи массивных тел опи-сывается геометрией Евклида | □ в поле силы тяжести время замедляется □ пространство-время не зависит от распо-ложения и движения тяготеющих масс |
| 9. Согласно общей теории относительности, новое качество пространственно-временнóго континуума – это его … | |
| o относительный характер o неоднородность | o изотропность o абсолютный характер |
| 10. Геометрия Римана является _____________________ общей теории относительности. | |
| o постулатом o экспериментальным подтверждением | o математическим аппаратом o следствием |
| 11. Общее уравнение гравитационного поля Эйнштейна описывает движение материи в ___________________ пространственно-временнóм континууме. | |
| o плоском и искривленном o искривленном и неоднородном | o неоднородном и изотропном o изотропном и плоском |
| 12. С увеличением кривизны геодезической линии скорость равномерного движения тела по ней … | |
| o уменьшается o увеличивается | o изменяется произвольно o остается постоянной |
| 13. Согласно общей теории относительности, движение материальной точки в искривлен-ном пространстве происходит … | |
| o по геодезической линии в одном направ-лении o по геодезической линии в двух противо-положных направлениях | o между соседних геодезических линий o пересечением сколь угодно большого чи-сла геодезических линий |
| 14. Эффект гравитационного красного смещения следует из … | |
| o теории электромагнитного поля o специальной теории относительности | o общей теории относительности o теории гравитации Ньютона |
| 15. Какое теоретическое следствие общей теории относительности было подтверждено вновь полученными результатами наблюдений? | |
| o искривление светового луча в поле тяго-тения Солнца o гравитационное красное смещение | o прецессия перигелия Меркурия o эквивалентность инерционной и гравита-ционной масс |
Литература
1. Горбачев В.В. Концепции современного естествознания: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: ООО «Издательство Оникс»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2008. – 704 с.
2. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: учебное пособие для бакалавров. – М.: Издательство Юрайт; ИД Юрайт, 2012. – 347 с.
3. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Учебник под ред. акад. РАН М.Ф. Жукова. – Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 1997. – 832 с.
4. Канке В.А. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. – М.: Ло-гос, 2007. – 368 с.
5. Концепции современного естествознания / под общей ред. проф. С.И. Самыгина: Учебное пособие. – М.: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д: издательский центр «МарТ», 2007. – 240 с.
6. Концепции современного естествознания: учебник для вузов / под общей ред. профессора С.А. Лебедева. – М.: Академический Проект, 2007. – 414 с.
7. Концепции современного естествознания: учебник для студентов вузов / под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2007. – 319 с.
8. Лихин А.Ф. Концепции современного естествознания: учебник. – М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2010. – 264 с.
9. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2009. – 704 с.
10. Под ред. Л.А. Михайлова Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. – СПб: Питер, 2009. – 335 с.
11. Романов В.П. Концепции современного естествознания: Учебное пособие для сту-дентов вузов. – М.: Вузовский учебник: ИНФРА-М, 2011. – 286 с.
12. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: учебник. – М.: Проспект, 2010. – 288 с.
13. Савченко В.Н. Начала современного естествознания: концепции и принципы: учеб-ное пособие / В.Н. Савченко, В.П. Смагин – Ростов н/Д.: Феникс, 2006. – 608 с.
14. Соломатин В.А. История и концепции современного естествознания: Учебник для вузов. – М.: ПЕР СЭ, 2002. – 464 с.