Newton đưa ra khái niệm thời gian tuyệt đối. Bộ bách khoa toàn thư lớn về dầu khí

Isaac Newton

Vật lý hiện đại đã từ bỏ khái niệm không gian và thời gian tuyệt đối của vật lý cổ điển Newton. Thuyết tương đối chứng minh rằng không gian và thời gian là tương đối. Rõ ràng là không có cụm từ nào được lặp lại thường xuyên hơn trong các tác phẩm về lịch sử vật lý và triết học. Tuy nhiên, mọi thứ không đơn giản như vậy và những tuyên bố như vậy đòi hỏi phải có sự làm rõ nhất định (mặc dù có tính chất khá ngôn ngữ). Tuy nhiên, việc quay trở lại nguồn gốc đôi khi lại rất hữu ích để hiểu được tình trạng khoa học hiện nay.

Thời gian, như chúng ta biết, có thể được đo bằng một quy trình tuần hoàn thống nhất. Tuy nhiên, không có thời gian, làm sao chúng ta biết được rằng các quá trình đồng phục? Những khó khăn về mặt logic trong việc xác định các khái niệm cơ bản như vậy là hiển nhiên. Tính đồng nhất của đồng hồ phải được thừa nhận và gọi là sự trôi qua đều của thời gian. Ví dụ, bằng cách định nghĩa thời gian bằng chuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng, qua đó chúng ta biến định luật thứ nhất của Newton thành một định nghĩa về sự trôi qua đều của thời gian. Một chiếc đồng hồ chạy đều nếu một vật không chịu tác dụng của lực, chuyển động thẳng và đều (theo đồng hồ này). Trong trường hợp này, chuyển động được coi là tương đối với một hệ quy chiếu quán tính, mà để định nghĩa nó cũng cần định luật thứ nhất của Newton và một chiếc đồng hồ chạy đều.

Một khó khăn khác liên quan đến thực tế là hai quá trình giống nhau như nhau ở một mức độ chính xác nhất định có thể trở nên tương đối không đồng đều khi được đo chính xác hơn. Và chúng ta liên tục thấy mình phải đối mặt với nhu cầu lựa chọn một tiêu chuẩn ngày càng đáng tin cậy về tính đồng nhất của thời gian trôi qua.

Như đã lưu ý, quá trình này được coi là thống nhất và việc đo thời gian với sự trợ giúp của nó có thể được chấp nhận miễn là tất cả các hiện tượng khác được mô tả đơn giản nhất có thể. Rõ ràng, cần phải có một mức độ trừu tượng nhất định khi định nghĩa thời gian theo cách này. Việc liên tục tìm kiếm chiếc đồng hồ phù hợp gắn liền với niềm tin của chúng ta vào một số đặc tính khách quan của thời gian để có một nhịp độ đều đặn.

Newton đã nhận thức rõ ràng về sự tồn tại của những khó khăn như vậy. Hơn nữa, trong “Các nguyên tắc” của mình, ông đã đưa ra các khái niệm về thời gian tuyệt đối và tương đối nhằm nhấn mạnh sự cần thiết phải trừu tượng, xác định trên cơ sở thời gian tương đối (thông thường, được đo) của mô hình toán học nhất định của ông - thời gian tuyệt đối. VÀ trong này sự hiểu biết của ông về bản chất của thời gian không khác với hiểu biết hiện đại, mặc dù do sự khác biệt về thuật ngữ có một số nhầm lẫn.

Chúng ta hãy chuyển sang “Các nguyên tắc toán học của triết học tự nhiên” (1687). Các công thức viết tắt của định nghĩa về thời gian tuyệt đối và tương đối của Newton như sau:

Thời gian tuyệt đối (toán học), không có bất kỳ mối quan hệ nào với bất kỳ điều gì bên ngoài, chảy một cách thống nhất. Thời gian tương đối (thông thường) là thước đo khoảng thời gian, được các giác quan hiểu được thông qua bất kỳ chuyển động nào.

Mối quan hệ giữa hai khái niệm này và sự cần thiết của chúng có thể thấy rõ qua lời giải thích sau:

Thời gian tuyệt đối được phân biệt trong thiên văn học với thời gian mặt trời thông thường bằng phương trình thời gian. Vì các ngày mặt trời tự nhiên, được coi là bằng nhau trong phép đo thời gian thông thường, trên thực tế lại không bằng nhau. Sự bất bình đẳng này được các nhà thiên văn sửa chữa để sử dụng thời gian chính xác hơn khi đo chuyển động của các thiên thể. Có thể là không có chuyển động đều nào (trong tự nhiên) mà thời gian có thể đo được với độ chính xác hoàn hảo. Mọi chuyển động đều có thể tăng tốc hoặc chậm lại, nhưng dòng thời gian tuyệt đối không thể thay đổi.

Thời gian tương đối của Newton là thời gian đo được, trong khi thời gian tuyệt đối là mô hình toán học của nó với các tính chất rút ra từ thời gian tương đối thông qua sự trừu tượng. Nói chung, khi nói về thời gian, không gian và chuyển động, Newton không ngừng nhấn mạnh rằng chúng được các giác quan của chúng ta lĩnh hội được và do đó chúng mang tính chất bình thường (tương đối):

Các đại lượng tương đối không phải là các đại lượng mà người ta thường đặt tên mà chỉ là kết quả đo của các đại lượng nói trên (đúng hoặc sai), được các giác quan hiểu được và thường được coi là đại lượng.

Nhu cầu xây dựng mô hình của các khái niệm này đòi hỏi phải đưa vào các đối tượng toán học (tuyệt đối), một số thực thể lý tưởng không phụ thuộc vào độ chính xác của các công cụ. Phát biểu của Newton rằng “thời gian tuyệt đối chảy đều đặn mà không có bất kỳ mối liên hệ nào với bất cứ thứ gì bên ngoài” thường được giải thích theo nghĩa là thời gian không phụ thuộc vào chuyển động. Tuy nhiên, như có thể thấy từ những trích dẫn trên, Newton nói về sự cần thiết phải loại bỏ những điểm không chính xác có thể xảy ra trong hoạt động thống nhất của bất kỳ đồng hồ nào. Đối với ông, thời gian tuyệt đối và thời gian toán học là đồng nghĩa!

Newton không đề cập đến vấn đề tốc độ thời gian có thể khác nhau trong các không gian tương đối khác nhau (hệ quy chiếu). Tất nhiên, cơ học cổ điển ngụ ý tính đồng nhất như nhau của thời gian trôi qua đối với tất cả các hệ quy chiếu. Tuy nhiên, đặc tính này của thời gian dường như hiển nhiên đến mức Newton, rất chính xác trong các công thức của mình, không thảo luận hay trình bày nó như một trong những định nghĩa hay định luật cơ học của ông. Chính tính chất này của thời gian đã bị thuyết tương đối loại bỏ. Tuyệt đối cùng thời gian theo cách hiểu của Newton vẫn còn hiện diện trong mô hình của vật lý hiện đại.

Bây giờ chúng ta chuyển sang không gian vật lý của Newton. Nếu chúng ta hiểu không gian tuyệt đối có sự tồn tại của một hệ quy chiếu đặc quyền, được chọn lọc nào đó, thì không cần phải nhắc lại rằng nó không tồn tại trong cơ học cổ điển. Mô tả xuất sắc của Galileo về việc không thể xác định được chuyển động tuyệt đối của một con tàu là một ví dụ điển hình cho điều này. Vì vậy, lý thuyết tương đối không thể bỏ qua những gì còn thiếu trong cơ học cổ điển.

Tuy nhiên, câu hỏi của Newton về mối quan hệ giữa không gian tuyệt đối và không gian tương đối vẫn chưa đủ rõ ràng. Một mặt, đối với cả thời gian và không gian, thuật ngữ “tương đối” được sử dụng theo nghĩa “một đại lượng có thể đo lường được” (có thể hiểu được bằng các giác quan của chúng ta) và “tuyệt đối” theo nghĩa “mô hình toán học của nó”:

Không gian tuyệt đối, về bản chất, không phụ thuộc vào bất cứ điều gì bên ngoài, luôn luôn giữ nguyên và bất động. Tương đối là thước đo của nó hoặc một bộ phận chuyển động giới hạn nào đó, được xác định bởi các giác quan của chúng ta bởi vị trí của nó so với các vật thể nhất định và trong cuộc sống hàng ngày được chấp nhận là không gian bất động.

Mặt khác, văn bản chứa đựng các cuộc thảo luận về một thủy thủ trên một con tàu, cũng có thể được hiểu là mô tả về hệ quy chiếu đã chọn:

Nếu Trái đất tự chuyển động thì chuyển động tuyệt đối thực sự của vật thể có thể được tìm thấy từ chuyển động thực sự của Trái đất trong không gian đứng yên và từ chuyển động tương đối của con tàu so với Trái đất và vật thể trong con tàu.

Do đó, khái niệm chuyển động tuyệt đối được đưa ra, mâu thuẫn với nguyên lý tương đối của Galileo. Tuy nhiên, không gian và chuyển động tuyệt đối được đưa ra nhằm ngay lập tức gây nghi ngờ về sự tồn tại của chúng:

Tuy nhiên, hoàn toàn không thể nhìn thấy hoặc phân biệt được với sự trợ giúp của các giác quan các phần riêng lẻ của không gian này với nhau, và thay vào đó chúng ta phải chuyển sang các chiều mà các giác quan có thể tiếp cận được. Dựa trên vị trí và khoảng cách của các vật thể với bất kỳ vật thể nào được coi là bất động, chúng ta xác định địa điểm nói chung. Cũng không thể xác định được sự bình yên thực sự (thân thể) của họ bằng vị trí tương đối của họ với nhau.

Có lẽ nhu cầu xem xét không gian tuyệt đối và chuyển động tuyệt đối trong đó gắn liền với việc phân tích mối quan hệ giữa hệ quy chiếu quán tính và không quán tính. Thảo luận về một thí nghiệm với một thùng quay chứa đầy nước, Newton chỉ ra rằng chuyển động quay là tuyệt đối theo nghĩa là nó có thể được xác định, trong khuôn khổ hệ thống xô-nước, bằng hình dạng của bề mặt lõm của nước. Về mặt này, quan điểm của ông cũng trùng khớp với quan điểm hiện đại. Sự hiểu lầm thể hiện trong các cụm từ được đưa ra ở đầu phần này nảy sinh do sự khác biệt đáng chú ý trong ngữ nghĩa của việc sử dụng thuật ngữ “tuyệt đối” và “tương đối” của Newton và các nhà vật lý hiện đại. Bây giờ, khi chúng ta nói về bản chất tuyệt đối, chúng ta muốn nói rằng nó được mô tả theo cùng một cách đối với những người quan sát khác nhau. Những thứ tương đối có thể trông khác nhau đối với những người quan sát khác nhau. Thay vì “không gian và thời gian tuyệt đối”, ngày nay chúng ta nói “mô hình toán học về không gian và thời gian”.

Vì vậy, những người giải thích những từ này trong đó thực sự vi phạm ý nghĩa của Kinh thánh.

Cấu trúc toán học của cả cơ học cổ điển và lý thuyết tương đối đều được biết đến rộng rãi. Các tính chất mà những lý thuyết này truyền đạt cho không gian và thời gian đều tuân theo cấu trúc này một cách rõ ràng. Những cuộc thảo luận mơ hồ (triết học) về “tính tuyệt đối” đã lỗi thời và “thuyết tương đối” mang tính cách mạng khó có thể đưa chúng ta đến gần hơn việc giải quyết Bí ẩn chính.

Người Pháp ngồi cạnh ông, Giáo sư Vavier, tiếp tục suy nghĩ này:

Hơn nữa: khi trở về Trái đất, chúng ta sẽ nhìn thấy thời gian rất thực tế. Thời gian mà chúng ta hiện đang chạy với tốc độ ánh sáng. Đứa con trai hai tuổi của tôi đã là một người đàn ông ba mươi hai tuổi rồi. Biết đâu một tuần nữa tôi sẽ lên chức ông nội.

John nhìn đồng hồ với vẻ hoài nghi. Họ chiếu 15:11 vào ngày 23 tháng 7 năm 1981. Ngày thứ ba của chuyến bay, dự kiến ​​kéo dài một tháng đối với các phi hành gia và trọn ba mươi năm đối với những người còn lại trên trái đất và quan trọng nhất là đối với chú Harvey, người đang sống những ngày của mình!

Okada người Nhật, Trưởng bộ phận biên niên sử, nhận thấy vẻ mặt hoài nghi của John và mỉm cười:

Tôi thấy bạn không thể hiểu được những điều này với thời gian và không gian...

“Tôi từng đọc câu chuyện “Máy gia tốc mới nhất” của Wells, “nơi mà thời gian cũng đang “co lại”, giống như của chúng ta.

Giáo sư Ivanov nói thêm: “Và bằng cách nào đó tôi tình cờ đọc được “Lost Horizon” của James Hilton, “một câu chuyện về một thung lũng nào đó ở Tây Tạng, nơi thời gian trôi chậm hơn. Tuy nhiên, tại sao phải vào rừng rậm như vậy để tìm kiếm “kính lúp thời gian”? Chỉ cần xem một bộ phim chuyển động chậm là đủ (như người ta thường nói, điều này hoàn toàn sai, mọi thứ hoàn toàn ngược lại - đây là một bộ phim tăng tốc!) Để xem, chẳng hạn như một chiếc ly, nhảy múa trong không trung, rơi như thế nào trên bàn trong vài phút hoặc một bông hoa (đó chỉ là một bộ phim quay chậm) sẽ tan biến sau vài giây...

Nhưng người tiên phong trong lĩnh vực này có lẽ là Andersen - người Đan Mạch Jansen sẽ không phải là người Đan Mạch nếu anh ta không nói điều này. - Tất nhiên, bạn còn nhớ câu chuyện cổ tích trong đó nàng công chúa ngay trước đám cưới đã lên thiên đường một cách kỳ diệu, chỉ ở đó ba tháng rồi quay trở lại với người yêu của mình. Và trong thời gian này, có thể nói, “ở giữa”, hàng trăm năm đã trôi qua trên Trái đất và người du hành thời gian tội nghiệp chỉ tìm thấy ở thủ đô của cô ấy một tượng đài rất cổ xưa về một công chúa nào đó, người bất ngờ biến mất ngay trước đám cưới...

Các phi hành gia im lặng, John nghĩ: “Điều gì sẽ xảy ra nếu chuyến thám hiểm của chúng tôi bị trì hoãn một chút và chúng tôi quay trở lại không phải vào năm 2011 mà là vào năm 2100? Liệu quyền thừa kế có hết hạn không?” Để không nghĩ đến khả năng xảy ra hoàn cảnh đáng buồn như vậy, anh lại nói:

Bạn có thể buộc tội tôi là thiếu hiểu biết, nhưng tôi không thể hiểu được tất cả những thời điểm khác nhau này. Đối với tôi, thời gian luôn là thời gian. Một lần.

Thực sự chỉ có một thôi sao? - Giáo sư Okada nghi ngờ lưu ý. - Bản thân bạn cũng không tin vào điều đó. Đã bao nhiêu lần bạn nói và nghe những cụm từ sau: “Gần đây thật là thời gian!”, “Thời điểm khó khăn”, v.v. Hãy nghe: “thời gian”, không phải “thời gian”! Số nhiều!

Đó chỉ là những gì họ nói...

Nhưng nó là như vậy. Tại sao chỉ có một lần? Thời gian là hình thức tồn tại của vật chất, là nhịp điệu của sự tồn tại này. Sự tồn tại có thể khác nhau, do đó, nhịp điệu cũng vậy. Ngay cả đàn organ thùng cũng có thể thay đổi nhịp điệu tùy thuộc vào tốc độ chúng ta xoay tay cầm. Ngay cả với một nhạc sĩ mô phạm nhất, người liên tục đánh cùng một phím với những khoảng thời gian bằng nhau, ngay cả với anh ta, chúng ta cũng sẽ nhận thấy sự thay đổi trong nhịp điệu, bởi vì không thể duy trì tần số và lực đánh hoàn toàn giống nhau. Vậy thì có thể nói gì về siêu dàn nhạc giao hưởng đó là thế giới! Hoàn toàn rõ ràng rằng đối với một Methuselah chẳng hạn như uranium với chu kỳ bán rã dài, một nghìn năm đối với chúng ta chỉ như một khoảnh khắc! Và một lần nữa, khoảnh khắc của con người chúng ta, kéo dài nửa giây, có vẻ giống như một khoảng thời gian lớn về mặt thiên văn đối với một số người phản Methuselah, chẳng hạn như pi-meson, mà, như Tiến sĩ Glasser đã tính toán vào năm 1961, “sống” cho gần hai phần mười triệu của một phần tỷ giây!

“Bây giờ tôi đã hiểu được điều gì đó,” John cảm thấy có lỗi nói thêm, nhưng Giáo sư Okada sốt ruột xua tay:

Người nói “bây giờ tôi đã hiểu” vẫn hiểu rất ít về thời gian! “Bây giờ” đối với một người không hề là sự hiện đại khách quan, mà là… quá khứ! Ví dụ, khi bạn nhìn Mặt trời từ Trái đất, bạn không nhìn thấy nó như “bây giờ” theo hiểu biết của bạn mà chỉ cảm nhận được những gì võng mạc của mắt bạn đã ghi lại vào lúc đó, tức là một bức ảnh của Mặt trời. Mặt trời như cách đây tám năm. Đây chính xác là khoảng thời gian ánh sáng truyền từ Mặt trời đến mắt người. Bạn thậm chí không nhìn thấy biểu hiện trên khuôn mặt của tôi “bây giờ”, nhưng bạn sẽ chỉ nhìn thấy nó trong tương lai, mặc dù rất gần, cụ thể là trong… một phần ba trăm triệu giây, vì “bây giờ” tôi đang ở cách bạn một mét.

Và tất cả những điều này là do Einstein,” Giáo sư Ivanov vui vẻ thở dài. - Cho đến đầu thế kỷ của chúng ta, mọi thứ đều đơn giản theo thời gian. Newton, giống như nhiều người trước và sau ông, đã lập luận; "Thời gian tuyệt đối chuyển động đồng đều và độc lập với mọi vật thể."

Giáo sư Vavier lưu ý, ngay cả khi tôi không biết về lý thuyết của Einstein, “tôi vẫn có thể tự mình đoán ra rằng có điều gì đó không ổn với sự đồng nhất và thống nhất về thời gian này. Hồi còn đi học, tôi nhận thấy rằng một giờ chơi bóng đá ngắn hơn đáng kể so với một giờ học toán, điều mà tôi thực sự ghét.

Xin Chúa thương xót! - Giáo sư Ivanov vô cùng sợ hãi kêu lên, - vậy nhờ phép màu nào mà ông được giữ chức Nhà toán học đầu tiên? Nếu bạn làm sai các tính toán của mình và “đá” tên lửa của chúng ta như một quả bóng đá theo một hướng hơi khác, thì trận đấu của chúng ta với thời gian và không gian có thể kết thúc rất tồi tệ! Liệu chúng ta có thể...

Anh ta chưa nói xong, vẫn nhớ rằng đạo đức vũ trụ coi những trò đùa về cái chết trong không gian là dấu hiệu của thói xấu, giống như những trò đùa về mẹ chồng.

Những câu hỏi về không gian và thời gian luôn được xã hội loài người quan tâm. Một trong những khái niệm của những khái niệm này đến từ các nhà nguyên tử cổ đại - Democritus, Epicurus và những người khác. Họ đã đưa khái niệm về không gian trống rỗng vào lưu thông khoa học và coi nó là đồng nhất và vô hạn.

Trong quá trình tạo ra bức tranh tổng quát về vũ trụ, tất nhiên Isaac Newton (1642-1726) cũng không thể bỏ qua vấn đề khái niệm không gian và thời gian.

Theo Newton, thế giới bao gồm vật chất, không gian và thời gian. Ba loại này độc lập với nhau. Vật chất nằm trong không gian vô tận. Sự chuyển động của vật chất xảy ra trong không gian và thời gian. Newton chia không gian thành tuyệt đối và tương đối. Không gian tuyệt đối là bất động, vô tận. Cái tương đối là một phần của cái tuyệt đối. Ông cũng phân loại thời gian. Bằng thời gian dưới tuyệt đối, chân thực (toán học), ông hiểu thời gian trôi luôn và khắp mọi nơi một cách đều đặn, và thời gian tương đối, theo Newton, là thước đo khoảng thời gian tồn tại trong đời thực: giây, phút, giờ, ngày, tháng, năm. Đối với Newton, thời gian tuyệt đối tồn tại và tồn tại một cách đồng nhất, bất chấp mọi sự kiện. Không gian tuyệt đối và thời gian tuyệt đối đại diện cho vật chứa đựng mọi vật thể và không gian vật chất và không phụ thuộc vào những vật thể này, vào các quá trình này, hoặc vào nhau.

Newton định nghĩa khối lượng là lượng vật chất và đưa ra khái niệm “lực thụ động” (lực quán tính) và “lực chủ động” tạo ra sự chuyển động của các vật thể.

Sau khi nghiên cứu và xác định các dạng chuyển động, Newton đã xây dựng các định luật của nó theo cách này:

luật thứ nhất. Bất kỳ vật nào cũng tiếp tục trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều vì nó không bị các lực tác dụng buộc phải thay đổi trạng thái này.

luật thứ 2. Sự thay đổi chuyển động phải tỷ lệ với lực truyền động tác dụng và xảy ra theo hướng của đường thẳng mà lực này tác dụng.

luật thứ 3. Một hành động luôn gặp phải sự đối lập ngang nhau, hoặc ảnh hưởng của hai vật thể lên nhau là ngang nhau và hướng theo hai hướng ngược nhau.

Ngày nay, các định luật nổi tiếng được xây dựng dưới dạng thuận tiện hơn:

> 1. Mọi vật thể đều duy trì trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều cho đến khi tác động của vật thể khác buộc nó phải thay đổi trạng thái này. Mong muốn của một vật thể duy trì trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều được gọi là quán tính. Vì vậy, định luật thứ nhất còn được gọi là định luật quán tính.

> 2. Gia tốc mà cơ thể thu được tỷ lệ thuận với lực tác dụng lên cơ thể và tỷ lệ nghịch với khối lượng của cơ thể.

> 3. Các lực mà các vật tương tác tác dụng lên nhau có độ lớn bằng nhau và ngược chiều nhau.

Định luật thứ hai của Newton được chúng ta gọi là

F= m×a, hoặc Một= F/m

trong đó gia tốc a mà vật nhận được dưới tác dụng của lực F tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật m. Kích cỡ tôiđược gọi là khối lượng quán tính của cơ thể, nó đặc trưng cho khả năng của cơ thể chống lại lực tác dụng ("hoạt động"), nghĩa là duy trì trạng thái nghỉ. Định luật II Newton chỉ đúng trong hệ quy chiếu quán tính.

Định luật thứ nhất có thể rút ra từ định luật thứ hai, vì khi không có tác dụng của các lực khác lên vật thì gia tốc cũng bằng không. Tuy nhiên, định luật thứ nhất được coi là một định luật độc lập vì nó phát biểu sự tồn tại của hệ quy chiếu quán tính.

>Hệ quy chiếu quán tính- đây là những hệ thống trong đó định luật quán tính có hiệu lực: một điểm vật chất, khi không có lực tác dụng lên nó (hoặc các lực cân bằng lẫn nhau tác dụng lên nó), sẽ ở trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.

Về mặt lý thuyết, có thể có bất kỳ số lượng hệ quy chiếu quán tính bằng nhau nào, và trong tất cả các hệ quy chiếu như vậy, các định luật vật lý đều giống nhau. Điều này được nêu trong nguyên lý tương đối của Galileo (1636).

Bằng chứng khoa học về sự tồn tại của lực hấp dẫn phổ quát và biểu thức toán học của định luật mô tả nó chỉ có thể thực hiện được trên cơ sở các định luật cơ học do I. Newton phát hiện ra. Định luật vạn vật hấp dẫn được Newton xây dựng trong tác phẩm “Các nguyên lý toán học của triết học tự nhiên” (1687).

Newton đã xây dựng định luật vạn vật hấp dẫn trong các luận điểm sau: “Trọng lực tồn tại đối với mọi vật thể nói chung và tỷ lệ thuận với khối lượng của từng vật thể đó”, “trọng lực đối với các hạt riêng lẻ bằng nhau của các vật thể tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách của chúng”. nơi cho các hạt.” Luật này được gọi là:

trong đó m 1, w 2 là khối lượng của hai hạt, r- khoảng cách giữa chúng, G- hằng số hấp dẫn (trong hệ SI G= 6,672 · 10 -11 m 2 /kg 2). Ý nghĩa vật lý của hằng số hấp dẫn là nó đặc trưng cho lực hấp dẫn giữa hai vật nặng 1 kg ở khoảng cách 1 m.

Sau khi khám phá ra định luật vạn vật hấp dẫn, Newton đã có thể trả lời câu hỏi tại sao Mặt trăng lại quay quanh Trái đất và tại sao các hành tinh lại chuyển động quanh Mặt trời. Trong mỗi trường hợp riêng biệt, ông có thể tính được lực hấp dẫn. Nhưng sự tương tác giữa các khối lượng hút nhau được truyền đi như thế nào, bản chất của lực này là gì thì Newton không thể giải thích được.

Trong các công trình của Newton, lực hấp dẫn là một lực tác dụng trên những khoảng cách lớn và dường như không có bất kỳ trung gian vật chất nào.

Điều này dẫn đến khái niệm "hành động tầm xa". Newton không thể giải thích được bản chất của “tác dụng ở khoảng cách xa”. Ông đã nghĩ về một loại “tác nhân” vật chất nào đó giúp thực hiện tương tác hấp dẫn, nhưng ông đã thất bại trong việc giải quyết vấn đề này. Dựa trên định luật vạn vật hấp dẫn của Newton, cơ học thiên thể cho phép khả năng cơ bản truyền tín hiệu tức thời, điều này mâu thuẫn với vật lý hiện đại (thuyết tương đối rộng). Vì vậy, việc hiểu theo nghĩa đen về định luật hấp dẫn của Newton là không thể chấp nhận được theo quan điểm hiện đại.

Mô hình cơ học Newton trong khoa học tự nhiên đã thống trị trong hơn 200 năm, mặc dù nó bị chỉ trích ở một số điểm, bao gồm cả sự hiểu biết về không gian và thời gian (Leibniz, Hegel, Berkeley, v.v.). Vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20. Về cơ bản những ý tưởng khoa học mới về thiên nhiên xung quanh đã nảy sinh. Các mô hình mới xuất hiện: đầu tiên là thuyết tương đối và sau đó là lượng tử (xem trước). Khái niệm trường như một môi trường vật chất kết nối các hạt vật chất và tất cả các vật thể vật chất của thế giới vật chất đã hoàn toàn đi vào bức tranh vật chất của thế giới. Trong vật lý hiện đại, người ta biết bốn loại tương tác của các vật thể vật chất: điện từ, hấp dẫn, mạnh và yếu (xem ở trên). Họ chịu trách nhiệm cho tất cả các quá trình tương tác.

3.2. định luật bảo toàn

Chúng ta hãy xem xét các định luật bảo toàn tổng quát nhất mà toàn bộ thế giới vật chất phải tuân theo và đưa một số khái niệm cơ bản vào vật lý: năng lượng, động lượng (động lượng), mô men động lượng, điện tích.

Định luật bảo toàn động lượng

Như đã biết, lượng chuyển động hay xung lực là tích của tốc độ và khối lượng của một vật chuyển động: p = mvĐại lượng vật lý này cho phép bạn tìm ra sự thay đổi trong chuyển động của vật thể trong một khoảng thời gian nhất định. Để giải quyết vấn đề này, người ta sẽ phải áp dụng định luật thứ hai của Newton vô số lần, ở mọi thời điểm trung gian. Định luật bảo toàn động lượng (động lượng) có thể thu được bằng định luật thứ hai và thứ ba của Newton. Nếu chúng ta xem xét hai (hoặc nhiều) điểm vật chất (vật thể) tương tác với nhau và tạo thành một hệ cô lập với tác dụng của ngoại lực, thì trong quá trình chuyển động, xung lực của từng điểm (vật thể) có thể thay đổi, nhưng tổng xung lực của hệ thống phải không thay đổi:

tôi 1 v + tôi 1 v 2 = hằng số

Các cơ thể tương tác trao đổi xung trong khi duy trì tổng xung.

Trong trường hợp tổng quát, chúng tôi nhận được:

trong đó P Σ là tổng xung của hệ thống, tôi Tôi v Tôi- xung lực của các bộ phận tương tác riêng lẻ của hệ thống. Ta phát biểu định luật bảo toàn động lượng:

> Nếu tổng các ngoại lực bằng 0 thì động lượng của hệ các vật không đổi trong bất kỳ quá trình nào xảy ra trong nó.

Có thể xem xét một ví dụ về hoạt động của định luật bảo toàn động lượng trong quá trình tương tác của một con thuyền với một người đang chúi mũi vào bờ và người trên thuyền nhanh chóng đi từ đuôi thuyền đến mũi tàu tại một điểm tốc độ v 1 . Trong trường hợp này, thuyền sẽ di chuyển ra xa bờ với tốc độ v 2 :

Một ví dụ tương tự có thể được đưa ra với một viên đạn phát nổ trong không khí thành nhiều phần. Tổng vectơ xung của tất cả các mảnh vỡ bằng xung của viên đạn trước khi nổ.

Định luật bảo toàn động lượng góc

Chuyển động quay của vật rắn được đặc trưng một cách thuận tiện bởi một đại lượng vật lý gọi là xung lượng góc.

Khi một vật rắn quay quanh một trục cố định thì mỗi phần tử của vật đó chuyển động theo một đường tròn có bán kính tôiở một số tốc độ tuyến tính v Tôi. Tốc độ v Tôi và động lượng p = m Tôi v tôi vuông góc với bán kính r i. Sản phẩm của xung lực p = m Tôi v Tôi mỗi bán kính r Tôiđược gọi là động lượng góc của hạt:

L Tôi= tôi Tôi v Tôi r Tôi= P Tôi r Tôi·

Xung lượng góc toàn thân:

Nếu chúng ta thay vận tốc tuyến tính bằng vận tốc góc (v i = ωr i), thì

trong đó J = mr 2 là mô men quán tính.

Động lượng góc của một hệ kín không thay đổi theo thời gian, tức là L= const và Jω = const.

Trong trường hợp này, xung lượng góc của từng hạt riêng lẻ của một vật thể quay có thể thay đổi theo ý muốn, nhưng xung lượng góc tổng cộng (tổng xung lượng góc của từng phần riêng lẻ của vật thể) không đổi. Định luật bảo toàn xung lượng góc có thể được chứng minh bằng cách quan sát một vận động viên trượt băng đang quay trên giày trượt với hai cánh tay dang rộng sang hai bên và hai cánh tay giơ lên ​​trên đầu. Vì Jω = const nên trong trường hợp thứ hai mô men quán tính J giảm, có nghĩa là vận tốc góc u phải tăng, vì Jω = const.

Định luật bảo toàn năng lượng

Năng lượng là thước đo phổ quát của các hình thức chuyển động và tương tác khác nhau. Năng lượng mà cơ thể này cung cấp cho cơ thể khác luôn bằng năng lượng mà cơ thể kia nhận được. Để định lượng quá trình trao đổi năng lượng giữa các vật thể tương tác, cơ học đưa ra khái niệm công của các lực gây ra chuyển động.

Động năng của một hệ cơ học là năng lượng chuyển động cơ học của hệ đó. Lực gây ra chuyển động của một vật thực sự sinh công và năng lượng của vật chuyển động tăng lên theo lượng công tiêu tốn. Như đã biết, một khối lượng cơ thể tôi, di chuyển với tốc độ v, có động năng E= mv 2 /2.

Năng lượng tiềm năng là năng lượng cơ học của một hệ vật thể tương tác thông qua các trường lực, ví dụ như thông qua lực hấp dẫn. Công do các lực này thực hiện khi di chuyển một vật từ vị trí này sang vị trí khác không phụ thuộc vào quỹ đạo chuyển động mà chỉ phụ thuộc vào vị trí ban đầu và vị trí cuối cùng của vật trong trường lực.

Những trường lực như vậy được gọi là thế năng và các lực tác dụng lên chúng được gọi là thận trọng. Lực hấp dẫn là lực bảo toàn và thế năng của một vật có khối lượng tôi, nâng lên một tầm cao h phía trên bề mặt Trái đất bằng

Mồ hôi E = mgh,

Ở đâu g- Gia tốc rơi tự do.

Tổng cơ năng bằng tổng động năng và thế năng:

E= E kin + E mồ hôi

Định luật bảo toàn cơ năng(1686, Leibniz) phát biểu rằng trong một hệ các vật chỉ có các lực bảo toàn tác dụng thì cơ năng tổng cộng không thay đổi theo thời gian. Trong trường hợp này, sự biến đổi động năng thành thế năng và ngược lại có thể xảy ra với số lượng tương đương.

Có một loại hệ thống khác trong đó năng lượng cơ học có thể được giảm bớt bằng cách chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác. Ví dụ, khi một hệ chuyển động có ma sát, một phần năng lượng cơ học bị giảm đi do ma sát. Những hệ thống như vậy được gọi là tiêu tan, nghĩa là các hệ thống tiêu tán năng lượng cơ học. Trong những hệ thống như vậy, định luật bảo toàn cơ năng toàn phần không có giá trị. Tuy nhiên, khi cơ năng giảm đi thì luôn xuất hiện một lượng năng lượng thuộc loại khác tương đương với sự giảm đi này. Như vậy, năng lượng không bao giờ biến mất hay xuất hiện trở lại mà chỉ chuyển từ loại này sang loại khác.Ở đây đặc tính không thể phá hủy của vật chất và sự chuyển động của nó được thể hiện.

Định luật bảo toàn điện tích

Điện tích là nguồn của trường điện từ. Toàn bộ tập hợp các hiện tượng điện là biểu hiện của sự tồn tại chuyển động và tương tác của các điện tích.

Vào cuối thế kỷ 19. Nhà vật lý người Anh Thomson đã phát hiện ra electron - chất mang điện tích cơ bản âm (-1,6 · 10 -19 C) vào đầu thế kỷ 20. Rutherford đã phát hiện ra proton, hạt có cùng điện tích dương cơ bản. Vì mỗi hạt được đặc trưng bởi một điện tích vốn có nhất định, nên định luật bảo toàn điện tích có thể được coi là hệ quả của sự bảo toàn số lượng hạt, nếu sự chuyển hóa lẫn nhau của các hạt không xảy ra.

Khi vật thể bị nhiễm điện, số lượng hạt tích điện không thay đổi mà chỉ xảy ra sự phân bố lại của chúng trong không gian. Nói chung, định luật bảo toàn điện tích có thể được phát biểu như sau:

> trong một hệ kín, tổng đại số các điện tích của hệ không đổi theo thời gian, bất kể quá trình nào xảy ra trong hệ kín này.

Khái niệm này đã tồn tại trong vật lý từ lâu và vào năm 1843 M. Faraday đã xác nhận bằng thực nghiệm định luật này. Giống như các định luật bảo toàn khác, định luật bảo toàn điện tích có giá trị ở mọi cấp độ cấu trúc của thế giới vật chất.

Định luật bảo toàn điện tích, cùng với định luật bảo toàn năng lượng, đặc trưng cho tính ổn định của electron. Nó không thể tự nhiên biến thành hạt nặng hơn hay hạt nhẹ hơn.

Trong trường hợp đầu tiên, điều này không được phép theo định luật bảo toàn năng lượng, và trong trường hợp thứ hai, định luật bảo toàn điện tích.

3.3. Nguyên lý vật lý hiện đại

Nguyên lý đối xứng

Tính đối xứng được hiểu là sự đồng nhất, tỷ lệ, hài hòa của một số vật thể vật chất. Bất đối xứng là khái niệm ngược lại. Bất kỳ vật thể vật lý nào cũng chứa các yếu tố đối xứng và bất đối xứng. Hãy xem xét sự đối xứng trong vật lý, hóa học và sinh học.

Trong vật lý, tính đối xứng được định nghĩa như sau: nếu các định luật vật lý không thay đổi dưới những phép biến đổi nhất định mà một hệ (vật lý) có thể phải chịu, thì các định luật này được coi là có tính đối xứng (hoặc bất biến) đối với các phép biến đổi này.

Sự đối xứng được chia thành không gian thời gian Và nội bộ, cái sau chỉ liên quan đến thế giới vi mô.

Trong số những cái không gian-thời gian, chúng ta sẽ xem xét những cái chính.

1. Chuyển đổi thời gian. Việc thay đổi nguồn gốc không làm thay đổi các định luật vật lý. Thời gian là đồng nhất trong toàn bộ không gian.

2. Sự dịch chuyển của hệ quy chiếu tọa độ không gian. Hoạt động này không làm thay đổi các định luật vật lý. Tất cả các điểm trong không gian đều có quyền bình đẳng và không gian là đồng nhất.

3. Xoay hệ quy chiếu tọa độ không gian cũng giữ cho các định luật vật lý không thay đổi - nghĩa là không gian có tính đẳng hướng.

4. Cổ điển Nguyên lý tương đối của Galileo thiết lập sự đối xứng giữa chuyển động đứng yên và chuyển động thẳng đều.

5. Sự đảo ngược dấu hiệu của thời đại không làm thay đổi các định luật cơ bản trong vũ trụ vĩ mô, tức là các quá trình của vũ trụ vĩ mô cũng có thể được mô tả bằng cách đảo ngược dấu thời gian. Ở cấp độ vĩ mô, người ta quan sát thấy tính không thể đảo ngược của các quá trình, vì chúng gắn liền với trạng thái không cân bằng của Vũ trụ.

Trong hóa học, sự đối xứng được thể hiện ở cấu hình hình học của các phân tử. Điều này xác định cả tính chất hóa học và vật lý của các phân tử. Hầu hết các phân tử đơn giản đều có trục đối xứng, mặt phẳng đối xứng. Ví dụ, phân tử amoniac NH 3 là hình chóp tam giác đều, phân tử metan CH 4 là hình tứ diện đều. Các khái niệm về tính đối xứng rất hữu ích trong phân tích lý thuyết về cấu trúc của các hợp chất phức tạp, tính chất và hành vi của chúng.

Trong sinh học, sự đối xứng đã được các chuyên gia nghiên cứu từ lâu. Mối quan tâm lớn nhất là tính đối xứng cấu trúc của các vật thể sinh học. Nó biểu hiện dưới hình thức lặp lại thường xuyên này hay cách khác. Ở các giai đoạn phát triển thấp hơn của tự nhiên sống, người ta tìm thấy đại diện của tất cả các loại đối xứng điểm (khối đa diện đều, quả bóng). Ở các giai đoạn tiến hóa cao hơn, thực vật và động vật được tìm thấy chủ yếu với sự đối xứng trục và đối xứng quang học. Các vật thể sinh học có đối xứng trục được đặc trưng bởi trục đối xứng (sứa, hoa phlox) và với các vật thể quang hóa - trục đối xứng và các mặt phẳng giao nhau trên trục này (ví dụ: một con bướm có đối xứng hai bên).

Tính đối xứng của tinh thể được biết đến rộng rãi. Đặc tính này của tinh thể dường như kết hợp với nhau ở nhiều vị trí khác nhau thông qua chuyển động quay, phản xạ và chuyển dịch song song. Tính đối xứng của hình dạng bên ngoài của tinh thể được xác định bởi tính đối xứng của cấu trúc nguyên tử của chúng.

Tất cả điều này là do tính đối xứng của các tính chất vật lý của tinh thể.

Định luật đối xứng và bảo toàn

Năm 1918, nhà toán học người Đức Emmy Noether đã chứng minh một định lý cơ bản thiết lập mối liên hệ giữa tính chất đối xứng và định luật bảo toàn. Bản chất của định lý là những phép biến đổi liên tục trong không-thời gian, khiến cho tác dụng bất biến, đó là: sự dịch chuyển thời gian, sự dịch chuyển không gian, phép quay không gian ba chiều, phép quay bốn chiều trong không-thời gian. Theo định lý Noether, định luật bảo toàn năng lượng suy ra từ tính bất biến đối với sự dịch chuyển thời gian; từ tính bất biến đối với sự dịch chuyển không gian - định luật bảo toàn động lượng; từ tính bất biến đối với chuyển động quay trong không gian - định luật bảo toàn động lượng góc; bất biến dưới phép biến đổi Lorentz (quay bốn chiều trong không-thời gian) - một định luật tổng quát về chuyển động của khối tâm: khối tâm của một hệ tương đối tính chuyển động đều và thẳng. Định lý Noether không chỉ áp dụng cho các đối xứng không-thời gian mà còn cho các đối xứng nội tại. Ví dụ, trong mọi quá trình biến đổi của các hạt cơ bản, tổng điện tích của các hạt không đổi.

Định luật bảo toàn điện tích trong các hệ vĩ mô đã được xác nhận bằng thực nghiệm từ rất lâu trước Noether, vào năm 1843 bởi M. Faraday. Không có lời giải thích khoa học chặt chẽ nào về lý do tuân thủ định luật bảo toàn điện tích.

Nguyên tắc bổ sung

Nguyên lý bổ sung là nền tảng trong vật lý hiện đại. Khái niệm bổ sung được N. Bohr đưa vào khoa học vào năm 1928. Đây là thời điểm hình thành cơ học lượng tử. Thật khó để đánh giá quá cao tầm quan trọng của nguyên tắc bổ sung đối với sự phát triển ý tưởng của chúng ta về thế giới và kiến ​​thức về các mô hình khác nhau. Chúng tôi hầu như luôn hoạt động theo nguyên tắc bổ sung. Vì vậy, để mô tả đặc trưng của nhiều quá trình vật lý, hai đại lượng được sử dụng đồng thời. Ví dụ: khi đánh giá chuyển động của một điểm vật chất - tọa độ của điểm và tốc độ của nó. Một giá trị dường như bổ sung cho giá trị khác. Đây là điển hình cho hầu hết mọi vật thể chuyển động. Đây là cách nguyên tắc bổ sung hoạt động trong thực tế.

Nguyên tắc bổ sung xuất hiện đặc biệt rõ ràng trong thế giới vi mô. Tất cả các vi hạt đều có bản chất sóng hạt nhị nguyên. Các phương pháp thiết bị giúp phát hiện tính hai mặt này của các vi hạt, đầu tiên là ở photon, sau đó là ở electron và các vi hạt khác. Bất kỳ thiết bị phát hiện vi hạt nào đều ghi nhận chúng dưới dạng một vật thể hoàn chỉnh, được định vị trong một vùng không gian rất nhỏ. Mặt khác, người ta có thể quan sát nhiễu xạ và giao thoa của các vi hạt này trên mạng tinh thể hoặc các chướng ngại vật được tạo ra nhân tạo trong quá trình chuyển động của chúng, tức là các vi hạt có tính chất sóng rõ rệt.

Tuy nhiên, khi đánh giá các hiện tượng của thế giới xung quanh, chúng ta bị giam cầm trong những khái niệm vĩ mô của mình. Do đó, người quan sát, khi đánh giá các vi xử lý, chắc chắn phải chấp nhận các vi hạt là vật thể cục bộ (hạt hoặc tiểu thể), đồng thời “suy đoán” tính chất sóng của chúng. Người quan sát phải áp dụng hai khái niệm bổ sung cho nhau. Chỉ khi kết hợp với hai bộ khái niệm này thì thông tin về vi xử lý mới đáng tin cậy.

Do đó, một đặc điểm chỉ có thể phản ánh một phần sự thật và bằng cách thu thập các đặc điểm trái ngược nhau của một đối tượng, bạn có thể có được bức tranh hoàn chỉnh về đối tượng này. Ở dạng tổng quát, nguyên tắc bổ sung có thể được phát biểu như sau:

> Trong lĩnh vực hiện tượng lượng tử, các tính chất vật lý tổng quát nhất của bất kỳ hệ thống nào đều phải được biểu diễn dưới dạng các cặp biến độc lập bổ sung, mỗi biến chỉ có thể được xác định rõ hơn bằng cách giảm mức độ chắc chắn của biến kia một cách tương ứng.

Nguyên lý bất định Heisenberg

Nguyên lý bất định là một quy luật cơ bản của thế giới vi mô. Nó có thể được coi là một biểu hiện cụ thể của nguyên tắc bổ sung.

Trong cơ học cổ điển, một hạt chuyển động theo một quỹ đạo nhất định và tại bất kỳ thời điểm nào người ta cũng có thể xác định chính xác tọa độ và động lượng của nó. Về vi hạt, ý tưởng này là không chính xác. Một vi hạt không có quỹ đạo được xác định rõ ràng; nó có cả tính chất của hạt và tính chất sóng (lưỡng tính sóng-hạt). Trong trường hợp này, khái niệm “bước sóng tại một điểm nhất định” không có ý nghĩa vật lý và vì động lượng của một vi hạt được biểu thị thông qua bước sóng - P= ĐẾN/ l, thì một vi hạt có động lượng nhất định có tọa độ hoàn toàn không chắc chắn và ngược lại.

W. Heisenberg (1927), khi tính đến bản chất kép của các vi hạt, đã đi đến kết luận rằng không thể mô tả đồng thời đặc tính của một vi hạt với cả tọa độ và động lượng với bất kỳ độ chính xác định trước nào.

Các bất đẳng thức sau đây được gọi là quan hệ bất định Heisenberg:

Δx Δ px ≥ h,Δ y∆p y ≥ giờ,Δ z∆p z ≥ h.

Ở đây Δx, Δy, Δz có nghĩa là các khoảng tọa độ trong đó một vi hạt có thể được định vị (các khoảng này là độ không đảm bảo tọa độ), Δ p x ,Δ p y ,Δ P z có nghĩa là khoảng thời gian của các xung chiếu lên trục tọa độ x, y, z, h- Hằng số Planck. Theo nguyên lý bất định, xung được ghi càng chính xác thì độ không đảm bảo về tọa độ sẽ càng lớn và ngược lại.

Nguyên tắc tương ứng

Khi khoa học phát triển và kiến ​​thức được tích lũy ngày càng sâu sắc, các lý thuyết mới trở nên chính xác hơn. Các lý thuyết mới bao trùm những chân trời rộng lớn hơn bao giờ hết của thế giới vật chất và thâm nhập vào những chiều sâu chưa được khám phá trước đây. Các lý thuyết động được thay thế bằng các lý thuyết tĩnh.

Mỗi lý thuyết cơ bản đều có những giới hạn nhất định về khả năng áp dụng. Vì vậy, sự xuất hiện của một lý thuyết mới không có nghĩa là phủ định hoàn toàn lý thuyết cũ. Như vậy, chuyển động của các vật thể trong vũ trụ vĩ mô với tốc độ thấp hơn đáng kể so với tốc độ ánh sáng sẽ luôn được mô tả bằng cơ học cổ điển Newton. Tuy nhiên, ở những tốc độ tương đương với tốc độ ánh sáng (tốc độ tương đối), cơ học Newton không thể áp dụng được.

Về mặt khách quan, có sự liên tục của các lý thuyết vật lý cơ bản. Đây là nguyên tắc tương ứng, có thể được phát biểu như sau: không lý thuyết mới nào có thể có giá trị trừ khi nó chứa đựng như một trường hợp giới hạn lý thuyết cũ liên quan đến cùng một hiện tượng, vì lý thuyết cũ đã tự chứng minh trong lĩnh vực của nó.

3.4. Khái niệm trạng thái của hệ thống. Định mệnh Laplace

Trong vật lý cổ điển, một hệ thống được hiểu là tập hợp một số bộ phận được kết nối với nhau theo một cách nhất định. Các bộ phận (phần tử) này của hệ thống có thể ảnh hưởng lẫn nhau và người ta cho rằng sự tương tác của chúng luôn có thể được đánh giá từ quan điểm mối quan hệ nhân quả giữa các phần tử tương tác của hệ thống.

Học thuyết triết học về tính khách quan của mối quan hệ tự nhiên và sự phụ thuộc lẫn nhau của các hiện tượng trong thế giới vật chất và tinh thần được gọi là chủ nghĩa quyết định. Khái niệm trung tâm của thuyết tất định là sự tồn tại nhân quả; Nhân quả xảy ra khi một hiện tượng này làm phát sinh một hiện tượng khác (kết quả).

Vật lý cổ điển đứng trên quan điểm của thuyết tất định cứng nhắc, được gọi là Laplaceian; chính Pierre Simon Laplace là người đã tuyên bố nguyên lý nhân quả như một định luật cơ bản của tự nhiên. Laplace tin rằng nếu biết được vị trí của các phần tử (một số vật thể) của một hệ và các lực tác dụng trong nó thì có thể dự đoán một cách hoàn toàn chắc chắn mỗi vật thể của hệ thống này sẽ chuyển động như thế nào bây giờ và trong tương lai. Ông viết: “Chúng ta phải coi trạng thái hiện tại của Vũ trụ là hệ quả của trạng thái trước đó và là nguyên nhân của trạng thái tiếp theo. Một tâm trí tại một thời điểm nhất định biết tất cả các lực đang vận hành trong tự nhiên và vị trí tương đối của tất cả các thực thể cấu thành nó, nếu nó vẫn còn rộng lớn đến mức có thể tính đến tất cả những dữ liệu này, thì sẽ bao hàm các chuyển động theo cùng một công thức. của các vật thể lớn nhất của Vũ trụ và các nguyên tử nhẹ nhất. Không có gì là không chắc chắn đối với anh ấy, và tương lai, cũng như quá khứ, sẽ đứng trước mắt anh ấy.” Theo truyền thống, sinh vật giả định này, có thể (theo Laplace) dự đoán sự phát triển của Vũ trụ, được khoa học gọi là “con quỷ của Laplace”.

Trong thời kỳ cổ điển của sự phát triển của khoa học tự nhiên, ý tưởng đã được khẳng định rằng chỉ có những quy luật động mới mô tả đầy đủ tính nhân quả trong tự nhiên.

Laplace đã cố gắng giải thích toàn bộ thế giới, bao gồm các hiện tượng sinh lý, tâm lý và xã hội theo quan điểm của thuyết quyết định cơ học, mà ông coi là nguyên tắc phương pháp luận để xây dựng bất kỳ ngành khoa học nào. Laplace đã nhìn thấy một ví dụ về dạng kiến ​​thức khoa học trong cơ học thiên thể. Do đó, thuyết tất định Laplace phủ nhận bản chất khách quan của cơ hội, khái niệm xác suất của một sự kiện.

Sự phát triển hơn nữa của khoa học tự nhiên đã dẫn đến những khái niệm mới về nguyên nhân và kết quả. Đối với một số quá trình tự nhiên, rất khó xác định nguyên nhân - ví dụ, sự phân rã phóng xạ xảy ra ngẫu nhiên. Không thể liên hệ một cách rõ ràng thời gian “thoát” của hạt α hoặc hạt β khỏi hạt nhân và giá trị năng lượng của nó. Những quá trình như vậy là ngẫu nhiên một cách khách quan. Đặc biệt có nhiều ví dụ như vậy trong sinh học. Trong khoa học tự nhiên hiện đại, thuyết quyết định hiện đại đưa ra nhiều hình thức kết nối khác nhau, khách quan của các quá trình và hiện tượng, nhiều trong số đó được thể hiện dưới dạng các mối quan hệ không có mối liên hệ nhân quả rõ rệt, nghĩa là không chứa đựng những khoảnh khắc phát sinh một bởi khác. Đó là các kết nối không-thời gian, quan hệ đối xứng và các phụ thuộc chức năng nhất định, quan hệ xác suất, v.v. Tuy nhiên, tất cả các dạng tương tác thực tế của các hiện tượng đều được hình thành trên cơ sở quan hệ nhân quả tích cực phổ quát, ngoài ra không tồn tại một hiện tượng thực tế nào, bao gồm cái gọi là hiện tượng ngẫu nhiên, tổng hợp của chúng là những quy luật tĩnh tại được biểu hiện.

Khoa học tiếp tục phát triển và được làm phong phú thêm với những khái niệm, định luật và nguyên tắc mới, những điều này cho thấy những hạn chế của thuyết tất định Laplacean. Tuy nhiên, vật lý cổ điển, đặc biệt là cơ học cổ điển, vẫn còn ứng dụng riêng cho đến ngày nay. Định luật của nó hoàn toàn có thể áp dụng cho những chuyển động tương đối chậm, tốc độ của nó nhỏ hơn đáng kể so với tốc độ ánh sáng. Tầm quan trọng của vật lý cổ điển trong thời kỳ hiện đại đã được xác định rõ ràng bởi một trong những người sáng tạo ra cơ học lượng tử, Niels Bohr: “Cho dù hiện tượng có vượt xa cách giải thích vật lý cổ điển đến đâu, tất cả dữ liệu thực nghiệm đều phải được mô tả bằng các khái niệm cổ điển. Cơ sở lý luận cho điều này chỉ đơn giản là nêu rõ ý nghĩa chính xác của từ “thử nghiệm”. Với từ "thử nghiệm", chúng ta biểu thị một tình huống mà chúng ta có thể nói với người khác chính xác những gì chúng ta đã làm và chính xác những gì chúng ta đã học được. Do đó, việc bố trí thí nghiệm và kết quả quan sát phải được mô tả rõ ràng bằng ngôn ngữ vật lý cổ điển.”

3.5. Thuyết tương đối đặc biệt (STR)

Giới thiệu trạm dịch vụ

Chúng ta làm quen với thuyết tương đối ở trường trung học. Lý thuyết này giải thích cho chúng ta các hiện tượng của thế giới xung quanh theo cách trái ngược với “lẽ thường”. Đúng như A. Einstein đã từng nhận xét: “Lẽ thường tình là những thành kiến ​​phát triển trước tuổi mười tám”.

Trở lại thế kỷ 18. các nhà khoa học đã cố gắng trả lời các câu hỏi về cách tương tác hấp dẫn được truyền đi và cách ánh sáng (sau này là sóng điện từ) lan truyền. Việc tìm kiếm câu trả lời cho những câu hỏi này là lý do cho sự phát triển của thuyết tương đối.

Vào thế kỷ 19 các nhà vật lý đã bị thuyết phục rằng có cái gọi là ether (ether thế giới, ether phát sáng). Theo quan niệm của các thế kỷ trước, đây là một loại môi trường tràn ngập, tràn ngập. Sự phát triển của vật lý vào nửa sau thế kỷ 19. đòi hỏi các nhà khoa học phải cụ thể hóa ý tưởng của họ về ether càng nhiều càng tốt. Nếu chúng ta giả sử rằng ether giống như một chất khí, thì chỉ có sóng dọc có thể truyền trong nó và sóng điện từ - sóng ngang. Không rõ làm thế nào các thiên thể có thể di chuyển trong ether như vậy. Có những phản đối nghiêm trọng khác đối với việc phát sóng. Đồng thời, nhà vật lý người Scotland James Maxwell (1831-1879) đã tạo ra lý thuyết về trường điện từ, đặc biệt, từ đó suy ra tốc độ lan truyền cuối cùng của trường này trong không gian là 300.000 km/s. Nhà vật lý người Đức Heinrich Hertz (1857-1894) đã chứng minh bằng thực nghiệm sự đồng nhất của ánh sáng, tia nhiệt và “chuyển động sóng” điện từ. Ông xác định rằng lực điện từ tác dụng với tốc độ 300.000 km/s. Hơn nữa, Hertz đã chứng minh rằng “lực điện có thể tách khỏi vật nặng và tiếp tục tồn tại độc lập dưới dạng trạng thái hoặc sự thay đổi trong không gian”. Tuy nhiên, tình huống với ether đã đặt ra nhiều câu hỏi và cần phải có một thí nghiệm trực tiếp để xóa bỏ khái niệm này. Ý tưởng này được đưa ra bởi Maxwell, người đã đề xuất sử dụng Trái đất như một vật thể chuyển động, chuyển động trên quỹ đạo với tốc độ 30 km/s. Trải nghiệm này đòi hỏi độ chính xác đo lường cực kỳ cao. Vấn đề khó khăn nhất này đã được giải quyết vào năm 1881 bởi các nhà vật lý người Mỹ A. Michelson và E. Morley. Theo giả thuyết "ether cố định", người ta có thể quan sát "gió ether" khi Trái đất di chuyển qua "ether" và tốc độ của ánh sáng so với Trái đất sẽ phụ thuộc vào hướng của tia sáng so với hướng. chuyển động của Trái đất trong ether (nghĩa là ánh sáng hướng dọc theo chuyển động của Trái đất và ngược lại). Tốc độ khi có ether phải khác nhau. Nhưng hóa ra họ không thay đổi. Điều này cho thấy không có không khí. Kết quả phủ định này đã xác nhận thuyết tương đối. Thí nghiệm của Michelson và Morley nhằm xác định tốc độ ánh sáng được lặp lại nhiều lần sau đó, vào năm 1885-1887, với kết quả tương tự.

Năm 1904, tại một đại hội khoa học, nhà toán học người Pháp Henri Poincaré (1854-1912) bày tỏ quan điểm rằng trong tự nhiên không thể có tốc độ nào lớn hơn tốc độ ánh sáng. Đồng thời, A. Poincaré đã xây dựng nguyên lý tương đối như một quy luật phổ quát của tự nhiên. Năm 1905, ông viết: “Việc không thể chứng minh bằng thực nghiệm chuyển động tuyệt đối của Trái đất rõ ràng là một quy luật chung của tự nhiên”. Ở đây ông chỉ ra các phép biến đổi Lorentz và mối liên hệ chung giữa tọa độ không gian và thời gian.

Albert Einstein (1879-1955), khi sáng tạo ra thuyết tương đối đặc biệt, vẫn chưa biết về kết quả của Poincaré. Einstein sau này đã viết: “Tôi hoàn toàn không hiểu tại sao tôi lại được tôn vinh là người tạo ra thuyết tương đối. Nếu không có tôi thì Poincaré đã làm được trong một năm, Minkowski đã làm được trong hai năm, dù sao hơn một nửa công việc kinh doanh này thuộc về Lorentz. Công lao của tôi đã bị phóng đại quá mức rồi." Tuy nhiên, về phần mình, Lorentz đã viết vào năm 1912: “Công lao của Einstein nằm ở chỗ ông là người đầu tiên phát biểu nguyên lý tương đối dưới dạng một định luật phổ quát, nghiêm ngặt”.

Hai tiên đề của Einstein trong SRT

Để mô tả các hiện tượng vật lý, Galileo đã đưa ra khái niệm hệ quán tính. Trong hệ thống như vậy, một vật không chịu tác dụng của bất kỳ lực nào sẽ đứng yên hoặc ở trạng thái chuyển động thẳng đều. Các định luật mô tả chuyển động cơ học đều có giá trị như nhau trong các hệ quán tính khác nhau, nghĩa là chúng không thay đổi khi chuyển từ hệ tọa độ này sang hệ tọa độ khác. Ví dụ: nếu một hành khách đang đi bộ trên một toa tàu đang chuyển động theo hướng chuyển động của nó với tốc độ v 1 = 4 km/h và tàu đang chuyển động với vận tốc v 2 = 46 km/h thì vận tốc của hành khách so với đường ray sẽ là vΣ= v 1 +v 2 = 50 km/h, tức là có thêm tốc độ. Theo “lẽ thường tình” thì đây là một sự thật không thể lay chuyển:

v Σ= v 1 +v 2

Tuy nhiên, trong thế giới tốc độ cao, có thể so sánh với tốc độ ánh sáng, công thức quy định để cộng tốc độ đơn giản là không chính xác. Trong tự nhiên, ánh sáng truyền đi với tốc độ Với= 300.000 km/s, bất kể nguồn sáng đang chuyển động theo hướng nào so với người quan sát.

Năm 1905, Albert Einstein, 26 tuổi, đã xuất bản một bài báo “Về điện động lực học của các vật thể chuyển động” trên tạp chí khoa học “Biên niên sử vật lý” của Đức. Trong bài viết này, ông đã xây dựng hai định đề nổi tiếng hình thành nên cơ sở của thuyết tương đối từng phần hoặc đặc biệt (STR), làm thay đổi các ý tưởng cổ điển về không gian và thời gian.

Trong tiên đề đầu tiên, Einstein đã phát triển nguyên lý tương đối cổ điển của Galileo. Ông đã chỉ ra rằng nguyên lý này có tính phổ quát, kể cả đối với điện động lực học (và không chỉ đối với các hệ thống cơ khí). Quan điểm này không rõ ràng, vì cần phải từ bỏ hành động tầm xa theo kiểu Newton.

Nguyên lý tương đối tổng quát của Einstein phát biểu rằng không có thí nghiệm vật lý nào (cơ học và điện từ) trong một hệ quy chiếu nhất định có thể xác định liệu hệ thống này đang chuyển động đều hay đứng yên. Đồng thời, không gian và thời gian có mối liên hệ với nhau, phụ thuộc lẫn nhau (đối với Galileo và Newton, không gian và thời gian độc lập với nhau).

Einstein đề xuất định đề thứ hai của thuyết tương đối đặc biệt sau khi phân tích điện động lực học của Maxwell - đây là nguyên lý về hằng số tốc độ ánh sáng trong chân không, xấp xỉ bằng 300.000 km/s.

Tốc độ ánh sáng là tốc độ nhanh nhất trong Vũ trụ của chúng ta. Không thể có tốc độ nào lớn hơn 300.000 km/s trên thế giới xung quanh chúng ta.

Trong các máy gia tốc hiện đại, các vi hạt được tăng tốc đến tốc độ cực lớn. Ví dụ, một electron tăng tốc tới tốc độ v e = 0,9999999 C, trong đó v e, C lần lượt là tốc độ của electron và ánh sáng. Trong trường hợp này, theo quan điểm của người quan sát, khối lượng của electron tăng 2500 lần:

Ở đây m e0 là khối lượng nghỉ của electron, tôi e- khối lượng electron ở tốc độ v e .

Một electron không thể đạt tới tốc độ ánh sáng. Tuy nhiên, có những vi hạt có tốc độ ánh sáng, chúng được gọi là “luxon”.

Chúng bao gồm photon và neutrino. Chúng thực tế không có khối lượng nghỉ, không thể giảm tốc độ, chúng luôn chuyển động với tốc độ ánh sáng Với. Tất cả các vi hạt khác (tardyon) đều chuyển động với tốc độ nhỏ hơn tốc độ ánh sáng. Các vi hạt có tốc độ chuyển động có thể lớn hơn tốc độ ánh sáng được gọi là tachyon. Không có những hạt như vậy trong thế giới thực của chúng ta.

Một kết quả cực kỳ quan trọng của thuyết tương đối là việc xác định được mối liên hệ giữa năng lượng và khối lượng của một vật thể. Ở tốc độ thấp

Ở đâu E = m 0 c 2 - năng lượng nghỉ của hạt có khối lượng nghỉ tôi 0, một E K- Động năng của hạt chuyển động.

Một thành tựu to lớn của thuyết tương đối là nó đã thiết lập được sự tương đương giữa khối lượng và năng lượng (E = m 0 c 2). Tuy nhiên, chúng ta không nói đến sự chuyển hóa khối lượng thành năng lượng và ngược lại mà nói rằng sự chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác tương ứng với sự chuyển khối lượng từ dạng này sang dạng khác. Năng lượng không thể được thay thế bằng khối lượng, vì năng lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của vật thể và khối lượng là thước đo quán tính.

Ở tốc độ tương đối gần với tốc độ ánh sáng:

Ở đâu E- năng lượng, tôi- khối lượng hạt, tôi- khối lượng nghỉ của hạt, Với- tốc độ ánh sáng trong chân không.

Từ công thức trên, rõ ràng là để đạt được tốc độ ánh sáng, hạt phải được cung cấp thêm năng lượng vô hạn. Đối với photon và neutrino, công thức này không công bằng, vì chúng có v= c.

Hiệu ứng tương đối

Trong lý thuyết tương đối, các hiệu ứng tương đối có nghĩa là những thay đổi trong đặc tính không-thời gian của các vật thể ở tốc độ tương đương với tốc độ ánh sáng.

Ví dụ, người ta thường xem xét một tàu vũ trụ như tên lửa photon, nó bay trong không gian với tốc độ tương xứng với tốc độ ánh sáng. Trong trường hợp này, một người quan sát đứng yên có thể nhận thấy ba hiệu ứng tương đối tính:

1. Tăng khối lượng so với khối lượng nghỉ. Khi tốc độ tăng thì khối lượng cũng tăng. Nếu một vật có thể chuyển động với tốc độ ánh sáng thì khối lượng của nó sẽ tăng lên vô cùng, điều này là không thể. Einstein đã chứng minh rằng khối lượng của một vật thể là thước đo năng lượng mà nó chứa đựng (E=mc 2 ). Không thể truyền năng lượng vô hạn cho cơ thể.

2. Giảm kích thước tuyến tính của cơ thể theo hướng chuyển động của nó. Tốc độ của tàu vũ trụ bay qua người quan sát đứng yên càng lớn và càng gần tốc độ ánh sáng thì kích thước của con tàu này sẽ càng nhỏ đối với người quan sát đứng yên. Khi con tàu đạt tốc độ ánh sáng, chiều dài quan sát được của nó sẽ bằng 0, điều này là không thể. Trên chính con tàu, các phi hành gia sẽ không quan sát được những thay đổi này. 3. Sự giãn nở thời gian. Trong một tàu vũ trụ chuyển động với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, thời gian trôi qua chậm hơn so với người quan sát đứng yên.

Tác động của sự giãn nở thời gian sẽ không chỉ ảnh hưởng đến đồng hồ bên trong con tàu mà còn ảnh hưởng đến tất cả các quá trình xảy ra trên nó cũng như nhịp sinh học của các phi hành gia. Tuy nhiên, tên lửa photon không thể được coi là một hệ quán tính, vì trong quá trình tăng tốc và giảm tốc, nó chuyển động với gia tốc (chứ không phải đều và theo đường thẳng).

Thuyết tương đối đưa ra những ước tính mới về cơ bản về mối quan hệ không-thời gian giữa các vật thể vật lý. Trong vật lý cổ điển, khi chuyển từ hệ quán tính này (số 1) sang hệ quán tính khác (số 2) thì thời gian không đổi - t 2 = t L và tọa độ không gian thay đổi theo phương trình x 2 = x 1 -vt. Thuyết tương đối sử dụng phép biến đổi Lorentz:

Từ các mối quan hệ, rõ ràng tọa độ không gian và thời gian phụ thuộc lẫn nhau. Đối với việc giảm chiều dài theo hướng chuyển động thì

và thời gian trôi chậm lại:

Năm 1971, một thí nghiệm được thực hiện ở Mỹ để xác định sự giãn nở thời gian. Họ đã tạo ra hai chiếc đồng hồ chính xác hoàn toàn giống hệt nhau. Một số chiếc đồng hồ vẫn ở trên mặt đất, trong khi những chiếc khác được đặt trên máy bay bay vòng quanh Trái đất. Một chiếc máy bay bay theo đường tròn quanh Trái đất sẽ chuyển động với một gia tốc nào đó, điều đó có nghĩa là đồng hồ trên máy bay ở trạng thái khác so với đồng hồ nằm trên mặt đất. Theo các định luật tương đối, đồng hồ di chuyển lẽ ra phải trễ hơn đồng hồ đang nghỉ 184 ns, nhưng trên thực tế độ trễ là 203 ns. Đã có những thí nghiệm khác kiểm tra tác động của sự giãn nở thời gian và tất cả chúng đều xác nhận thực tế về sự chậm lại. Do đó, dòng thời gian khác nhau trong các hệ tọa độ chuyển động đều và thẳng đối với nhau là một thực tế không thể thay đổi được bằng thực nghiệm.

Thuyết tương đối tổng quát

Sau khi công bố thuyết tương đối đặc biệt vào năm 1905, A. Einstein chuyển sang quan niệm hiện đại về lực hấp dẫn. Năm 1916, ông công bố thuyết tương đối tổng quát (GTR), giải thích lý thuyết về lực hấp dẫn theo quan điểm hiện đại. Nó dựa trên hai tiên đề của thuyết tương đối đặc biệt và hình thành nên tiên đề thứ ba - nguyên lý tương đương của khối lượng quán tính và hấp dẫn. Kết luận quan trọng nhất của Thuyết tương đối rộng là vị trí về những thay đổi về đặc điểm hình học (không gian) và thời gian trong trường hấp dẫn (và không chỉ khi chuyển động ở tốc độ cao). Kết luận này kết nối GTR với hình học, nghĩa là trong GTR, hình học của trọng lực được quan sát thấy. Hình học Euclid cổ điển không phù hợp với điều này. Hình học mới xuất hiện vào thế kỷ 19. trong các tác phẩm của nhà toán học Nga N.I. Lobachevsky, người Đức - B. Riemann, người Hungary - J. Bolyai.

Hình học của không gian của chúng ta hóa ra là phi Euclide.

Thuyết tương đối rộng là một lý thuyết vật lý dựa trên một số sự kiện thực nghiệm. Chúng ta hãy nhìn vào một số trong số họ. Trường hấp dẫn không chỉ ảnh hưởng đến chuyển động của các vật thể nặng mà còn cả ánh sáng. Một tia sáng bị lệch vào trong trường của Mặt trời. Các phép đo được thực hiện vào năm 1922 bởi nhà thiên văn học người Anh A. Eddington trong một lần nhật thực đã xác nhận dự đoán này của Einstein.

Trong thuyết tương đối rộng, quỹ đạo của các hành tinh không đóng. Một hiệu ứng nhỏ thuộc loại này có thể được mô tả như sự quay của điểm cận nhật của một quỹ đạo hình elip. Điểm cận nhật là điểm quỹ đạo của một thiên thể gần Mặt trời nhất, di chuyển quanh Mặt trời theo hình elip, parabol hoặc hyperbola. Các nhà thiên văn học biết rằng điểm cận nhật của quỹ đạo Sao Thủy quay khoảng 6.000 mỗi thế kỷ.” Điều này được giải thích là do sự nhiễu loạn hấp dẫn từ các hành tinh khác. Đồng thời, vẫn còn một phần còn lại không thể loại bỏ được khoảng 40” mỗi thế kỷ. Năm 1915, Einstein giải thích sự khác biệt này trong khuôn khổ thuyết tương đối rộng.

Có những vật thể trong đó tác động của thuyết tương đối rộng đóng vai trò quyết định. Chúng bao gồm “lỗ đen”. Một “lỗ đen” xảy ra khi một ngôi sao bị nén đến mức trường hấp dẫn hiện tại thậm chí không giải phóng ánh sáng ra ngoài không gian. Vì vậy, không có thông tin nào đến từ một ngôi sao như vậy. Nhiều quan sát thiên văn cho thấy sự tồn tại thực sự của những vật thể như vậy. Thuyết tương đối rộng đưa ra lời giải thích rõ ràng cho thực tế này.

Năm 1918, Einstein dự đoán sự tồn tại của sóng hấp dẫn dựa trên thuyết tương đối rộng: các vật thể có khối lượng chuyển động với gia tốc sẽ phát ra sóng hấp dẫn. Sóng hấp dẫn phải truyền cùng tốc độ với sóng điện từ, tức là bằng tốc độ ánh sáng. Tương tự với lượng tử trường điện từ, người ta thường gọi graviton là lượng tử trường hấp dẫn. Hiện nay, một lĩnh vực khoa học mới đang được hình thành - thiên văn học sóng hấp dẫn. Có hy vọng rằng các thí nghiệm hấp dẫn sẽ mang lại kết quả mới.

Dựa trên các phương trình của thuyết tương đối, nhà toán học và vật lý học trong nước A. Friedman vào năm 1922 đã tìm ra một nghiệm vũ trụ mới cho các phương trình của thuyết tương đối rộng. Giải pháp này chỉ ra rằng Vũ trụ của chúng ta không đứng yên mà đang liên tục giãn nở. Friedman đã tìm ra hai phương án giải phương trình Einstein, tức là hai phương án cho sự phát triển có thể có của Vũ trụ. Tùy thuộc vào mật độ của vật chất, Vũ trụ sẽ tiếp tục giãn nở hoặc sau một thời gian nó sẽ bắt đầu co lại.

Năm 1929, nhà thiên văn học người Mỹ E. Hubble đã thực nghiệm thiết lập một định luật xác định tốc độ giãn nở của các thiên hà tùy thuộc vào khoảng cách đến thiên hà của chúng ta. Thiên hà càng ở xa thì tốc độ giãn nở của nó càng lớn. Hubble đã sử dụng hiệu ứng Doppler, theo đó một nguồn sáng di chuyển ra xa người quan sát sẽ làm tăng bước sóng của nó, nghĩa là chuyển sang đầu đỏ của quang phổ (làm đỏ).

Do đó, tất cả các sự kiện khoa học đã biết đều xác nhận tính đúng đắn của thuyết tương đối tổng quát, đó là lý thuyết hiện đại về lực hấp dẫn.

3.6. Sự khởi đầu của nhiệt động lực học Ý tưởng về entropy

Thông tin chung về nhiệt động lực học

>Nhiệt động lực học là khoa học về những tính chất tổng quát nhất của các vật thể và hệ vĩ mô ở trạng thái cân bằng nhiệt động và về các quá trình chuyển đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác.

Nhiệt động lực học cổ điển nghiên cứu các vật thể vật chất của thế giới vật chất chỉ ở trạng thái cân bằng nhiệt động. Ở đây chúng tôi muốn nói đến trạng thái mà hệ thống chuyển sang trạng thái theo thời gian, trong các điều kiện bên ngoài không đổi nhất định và nhiệt độ môi trường xung quanh không đổi nhất định. Đối với những trạng thái cân bằng như vậy, khái niệm thời gian không quan trọng. Do đó, thời gian không được sử dụng một cách rõ ràng như một tham số trong nhiệt động lực học. Ở dạng ban đầu, môn học này được gọi là “lý thuyết cơ học về nhiệt”. Thuật ngữ “nhiệt động lực học” được W. Thomson đưa vào tài liệu khoa học vào năm 1854. Các quá trình cân bằng của nhiệt động lực học cổ điển cũng giúp đánh giá mô hình của các quá trình xảy ra trong quá trình thiết lập trạng thái cân bằng, nghĩa là nó xem xét các cách thiết lập trạng thái cân bằng nhiệt động.

Đồng thời, nhiệt động lực học xem xét các điều kiện tồn tại của các quá trình không thuận nghịch. Ví dụ, sự phân bố của các phân tử khí (định luật khuếch tán) cuối cùng dẫn đến trạng thái cân bằng và nhiệt động lực học cấm sự chuyển đổi ngược lại của hệ thống đó sang trạng thái ban đầu.

Nhiệm vụ của nhiệt động lực học của các quá trình không thuận nghịch trước tiên là nghiên cứu các quá trình không cân bằng đối với các trạng thái không khác biệt quá nhiều so với trạng thái cân bằng. Sự xuất hiện của nhiệt động lực học của các quá trình không thể đảo ngược có từ những năm 50. thế kỷ trước. Nó được hình thành trên cơ sở nhiệt động lực học cổ điển, phát sinh vào nửa sau thế kỷ 19. Trong sự phát triển của nhiệt động lực học cổ điển, các công trình của N. Carnot, B. Clapeyron, R. Clausius và những người khác đã đóng một vai trò nổi bật. Một thời gian tương đối dài đã trôi qua trước khi người ta hiểu rõ rằng nhiệt động lực học cổ điển về cơ bản là nhiệt động lực học và các phương trình cơ bản. của Fourier-Ohm-Fick và Navier —Stokes đại diện cho các yếu tố của nhiệt động lực học trong tương lai. Ở đây chúng ta nên kể tên một trong những người tiên phong của hướng đi mới trong nhiệt động lực học - nhà vật lý người Mỹ L. Onsager (Giải Nobel 1968), cũng như trường phái Hà Lan-Bỉ của I. Prigogine, S. de Groot, P. Mazur. Năm 1977, nhà vật lý và nhà hóa học vật lý người Bỉ gốc Nga, Ilya Romanovich Prigogine, đã được trao giải Nobel Hóa học “vì những đóng góp của ông cho lý thuyết nhiệt động lực học không cân bằng, đặc biệt là lý thuyết về cấu trúc tiêu tán và các ứng dụng của nó trong hóa học”. và sinh học.”

Nhiệt động lực học như một hàm của trạng thái

Sự bằng nhau về nhiệt độ tại mọi điểm của một số hệ hoặc các bộ phận của một hệ là điều kiện cân bằng.

Trạng thái đồng nhất của chất lỏng hoặc chất khí hoàn toàn được cố định bằng cách xác định hai trong ba đại lượng bất kỳ: nhiệt độ G, thể tích V, áp suất p. Mối liên hệ giữa p, V. Và T gọi là phương trình trạng thái. Nhà vật lý người Pháp B. Clapeyron vào năm 1934 đã đưa ra phương trình trạng thái của khí lý tưởng, kết hợp định luật Boyle-Mariotte và Gay-Lusac. D.I. Mendeleev đã kết hợp các phương trình Clapeyron với định luật Avogadro. Theo định luật Avogadro, ở áp suất bằng nhau r và nhiệt độ G mol của mọi chất khí đều có cùng thể tích mol V. tôi, do đó, đối với mọi chất khí đều có hằng số khí mol R. Khi đó phương trình Clapeyron–Mendeleev có thể được viết là:

pV m= RT.

Giá trị bằng số của hằng số khí mol R= 8,31 J/mol K.

Định luật nhiệt động đầu tiên

Định luật thứ nhất, hay định luật thứ nhất của nhiệt động lực học, hoặc định luật bảo toàn năng lượng cho hệ thống nhiệt, có thể được xem xét một cách thuận tiện bằng cách sử dụng ví dụ về hoạt động của động cơ nhiệt. Động cơ nhiệt chứa nguồn nhiệt Q 1 , một chất lỏng làm việc, ví dụ như một xi lanh có pít-tông, trong đó khí có thể được làm nóng (ΔQ 1) hoặc làm mát bằng tủ lạnh để loại bỏ nhiệt ΔQ 2 khỏi chất lỏng làm việc. Trong trường hợp này, công việc Δ có thể được thực hiện MỘT và nội năng Δ thay đổi U.

Năng lượng của chuyển động nhiệt có thể biến đổi thành năng lượng của chuyển động cơ học và ngược lại. Trong những quá trình biến đổi này, định luật bảo toàn và biến đổi năng lượng được tuân thủ. Liên quan đến các quá trình nhiệt động lực học, đây là định luật đầu tiên của nhiệt động lực học, được thiết lập nhờ sự khái quát hóa các dữ liệu thực nghiệm hàng thế kỷ. Kinh nghiệm cho thấy sự thay đổi nội năng ΔU được xác định bởi sự chênh lệch giữa lượng nhiệt Q 1 , mà hệ thống thu được và công việc A:

∆U= Q 1 - MỘT

Q 1 = A 1 + ΔU.

Ở dạng vi phân:

dQ= dA+ dU.

Định luật nhiệt động thứ nhất xác định hàm trạng thái thứ hai - năng lượng, chính xác hơn là nội năng bạn,đại diện cho năng lượng của sự chuyển động hỗn loạn của tất cả các phân tử, nguyên tử, ion, v.v., cũng như năng lượng tương tác của các vi hạt này. Nếu hệ không trao đổi năng lượng hoặc vật chất với môi trường (hệ cô lập) thì dU= 0, một bạn= const tuân theo định luật bảo toàn năng lượng. Nó đi theo công việc đó MỘT bằng lượng nhiệt Q, nghĩa là, một động cơ hoạt động định kỳ (động cơ nhiệt) không thể thực hiện nhiều công hơn năng lượng được truyền từ bên ngoài vào nó, điều đó có nghĩa là không thể tạo ra một động cơ mà thông qua một số biến đổi năng lượng có thể làm tăng tổng công của nó.

Quy trình tuần hoàn (chu kỳ). Các quá trình có thể đảo ngược và không thể đảo ngược

>Bằng quy trình tuần hoàn(chu trình) là một quá trình trong đó một hệ thống đi qua một loạt các trạng thái và trở về trạng thái ban đầu. Một chu trình như vậy có thể được biểu diễn dưới dạng một đường cong khép kín trên các trục P, V,Ở đâu P- áp suất trong hệ thống, và V.- khối lượng của nó. Một đường cong khép kín bao gồm các phần có thể tích tăng (giãn nở) và các phần có thể tích giảm (co lại).

Trong trường hợp này, công thực hiện trong mỗi chu kỳ được xác định bởi diện tích được bao phủ bởi đường cong khép kín. Chu trình tiến hành thông qua sự giãn nở và sau đó nén được gọi là trực tiếp; nó được sử dụng trong động cơ nhiệt - động cơ vận hành định kỳ thực hiện công bằng cách sử dụng nhiệt nhận được từ bên ngoài. Chu trình diễn ra thông qua quá trình nén và sau đó giãn nở, được gọi là chu trình ngược và được sử dụng trong các máy làm lạnh - các hệ thống vận hành định kỳ, trong đó, do tác dụng của ngoại lực, nhiệt được truyền từ vật này sang vật khác. Kết quả của một quá trình tuần hoàn, hệ thống trở về trạng thái ban đầu:

∆U=0, Q= A

Hệ thống có thể vừa nhận nhiệt vừa có thể tỏa nhiệt. Nếu hệ thống nhận Q 1 sự ấm áp nhưng tỏa ra Q 2 , khi đó hiệu suất nhiệt của quá trình tuần hoàn

Các quá trình thuận nghịch có thể xảy ra theo cả chiều thuận và chiều ngược

Lý tưởng nhất là nếu quá trình xảy ra đầu tiên theo hướng thuận và sau đó theo hướng ngược lại và hệ thống trở về trạng thái ban đầu thì không có thay đổi nào xảy ra trong môi trường. Các quá trình thuận nghịch là sự lý tưởng hóa của các quá trình thực trong đó luôn xảy ra một số tổn thất năng lượng ( ma sát, độ dẫn nhiệt, v.v.)

Khái niệm về một quá trình tuần hoàn thuận nghịch được nhà khoa học người Pháp B. Clapeyron đưa vào vật lý vào năm 1834

Chu trình lý tưởng của động cơ nhiệt Carnot

Khi chúng ta nói về tính thuận nghịch của các quá trình, cần lưu ý rằng đây là một kiểu lý tưởng hóa nào đó. Tất cả các quá trình thực tế đều không thể đảo ngược, do đó các chu trình trong đó động cơ nhiệt hoạt động cũng không thể đảo ngược và do đó không cân bằng. Tuy nhiên, để đơn giản hóa việc đánh giá định lượng các chu kỳ như vậy, cần phải coi chúng là trạng thái cân bằng, nghĩa là, như thể chúng chỉ bao gồm các quá trình cân bằng. Điều này được yêu cầu bởi một bộ máy nhiệt động lực học cổ điển được phát triển tốt.

Chu trình động cơ Carnot lý tưởng nổi tiếng được coi là một quá trình tuần hoàn ngược cân bằng. Trong điều kiện thực tế, bất kỳ chu kỳ nào cũng không thể lý tưởng vì đều có tổn thất. Nó xảy ra giữa hai nguồn nhiệt có nhiệt độ không đổi ở tản nhiệt T 1 và tản nhiệt T 2, cũng như chất lỏng làm việc, được coi là khí lý tưởng (Hình 3.1).

Cơm. 3.1. Chu trình động cơ nhiệt

Chúng tôi tin rằng T 1 > T 2 và việc loại bỏ nhiệt từ tản nhiệt và cung cấp nhiệt cho tản nhiệt không ảnh hưởng đến nhiệt độ của chúng, T 1 Và T 2 vẫn không đổi. Ta ký hiệu các thông số khí ở vị trí cực trái của piston động cơ nhiệt: áp suất - R 1 âm lượng - V. 1 , nhiệt độ T 1. Đây là điểm 1 trên đồ thị trên các trục P-V. Tại thời điểm này, khí (chất lỏng làm việc) tương tác với tản nhiệt, nhiệt độ của nó cũng T 1. Khi piston di chuyển sang phải, áp suất khí trong xi lanh giảm và thể tích tăng. Điều này sẽ tiếp tục cho đến khi piston đạt đến vị trí được xác định bởi điểm 2, tại đó các thông số của chất lỏng làm việc (khí) lấy các giá trị P 2 , V 2 , T 2 . Nhiệt độ tại thời điểm này không thay đổi vì nhiệt độ của khí và tản nhiệt là như nhau trong quá trình piston chuyển từ điểm 1 sang điểm 2 (giãn nở). Một quá trình trong đó T không thay đổi, được gọi là đường đẳng nhiệt, và đường cong 1-2 được gọi là đường đẳng nhiệt. Trong quá trình này, nhiệt truyền từ bộ truyền nhiệt đến chất lỏng làm việc Q 1 .

Tại điểm 2, xi lanh cách ly hoàn toàn với môi trường bên ngoài (không có trao đổi nhiệt) và khi piston di chuyển xa hơn sang phải, áp suất giảm và tăng thể tích xảy ra dọc theo đường cong 2-3, được gọi là đoạn nhiệt(quá trình không trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài). Khi piston di chuyển về vị trí cực bên phải (điểm 3) thì quá trình giãn nở sẽ kết thúc và các thông số sẽ có các giá trị P 3, V 3 và nhiệt độ sẽ bằng nhiệt độ của tản nhiệt T 2. Với vị trí này của piston, khả năng cách nhiệt của chất lỏng làm việc bị giảm và nó tương tác với bộ tản nhiệt. Nếu bây giờ chúng ta tăng áp suất lên piston thì nó sẽ chuyển động sang trái với nhiệt độ không đổi T 2(nén). Điều này có nghĩa là quá trình nén này sẽ đẳng nhiệt. Trong quá trình này nhiệt Q 2 sẽ truyền từ chất lỏng làm việc đến tản nhiệt. Piston di chuyển sang trái sẽ đến điểm 4 với các thông số P 4 , V 4 và T 2, trong đó chất lỏng làm việc lại được cách ly với môi trường bên ngoài. Quá trình nén tiếp theo xảy ra dọc theo đường đoạn nhiệt 4-1 với nhiệt độ ngày càng tăng. Tại điểm 1, quá trình nén kết thúc tại thông số chất lỏng làm việc P 1 , V 1 , T 1 . Piston trở lại trạng thái ban đầu. Tại điểm 1, sự cách ly chất lỏng làm việc với môi trường bên ngoài được loại bỏ và chu trình lặp lại.

Hiệu suất của động cơ Carnot lý tưởng:

Phân tích biểu thức hiệu suất của chu trình Carnot cho phép chúng ta rút ra kết luận sau:

1) Hiệu suất càng cao thì hiệu suất càng cao T 1 và ít hơn T 2 ;

2) hiệu quả luôn nhỏ hơn sự thống nhất;

3) Hiệu suất bằng 0 tại T 1 = T 2.

Chu trình Carnot tận dụng nhiệt tốt nhất, nhưng, như đã nêu ở trên, nó được lý tưởng hóa và không khả thi trong điều kiện thực tế. Tuy nhiên, ý nghĩa của nó rất lớn. Nó cho phép bạn xác định giá trị hiệu suất cao nhất của động cơ nhiệt.

Định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Entropy

Định luật nhiệt động thứ hai gắn liền với tên tuổi của N. Carnot, W. Thomson (Kelvin), R. Clausius, L. Boltzmann, W. Nernst.

Định luật thứ hai của nhiệt động lực học đưa ra một hàm trạng thái mới - entropy. Thuật ngữ “entropy” do R. Clausius đề xuất, có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp. entropia và có nghĩa là "chuyển đổi".

Sẽ là thích hợp nếu trình bày khái niệm “entropy” trong công thức của A. Sommerfeld: “Mọi hệ nhiệt động đều có một hàm trạng thái gọi là entropy. Entropy được tính như sau. Hệ thống được chuyển từ trạng thái ban đầu được chọn tùy ý sang trạng thái cuối cùng tương ứng thông qua chuỗi các trạng thái cân bằng; tất cả các phần nhiệt dQ dẫn tới hệ thống đều được tính toán và mỗi phần được chia cho nhiệt độ tuyệt đối tương ứng của nó T, và tất cả các giá trị thu được sẽ được tổng hợp lại (phần đầu tiên của định luật nhiệt động thứ hai). Trong các quá trình thực tế (không lý tưởng), entropy của một hệ cô lập tăng lên (phần thứ hai của định luật thứ hai nhiệt động lực học).”

Việc tính toán và lưu trữ lượng năng lượng vẫn chưa đủ để đánh giá khả năng của một quá trình cụ thể. Năng lượng không chỉ được đặc trưng bởi số lượng mà còn bởi chất lượng. Điều quan trọng là năng lượng có chất lượng nhất định chỉ có thể tự động chuyển hóa thành năng lượng có chất lượng thấp hơn. Đại lượng quyết định chất lượng của năng lượng là entropy.

Các quá trình trong vật chất sống và không sống thường diễn ra theo cách làm cho entropy trong các hệ cô lập kín tăng lên và chất lượng năng lượng giảm đi. Đây là ý nghĩa của định luật nhiệt động thứ hai.

Nếu chúng ta biểu thị entropy bằng S thì

tương ứng với phần đầu tiên của định luật thứ hai theo Sommerfeld.

Bạn có thể thay biểu thức entropy vào phương trình của định luật nhiệt động thứ nhất:

dU= T×dS - dU.

Công thức này được biết đến trong tài liệu là tỷ lệ Gibbs. Phương trình cơ bản này kết hợp định luật thứ nhất và thứ hai của nhiệt động lực học và về cơ bản xác định tất cả các nhiệt động lực học cân bằng.

Nguyên tắc thứ hai thiết lập một hướng nhất định cho dòng chảy của các quá trình trong tự nhiên, đó là “mũi tên thời gian”.

Ý nghĩa sâu sắc nhất của entropy được bộc lộ trong việc đánh giá tĩnh về entropy. Theo nguyên lý Boltzmann, entropy liên hệ với xác suất trạng thái của hệ bằng hệ thức đã biết

S= K × LnW,

Ở đâu W- xác suất nhiệt động, và ĐẾN- Hằng số Boltzmann.

Xác suất nhiệt động, hay trọng lượng tĩnh, được hiểu là số lượng phân bố khác nhau của các hạt dọc theo tọa độ và vận tốc tương ứng với một trạng thái nhiệt động nhất định. Đối với bất kỳ quá trình nào xảy ra trong một hệ cô lập và chuyển nó từ trạng thái 1 sang trạng thái 2, sự thay đổi Δ W xác suất nhiệt động là dương hoặc bằng 0:

ΔW = W 2 - W 1 ≥ 0

Trong trường hợp quá trình thuận nghịch, ΔW = 0, nghĩa là xác suất nhiệt động là không đổi. Nếu một quá trình không thuận nghịch xảy ra thì Δ W> 0 và W tăng lên. Điều này có nghĩa là một quá trình không thể đảo ngược sẽ chuyển hệ thống từ trạng thái ít có khả năng xảy ra hơn sang trạng thái có khả năng xảy ra cao hơn. Định luật thứ hai của nhiệt động lực học là định luật thống kê, nó mô tả các mô hình chuyển động hỗn loạn của một số lượng lớn các hạt tạo nên một hệ kín, tức là entropy đặc trưng cho thước đo tính hỗn loạn, tính ngẫu nhiên của các hạt trong hệ.

R. Clausius định nghĩa định luật thứ hai của nhiệt động lực học như sau:

> không thể thực hiện được một quá trình tuần hoàn, kết quả duy nhất của nó là sự truyền nhiệt từ vật ít nóng hơn sang vật nóng hơn (1850).

Liên quan đến công thức này, vào giữa thế kỷ 19. vấn đề cái gọi là cái chết nhiệt của Vũ trụ đã được xác định. Coi Vũ trụ là một hệ kín, R. Clausius, dựa vào định luật thứ hai của nhiệt động lực học, lập luận rằng sớm hay muộn entropy của Vũ trụ cũng phải đạt cực đại. Sự chuyển nhiệt từ vật thể nóng hơn sang vật thể ít nóng hơn sẽ dẫn đến nhiệt độ của tất cả các vật thể trong Vũ trụ sẽ như nhau, trạng thái cân bằng nhiệt hoàn toàn sẽ xảy ra và mọi quá trình trong Vũ trụ sẽ dừng lại - cái chết nhiệt của vật thể Vũ trụ sẽ xảy ra.

Sai lầm của kết luận về cái chết nhiệt của Vũ trụ nằm ở chỗ không thể áp dụng định luật nhiệt động thứ hai cho một hệ không phải là hệ kín mà là một hệ phát triển không ngừng. Vũ trụ đang giãn nở, các thiên hà đang phân tán với tốc độ ngày càng tăng. Vũ trụ không đứng yên.

Việc xây dựng định luật thứ hai của nhiệt động lực học dựa trên các định đề là kết quả của kinh nghiệm hàng thế kỷ của con người. Ngoài định đề nêu trên của Clausius, nổi tiếng nhất là định đề của Thomson (Kelvin), trong đó nói đến việc không thể chế tạo được động cơ nhiệt vĩnh cửu loại thứ hai (di động vĩnh cửu), tức là một động cơ hoàn toàn biến nhiệt năng thành công. Theo định đề này, trong toàn bộ nhiệt lượng nhận được từ nguồn nhiệt có nhiệt độ cao - tản nhiệt, chỉ một phần có thể chuyển thành công. Phần còn lại phải được chuyển đến một bộ tản nhiệt có nhiệt độ tương đối thấp, nghĩa là cần ít nhất hai nguồn nhiệt có nhiệt độ khác nhau để hoạt động của động cơ nhiệt.

Điều này giải thích lý do tại sao không thể chuyển đổi nhiệt của bầu khí quyển xung quanh chúng ta hoặc nhiệt của biển và đại dương thành công khi không có cùng một nguồn nhiệt quy mô lớn với nhiệt độ thấp hơn.

Định luật thứ ba của nhiệt động lực học, hay lý thuyết nhiệt Nernst

Trong số các chức năng trạng thái ngoài nhiệt độ T, năng lượng bên trong bạn và entropy S, cũng có những chất chứa tích T·S. Ví dụ, khi nghiên cứu các phản ứng hóa học, các hàm trạng thái như năng lượng tự do đóng vai trò quan trọng F= U - T S hoặc thế Gibbs Ф = U+ pV- TS. Các chức năng trạng thái này bao gồm sản phẩm T·S. Tuy nhiên, độ lớn S chỉ được xác định với hằng số tùy ý S 0, vì entropy được xác định thông qua vi phân dS của nó. Do đó, nếu không xác định S 0, việc áp dụng các hàm trạng thái sẽ trở nên không chắc chắn. Câu hỏi đặt ra về giá trị tuyệt đối của entropy.

Lý thuyết nhiệt của Nernst trả lời câu hỏi này. Trong công thức của Planck, nó rút gọn thành phát biểu: entropy của mọi vật ở trạng thái cân bằng có xu hướng bằng 0 khi nhiệt độ tiến tới 0 Kelvin:

Vì entropy được xác định theo hằng số cộng S 0 , thì sẽ thuận tiện hơn khi lấy hằng số này bằng 0.

Định lý nhiệt được Nerst đưa ra vào đầu thế kỷ 20. (Giải Nobel Vật lý năm 1920). Nó không tuân theo hai nguyên tắc đầu tiên, do đó, do tính tổng quát của nó, nó có thể được coi là một định luật mới của tự nhiên - định luật thứ ba của nhiệt động lực học.

Nhiệt động lực học không cân bằng

Các hệ thống không cân bằng được đặc trưng không chỉ bởi các thông số nhiệt động mà còn bởi tốc độ thay đổi của chúng theo thời gian và không gian, những yếu tố quyết định dòng chảy (quá trình truyền) và lực nhiệt động (gradien nhiệt độ, gradient nồng độ, v.v.).

Sự xuất hiện của dòng chảy trong hệ thống sẽ phá vỡ trạng thái cân bằng thống kê. Trong bất kỳ hệ thống vật lý nào, luôn xảy ra các quá trình cố gắng đưa hệ thống về trạng thái cân bằng. Có vẻ như có sự đối đầu giữa các quá trình chuyển giao làm phá vỡ sự cân bằng và các quá trình nội bộ cố gắng khôi phục nó.

Các quá trình trong hệ thống không cân bằng có ba đặc tính sau:

1. Các quá trình đưa hệ thống về trạng thái cân bằng nhiệt động lực học (phục hồi) xảy ra khi không có yếu tố đặc biệt nào duy trì trạng thái không cân bằng bên trong chính hệ thống đó. Nếu trạng thái ban đầu là không cân bằng mạnh và dựa trên nền tảng của xu hướng chung của hệ thống hướng tới trạng thái cân bằng, thì các hệ thống con được quan tâm nhiều sẽ ra đời trong đó entropy giảm cục bộ, thì các hệ thống con cục bộ sẽ xuất hiện khi tính trật tự tăng lên. Hơn nữa, tổng mức tăng cho toàn hệ thống còn lớn hơn gấp nhiều lần. Trong một hệ cô lập, sự giảm entropy cục bộ tất nhiên chỉ là tạm thời. Trong một hệ thống mở, qua đó các dòng chảy mạnh trong thời gian dài làm giảm entropy, một số hệ thống con có trật tự có thể phát sinh. Chúng có thể tồn tại, thay đổi và phát triển trong một thời gian rất dài (cho đến khi dòng chảy nuôi dưỡng chúng dừng lại).

2. Sự ra đời của các trạng thái cục bộ có entropy thấp dẫn đến sự tăng tốc độ tăng entropy chung của toàn hệ thống. Nhờ các hệ thống con có trật tự, toàn bộ hệ thống nói chung chuyển động nhanh hơn về phía các trạng thái ngày càng mất trật tự, hướng tới trạng thái cân bằng nhiệt động.

Sự hiện diện của một hệ thống con có trật tự có thể tăng tốc độ thoát khỏi toàn bộ hệ thống khỏi trạng thái siêu ổn định “an toàn” lên hàng triệu lần hoặc hơn. Về bản chất, không có gì được cho “miễn phí”.

3. Các trạng thái có trật tự là những cấu trúc tiêu tán đòi hỏi một nguồn năng lượng lớn để hình thành. Những hệ thống như vậy phản ứng với những thay đổi nhỏ trong điều kiện bên ngoài một cách nhạy cảm hơn và đa dạng hơn trạng thái cân bằng nhiệt động lực học. Chúng có thể dễ dàng sụp đổ hoặc biến đổi thành các cấu trúc có trật tự mới.

Sự xuất hiện của các cấu trúc tiêu tán có tính chất ngưỡng. Nhiệt động lực học không cân bằng liên quan đến đặc tính ngưỡng với sự mất ổn định. Một cơ cấu mới luôn là kết quả của sự mất ổn định và phát sinh từ sự biến động.

Ưu điểm nổi bật của nhiệt động lực học không cân bằng là xác lập được thực tế rằng khả năng tự tổ chức không chỉ có trong “các hệ thống sống”. Khả năng tự tổ chức là đặc tính chung của tất cả các hệ thống mở có thể trao đổi năng lượng với môi trường. Trong trường hợp này, sự mất cân bằng đóng vai trò là nguồn gốc của trật tự.

Kết luận này là luận điểm chính cho hàng loạt ý tưởng của nhóm I. Prigogine.

Tính tương thích của định luật thứ hai nhiệt động lực học với khả năng tự tổ chức của các hệ thống là một trong những thành tựu lớn nhất của nhiệt động lực học không cân bằng hiện đại.

Entropy và vật chất. Sự thay đổi entropy trong phản ứng hóa học

Khi nhiệt độ tăng lên, tốc độ của các loại chuyển động của hạt cũng tăng lên. Do đó, số lượng trạng thái vi mô của các hạt và theo đó, xác suất nhiệt động W, và entropy của vật chất tăng lên. Khi một chất chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng, sự rối loạn của các hạt và theo đó, entropy (ΔS tan chảy) tăng lên. Sự rối loạn và theo đó, entropy tăng đặc biệt mạnh trong quá trình chuyển một chất từ ​​trạng thái lỏng sang trạng thái khí (BẰNG sôi). Entropy tăng khi một chất kết tinh biến thành chất vô định hình. Độ cứng của một chất càng cao thì entropy của nó càng thấp. Sự gia tăng số lượng nguyên tử trong phân tử và độ phức tạp của phân tử dẫn đến sự gia tăng entropy. Entropy được đo bằng Cal/mol·K (đơn vị entropy) và J/mol·K. Trong tính toán, các giá trị entropy ở cái gọi là trạng thái tiêu chuẩn được sử dụng, tức là ở 298,15 K (25 °C). Khi đó entropy được ký hiệu S 0 298 . Ví dụ, entropy của oxy 0 3 - S 0 298 = 238,8 đơn vị. e., và 0 2 - S 0 298 = 205 đơn vị. đ.

Giá trị entropy tuyệt đối của nhiều chất được lập bảng và đưa vào sách tham khảo. Ví dụ:

N 2 0(f) = 70,8; H 2 0(g) = 188,7; CO(g) = 197,54;

CH 4(r) = 186,19; H2(g) = 130,58; NS1(g) = 186,69; HCl(p) = 56,5;

CH 3 0H(l) = 126,8; Ca(k) = 41,4; Ca(OH)2(k) = 83,4; C(kim cương) = 2,38;

C (than chì) = 5,74, v.v.

Ghi chú: g - chất lỏng, g - khí, j - tinh thể; p - giải pháp.

Sự thay đổi entropy của hệ do phản ứng hóa học (Δ S) bằng tổng entropy của các sản phẩm phản ứng trừ đi entropy của các chất ban đầu. Ví dụ:

CH 4 +H 2 0(g) = C0 + 3H 2 - ở đây Δ S 0 298 = S 0 co.298 + 3 S 0 H2.298 - S 0 H4.298 - S 0 H2.298 =

197,54 = 3 130,58 - 188,19 - 188,7 = 214,39 J/mol K.

Kết quả của phản ứng là entropy tăng (A S> 0) thì số mol chất khí tăng lên.

Entropy thông tin. Entropy trong sinh học

Entropy thông tin đóng vai trò là thước đo độ không chắc chắn của thông điệp. Tin nhắn được mô tả bằng nhiều số lượng x 1 , x 2 x N, ví dụ, có thể là các từ: P 1 , P 2 …, P N. Entropy thông tin được ký hiệu là S N hoặc H bạn. Đối với một phân phối xác suất thống kê rời rạc nhất định P Tôi sử dụng biểu thức sau:

cho rằng:

Nghĩa S N= 0 nếu có xác suất P Tôi= 1, và xác suất còn lại để xuất hiện các đại lượng khác bằng 0. Trong trường hợp này, thông tin là đáng tin cậy, nghĩa là không có sự không chắc chắn về thông tin. Entropy thông tin đạt giá trị lớn nhất khi P Tôi bằng nhau và độ không chắc chắn của thông tin là lớn nhất.

Tổng entropy của một số thông báo bằng tổng entropy của từng thông báo (thuộc tính cộng).

Nhà toán học người Mỹ Claude Shannon, một trong những người sáng tạo ra lý thuyết thông tin toán học, đã sử dụng khái niệm entropy để xác định tốc độ tới hạn của việc truyền thông tin và tạo ra “mật mã chống nhiễu”. Cách tiếp cận này (sử dụng hàm entropy xác suất từ ​​nhiệt động lực học thống kê) tỏ ra có hiệu quả trong các lĩnh vực khác của khoa học tự nhiên.

Khái niệm entropy, lần đầu tiên được thể hiện bởi E. Schrödinger (1944), và sau đó là bởi L. Brillouin và những người khác, là cần thiết để hiểu nhiều hiện tượng của sự sống và thậm chí cả hoạt động của con người.

Bây giờ rõ ràng rằng với sự trợ giúp của hàm entropy xác suất, có thể phân tích tất cả các giai đoạn chuyển đổi của một hệ thống từ trạng thái hỗn loạn hoàn toàn, tương ứng với xác suất bằng nhau và giá trị tối đa của entropy, sang trạng thái Thứ tự tối đa có thể, tương ứng với trạng thái duy nhất có thể có của các phần tử của hệ thống.

Một sinh vật sống, từ quan điểm của các quá trình vật lý và hóa học xảy ra trong nó, có thể được coi là một hệ thống mở phức tạp nằm ở trạng thái không cân bằng, không cố định. Các sinh vật sống được đặc trưng bởi sự cân bằng của các quá trình trao đổi chất dẫn đến giảm entropy. Tất nhiên, entropy không thể được sử dụng để mô tả toàn bộ sự sống, vì sự sống không thể được quy giản thành một tập hợp đơn giản các quá trình vật lý và hóa học. Nó được đặc trưng bởi các quá trình tự điều chỉnh phức tạp khác.

Câu hỏi tự kiểm tra

1. Xây dựng định luật chuyển động của Newton.

2. Liệt kê các định luật bảo toàn cơ bản.

3. Kể tên các điều kiện chung để áp dụng các định luật bảo toàn.

4. Giải thích bản chất của nguyên lý đối xứng và mối liên hệ của nguyên lý này với các định luật bảo toàn.

5. Xây dựng nguyên lý bổ sung và nguyên lý bất định Heisenberg.

6. Sự “sụp đổ” của thuyết tất định Laplacean là gì?

7. Các định đề của Einstein được hình thành trong SRT như thế nào?

8. Kể tên và giải thích các hiệu ứng tương đối.

9. Bản chất của GTR là gì?

10. Tại sao không thể có động cơ vĩnh cửu loại một?

11. Giải thích khái niệm quá trình tuần hoàn trong nhiệt động lực học và chu trình Carnot lý tưởng.

12. Giải thích khái niệm entropy như một hàm theo trạng thái của hệ.

13. Xây dựng định luật nhiệt động thứ hai.

14. Giải thích bản chất của khái niệm “nhiệt động lực học không cân bằng”.

15. Sự thay đổi entropy trong các phản ứng hóa học được xác định một cách định tính như thế nào?

Giá trị thời gian tuyệt đối hiện tại (thời gian trong ngày, thời gian trên tường, thời gian trong ngày) được xác định trong kernel/timer. với những điều sau đây.

cấu trúc timespec xtime;

Cấu trúc dữ liệu timepe c được xác định trong tệp ở dạng sau.

cấu trúc thời gian(

time_t tv_sec; /* giây */

tv_nsec dài; /* nano giây */

1970 (UTC, Giờ Phối hợp Quốc tế). Ngày được chỉ định được gọi kỷ nguyên(sự khởi đầu của một kỷ nguyên). Trong hầu hết các hệ điều hành giống Unix, thời gian được tính từ đầu kỷ nguyên. Trường xtime.tv_nse c lưu trữ số lượng nano giây đã trôi qua trong giây cuối cùng.

Việc đọc hoặc ghi biến xtime yêu cầu phải có khóa xtime_lock. Đây là một ổ khóa - không phải một ổ khóa thông thường, mà là tuần tự khóa, được thảo luận trong Chương 9, "Tính năng đồng bộ hóa hạt nhân".

Để cập nhật giá trị của biến xtime, bạn cần có khóa ghi tuần tự như sau.

write_seqlock(&xtime_lock);

/* cập nhật giá trị của biến xtime ... */

write_sequnlock(&xtime_lock);

Việc đọc giá trị của biến xtim e yêu cầu sử dụng hàm read _

seqbegin() và read_seqretr y() như sau.

không dấu đã mất từ ​​lâu;

seq = read_seqbegin(&xtime_lock);

usec = bộ đếm thời gian->get_offset(); bị mất = jiffies wall_jiffies; nếu (mất)

usec += bị mất * (1000000/HZ);

giây = xtime.tv_sec;

usec += (xtime.tv_nsec / 1000);

) while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));

Chu kỳ này được lặp lại cho đến khi đảm bảo rằng không có dữ liệu nào được ghi trong khi dữ liệu đang được đọc. Nếu ngắt bộ đếm thời gian xảy ra trong khi vòng lặp đang chạy và biến xtime được cập nhật trong khi vòng lặp đang chạy thì số thứ tự được trả về sẽ không chính xác và vòng lặp sẽ lặp lại.

Giao diện người dùng chính để truy xuất giá trị thời gian tuyệt đối là lệnh gọi hệ thống gettimeofda y(), được triển khai dưới dạng hàm sys_gettimeofday() như sau.

asmlinkage dài sys_gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz)

if (có thể(tv !=NULL)) ( struct timeval_ktv; do_gettimeofday(&ktv);

if (copy_to_userftv, &ktv, sizeof(ktv))

if (không chắc(tz !=NULL)) (

if (copy_to_user(tz, &sys_tz, sizeof(sys_tz)))

Nếu một giá trị khác 0 cho tham số tv được truyền từ không gian người dùng thì hàm phụ thuộc phần cứng do_gettimeofday() sẽ được gọi. Về cơ bản, hàm này thực hiện vòng lặp đọc biến xtime vừa được thảo luận. Tương tự, nếu tham số tz khác 0, người dùng sẽ được trả về múi giờ nơi đặt hệ điều hành. Cài đặt này được lưu trữ trong biến sys_tz. Nếu xảy ra lỗi khi sao chép giá trị thời gian hoặc múi giờ tuyệt đối vào không gian người dùng, hàm sẽ trả về -EFAULT. Nếu thành công, giá trị null sẽ được trả về.

Hạt nhân cung cấp lệnh gọi hệ thống time() 6, nhưng lệnh gọi hệ thống gettimeofday() sẽ ghi đè hoàn toàn chức năng của nó. Thư viện hàm C cũng cung cấp các hàm liên quan đến thời gian tuyệt đối khác, chẳng hạn như ftime() và ctirae().

Lệnh gọi hệ thống settimeofday() cho phép bạn đặt thời gian tuyệt đối thành một giá trị được chỉ định. Để thực thi nó, quy trình phải có khả năng sử dụng CAP_SYS_TIME.

Ngoài việc cập nhật biến xtime, kernel không sử dụng thời gian tuyệt đối nhiều như không gian người dùng. Một ngoại lệ quan trọng là mã hệ thống tệp lưu trữ thời gian truy cập tệp trong chỉ mục tệp.

Bộ hẹn giờ

Bộ hẹn giờ(bộ hẹn giờ), hoặc, như đôi khi chúng được gọi, bộ đếm thời gian năng động, hoặc bộ đếm thời gian hạt nhân, cần thiết để kiểm soát thời gian trôi qua trong kernel. Mã hạt nhân thường cần trì hoãn một số chức năng nhất định sau này. Một khái niệm mơ hồ đã được cố tình lựa chọn ở đây. "Sau đó". Mục đích của cơ chế của nửa dưới không phải là giam thực thi và đừng làm việc đó vào lúc này. Về vấn đề này, cần có một công cụ cho phép bạn trì hoãn việc thực hiện công việc trong một khoảng thời gian nhất định. Nếu khoảng thời gian này không nhỏ lắm nhưng cũng không lớn lắm thì giải pháp cho vấn đề này là bộ định thời kernel.

6 Đối với một số chức năng nền tảng phần cứng sys_time() không được triển khai mà thay vào đó nó được mô phỏng bởi thư viện hàm C dựa trên lệnh gọi gettimeofday().

Bộ hẹn giờ rất dễ sử dụng. Bạn cần thực hiện một số công việc ban đầu, chỉ định thời gian chờ đợi sẽ kết thúc, chỉ định chức năng sẽ được thực thi khi khoảng thời gian chờ kết thúc và kích hoạt bộ hẹn giờ. Chức năng được chỉ định sẽ được thực thi khi hết khoảng thời gian hẹn giờ. Bộ hẹn giờ không phải mang tính chu kỳ. Khi khoảng thời gian chờ kết thúc, bộ đếm thời gian sẽ bị loại bỏ. Đây là một trong những lý do tại sao bộ đếm thời gian được gọi năng động 7. Bộ hẹn giờ được tạo và hủy liên tục và không có giới hạn về số lượng bộ hẹn giờ. Việc sử dụng bộ định thời rất phổ biến ở tất cả các phần của kernel.

Sử dụng bộ hẹn giờ

Bộ định thời được biểu diễn bằng cấu trúc danh sách thời gian r, được xác định trong tệp như sau.

cấu trúc bậc_list(

mục nhập struct list_head; /* bộ định thời được lưu trữ trong danh sách liên kết */

không dấu hết hạn dài; /* thời gian hết thời gian chờ theo xung bộ đếm thời gian hệ thống (jiffies) */

khóa spinlock_t; /* khóa để bảo vệ bộ đếm thời gian này */

void (*function) (dài không dấu); /*chức năng xử lý bộ đếm thời gian*/ dữ liệu dài không dấu; /* đối số xử lý đơn */ struct tvec_t_base_s *base; /*dữ liệu hẹn giờ bên trong, không được chạm vào! */

May mắn thay, việc sử dụng bộ đếm thời gian không đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về mục đích của các trường trong cấu trúc này. Trên thực tế, chúng tôi không khuyến khích sử dụng sai các trường của cấu trúc này để duy trì khả năng tương thích với các thay đổi mã có thể xảy ra trong tương lai. Hạt nhân cung cấp một nhóm giao diện hẹn giờ để thực hiện công việc này dễ dàng hơn. Tất cả các định nghĩa cần thiết đều có trong tập tin . Hầu hết các triển khai đều nằm trong tệp kernel/timer.c.

Bước đầu tiên trong việc tạo bộ đếm thời gian là khai báo nó như sau.

cấu trúc bộ đếm thời gian_list my_timer;

Tiếp theo, các trường của cấu trúc dành cho mục đích sử dụng nội bộ phải được khởi tạo. Việc này được thực hiện bằng cách sử dụng hàm trợ giúp trước khi gọi bất kỳ hàm nào hoạt động trên bộ hẹn giờ.

my_timer.expire s = jiffie s + delay ; /* Khoảng thời gian hẹn giờ sẽ kết thúc sau các xung trễ */

7 Một lý do khác là trong các hạt nhân cũ hơn (trước 2.3) có bộ hẹn giờ tĩnh. Những bộ tính giờ này được tạo vào thời gian biên dịch chứ không phải vào thời gian chạy. Anh ấy có rất ít cơ hội và bây giờ không ai buồn về sự vắng mặt của họ.

my_timer.data = 0; /* một tham số bằng 0 được truyền cho hàm xử lý Sudet */

my_timer.function = my_function; /* hàm sẽ được thực thi

khi hết khoảng thời gian hẹn giờ */

Giá trị của trường my_timer.expire s cho biết thời gian chờ trong các xung hẹn giờ của hệ thống (phải chỉ định số xung tuyệt đối). Khi giá trị hiện tại của biến jiffie s lớn hơn hoặc bằng giá trị của trường my_time r. hết hạn , hàm xử lý my_timer.functiio n được gọi với tham số my_timer.data . Như có thể thấy từ mô tả cấu trúc time_list, hàm xử lý phải tuân theo nguyên mẫu sau.

void my_timer_function(dữ liệu dài chưa được ký);

Tham số dat a cho phép bạn đăng ký nhiều bộ định thời với một trình xử lý và phân biệt giữa các bộ định thời có giá trị khác nhau cho tham số này. Nếu đối số là không cần thiết thì bạn có thể chỉ cần chỉ định giá trị 0 (hoặc bất kỳ giá trị nào khác).

Thao tác cuối cùng là kích hoạt bộ hẹn giờ.

add_timer(&my_timer);

Và bộ đếm thời gian bắt đầu! Bạn nên chú ý đến tầm quan trọng của giá trị trường đã hết hạn. Hạt nhân thực thi trình xử lý khi giá trị hiện tại của bộ đếm xung hẹn giờ hệ thống hơn, hơn thời gian phản hồi của bộ hẹn giờ được chỉ định, hoặc bằng với anh ấy. Mặc dù kernel đảm bảo rằng không có trình xử lý hẹn giờ nào sẽ thực thi trước khi hết giờ nhưng vẫn có thể có sự chậm trễ trong việc thực thi trình xử lý hẹn giờ. Thông thường, các trình xử lý bộ đếm thời gian được thực thi tại thời điểm gần với thời gian kích hoạt, nhưng chúng có thể bị trì hoãn cho đến khi bộ đếm thời gian hệ thống tiếp theo đánh dấu. Do đó, bộ hẹn giờ không thể được sử dụng cho hoạt động thời gian thực cứng.

Đôi khi bạn có thể cần thay đổi thời gian của đồng hồ hẹn giờ đã hoạt động. Kernel triển khai hàm mod_time r(), cho phép bạn thay đổi thời gian kích hoạt bộ đếm thời gian hoạt động.

mod_timer(&my_timer, jiffies + new_delay); /*đặt thời gian phản hồi mới*/

Hàm mod_time r() cũng cho phép bạn làm việc với bộ hẹn giờ được khởi tạo nhưng không hoạt động. Nếu bộ hẹn giờ không hoạt động thì hàm mod_timer() sẽ kích hoạt nó. Hàm này trả về 0 nếu bộ hẹn giờ không hoạt động và 1 nếu bộ hẹn giờ hoạt động. Trong cả hai trường hợp, trước khi mod_time r() trả về, bộ hẹn giờ sẽ được kích hoạt và thời gian hết hạn của nó sẽ được đặt thành giá trị đã chỉ định.

Để tắt bộ hẹn giờ trước khi nó kích hoạt, bạn phải sử dụng hàm del_time r() như sau.

del_timer(&my_timer);

Chức năng này hoạt động với cả bộ hẹn giờ hoạt động và không hoạt động. Nếu bộ đếm thời gian đã không hoạt động thì hàm trả về giá trị 0, nếu không thì trả về giá trị 1. Lưu ý rằng không cần phải gọi hàm này

chức năng dành cho các bộ hẹn giờ đã hết thời gian chờ vì chúng sẽ tự động bị vô hiệu hóa.

Khi bộ tính giờ bị xóa, tình trạng dồn đuổi có thể xảy ra. Khi hàm del_time r() trả về, nó chỉ đảm bảo rằng bộ đếm thời gian sẽ không hoạt động (nghĩa là trình xử lý của nó sẽ không được thực thi trong tương lai). Tuy nhiên, trên máy đa bộ xử lý, bộ xử lý hẹn giờ có thể đang chạy trên bộ xử lý khác vào lúc này. Để tắt bộ hẹn giờ và đợi trình xử lý của nó hoàn tất, có khả năng đang chạy, bạn cần sử dụng hàm del_timer_syn c():

del_timer_sync(&my_timer);

Không giống như hàm del_timer(), del_timer_sync() không thể được gọi từ ngữ cảnh ngắt.

Điều kiện cuộc đua liên quan đến bộ tính giờ

Bởi vì bộ định thời thực thi không đồng bộ đối với mã hiện đang thực thi nên một số loại điều kiện tranh chấp tài nguyên có thể phát sinh. Trước hết, bạn không bao giờ nên sử dụng đoạn mã sau để thay thế cho hàm inod_timer().

del_timer (my_timer);

my_timer->expires = jiffies + new_delay;

add_timer(my_timer);

Thứ hai, trong hầu hết các trường hợp, bạn nên sử dụng hàm del_timer_sync() thay vì hàm del_timer(). Nếu không, bạn không thể đảm bảo rằng trình xử lý hẹn giờ hiện không chạy. Hãy tưởng tượng rằng sau khi bộ hẹn giờ bị xóa, mã sẽ giải phóng bộ nhớ hoặc can thiệp vào tài nguyên mà trình xử lý bộ hẹn giờ đang sử dụng. Vì vậy, phiên bản đồng bộ là thích hợp hơn.

Cuối cùng, bạn phải đảm bảo rằng tất cả dữ liệu được chia sẻ được chức năng xử lý hẹn giờ truy cập đều được bảo vệ. Hạt nhân thực hiện chức năng này một cách không đồng bộ đối với mã khác. Dữ liệu được chia sẻ phải được bảo vệ như đã thảo luận trong Chương 8 và 9.

Thực hiện bộ đếm thời gian

Hạt nhân thực thi các trình xử lý hẹn giờ trong bối cảnh trình xử lý ngắt bị trì hoãn sau khi ngắt hẹn giờ đã hoàn tất quá trình xử lý. Trình xử lý ngắt hẹn giờ gọi hàm update_process_time s(), sau đó gọi hàm run_local_timer s(), trông giống như thế này.

void run_local_timers(void)

raise_softirq(TIMER_SOFTIRQ);

Một ngắt đang chờ xử lý với số TIMER_SOFTIRQ được xử lý bởi hàm run_tirner_softir q(). Hàm này thực thi các trình xử lý trên bộ xử lý cục bộ cho tất cả các bộ hẹn giờ đã hết thời gian chờ. ( nếu có).

Bộ hẹn giờ được lưu trữ trong một danh sách liên kết. Tuy nhiên, sẽ không khôn ngoan nếu hạt nhân duyệt toàn bộ danh sách để tìm kiếm các bộ tính giờ đã hết thời gian chờ hoặc giữ danh sách được sắp xếp dựa trên thời điểm bộ tính giờ hết hạn. Trong trường hợp sau, việc chèn và xóa bộ hẹn giờ sẽ mất nhiều thời gian. Thay vào đó, bộ hẹn giờ được chia thành 5 nhóm dựa trên thời gian phản hồi của chúng. Bộ hẹn giờ di chuyển từ nhóm này sang nhóm khác khi thời gian kích hoạt đến gần. Việc nhóm này đảm bảo rằng, trong hầu hết các trường hợp, khi thực thi trình xử lý ngắt trì hoãn chịu trách nhiệm thực thi các trình xử lý hẹn giờ, hạt nhân sẽ thực hiện rất ít công việc để tìm các bộ định thời đã hết hạn. Vì vậy, mã quản lý hẹn giờ rất hiệu quả.

Thì của động từ, biểu thị mối quan hệ giữa hành động với thời điểm nói, không phân biệt các dạng thì khác trong lời nói... Từ điển thuật ngữ ngôn ngữ T.V. Con voi con

thời gian tuyệt đối- Dạng lời nói của thời gian, độc lập với các dạng thì khác trong câu, được xác định bởi mối quan hệ của nó với thời điểm nói. Tôi đang đọc một cuốn sách; Tôi đang đọc một cuốn sách; Tôi sẽ đọc một cuốn sách. so sánh: thời gian tương đối... Từ điển thuật ngữ ngôn ngữ

THỜI GIAN- một khái niệm cơ bản về tư duy của con người, phản ánh tính hay thay đổi của thế giới, tính chất thủ tục của sự tồn tại của nó, sự hiện diện trong thế giới không chỉ của “sự vật” (đồ vật, đồ vật) mà còn cả các sự kiện. Nội dung khái niệm chung của V. bao gồm các khía cạnh... ... Bách khoa toàn thư triết học

Thời gian bằng tiếng Đức- Thời gian trong tiếng Đức là một phạm trù ngữ pháp của động từ, biểu thị mối quan hệ thời gian của các sự kiện với một thời điểm nhất định: ví dụ như với thời điểm nói hoặc thời điểm của một hành động khác. Có ba giai đoạn thời gian: ... ... Wikipedia

thời gian (tọa độ)- trình tự thời gian tồn tại (# ra hoa). vào thời điểm nào? giờ (# lớp). năm. thời đại. lần (cũ #). thời gian tuyệt đối là thời gian được xác định bởi mối quan hệ của nó với thời điểm nói. thang thời gian tuyệt đối. thời gian tương đối,… Từ điển tư tưởng của tiếng Nga

THỜI GIAN- một phạm trù ngữ pháp của động từ, các hình thức của nó thiết lập mối quan hệ thời gian giữa hành động được đặt tên và thời điểm của lời nói (thì tuyệt đối) hoặc một hành động được đặt tên khác (thì tương đối) ... Từ điển bách khoa lớn

THỜI GIAN (danh từ ngữ pháp của động từ)- THỜI GIAN, một phạm trù ngữ pháp của động từ, các hình thức của nó thiết lập mối quan hệ thời gian giữa hành động được gọi và thời điểm nói (thời gian tuyệt đối) hoặc một hành động được đặt tên khác (thời gian tương đối) ... Từ điển bách khoa

Thời gian (ngôn ngữ học)- Thuật ngữ này còn có ý nghĩa khác, xem Thời gian (ý nghĩa). Thời gian là phạm trù ngữ pháp của động từ, biểu thị mối quan hệ về thời gian của tình huống được mô tả trong lời nói với thời điểm phát ra lời nói (tức là với thời điểm nói hoặc đoạn ... ... Wikipedia

Thời gian (động từ)

Thời gian (ngữ pháp)- Thời gian là một phạm trù ngữ pháp của động từ, thể hiện mối quan hệ giữa thời điểm của tình huống được diễn tả trong lời nói với thời điểm phát ra lời nói (tức là với thời điểm nói hoặc một khoảng thời gian mà trong ngôn ngữ biểu thị). bởi từ “bây giờ”), được coi là ... ... Wikipedia

Sách

• Thời gian bay, Nagaev A.. Tôi nghĩ hầu hết các phi công hiện đại đều đến với ngành hàng không bởi sự lãng mạn của nghề, và đại đa số tuyệt đối vẫn là những người lãng mạn mãi mãi. Đây là cốt lõi của nghề, đây là tình yêu cuộc sống..... Mua với giá 3830 RUR
• Người dơi. Halloween dài. Phiên bản tuyệt đối, Jeph Loeb, Tim Sale. Một kẻ giết người bí ẩn có biệt danh Holiday đánh dấu những ngày đỏ trên lịch bằng máu của nạn nhân tiếp theo. Sát cánh cùng Ủy viên Cảnh sát James Gordon và Biện lý quận Harvey Dent,...