Программа спецкурса "Гравитационные взаимодействия" . Работа №2869

ПРОГРАММА СПЕЦКУРСА

«ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ»

Классическая теория гравитационных взаимодействий (11 ч.)

Понятие гравитационного взаимодействия. Закон всемирного тяготения. Гравитационная постоянная. Опыт Кавендиша.

Гравитационное поле. Напряженность и потенциал гравитационного поля. Соотношение между напряжённостью и потенциалом. Потенциальная энергия однородного шарового слоя и материальной точки.

Принцип эквивалентности. Опыт Этвёша. Тождественность силы тяжести силе взаимного тяготения между всеми телами Вселенной.

Космические скорости. Открытие новых планет. Приливы и отливы. Предел Роша.

Фронтальное экспериментальное задание

1. Как сделать так, чтобы двойной конус катился вверх.

Фронтальная лабораторная работа

Установление пропорциональности инертной и гравитационной масс.

Общая теория относительности (7 ч.)

Необходимость обобщения законов тяготения Ньютона.

«Сильный принцип эквивалентности». Кривизна пространства-времени. Уравнения тяготения Эйнштейна. Интерпретация уравнений Эйнштейна.

Решение Шварцшильда. Гравитационный радиус. Свободное падение частицы в гравитационном поле. Внутри шварцшильдовской сферы.

Смещение орбиты Меркурия. Искривление световых лучей вблизи Солнца. Временная задержка радиолокационных сигналов. Гравитационное смещение частоты. Гравитационные волны. Приёмник Вебера. Влияние гравитации на течение времени.

Чёрные дыры. Предвидение Лапласа. Течение времени рядом с чёрной дырой.

Свойства Вселенной. Закон Хаббла. Большой взрыв.

Ограничения применимости общей теории относительности.

Демонстрации.

Относительность движения.

Невесомость.

Кодограммы и таблицы по рисункам теоретической части и разработкам уроков.

Таблица «Опыт Кавендиша».

Таблица «Космические скорости».

Таблица «Планеты-гиганты».

Видеофильм «В поисках истины».

Видеофильм «Физическая картина мира».

Портреты учёных: И. Ньютона, А. Эйнштейна, Аристотеля.

Основные знания: закон всемирного тяготения, гравитационная постоянная, напряжённость гравитационного поля, потенциал гравитационного поля, потенциальная энергия однородного шарового слоя, принцип эквивалентности, космические скорости, причины возникновения приливного ускорения, кривизна пространства-времени, уравнения тяготения Эйнштейна, гравитационный радиус, экспериментальные доказательства общей теории относительности, чёрные дыры, свойства Вселенной, закон Хаббла, Большой взрыв.

При выполнении лабораторной работы: правила техники безопасности, цель и содержание работы, теоретический материал, рекомендованный учителем.

Основные умения: решение задач с использованием закона всемирного тяготения, расчёт космических скоростей, объяснение механики небесных тел с точки зрения классической теории гравитационных взаимодействий, расчёт степени инерциальности системы отсчёта, объяснение кривизны пространства-времени, объяснение экспериментальных доказательств общей теории относительности, объяснение свойств Вселенной на основе выводов общей теории относительности.

При выполнении лабораторной работы: пользоваться измерительными приборами и материалами, составлять отчёт, анализировать полученные результаты и делать выводы.

ЛИТЕРАТУРА

Белонучкин

Б.Е. Кеплер, Ньютон и все-все-все. – М.: Наука, Б. Квант,

вып

. 78, 1990.

Бергман П. Загадка гравитации. – М.: Наука, 1969.

Брагинский В.Б., Руденко В.И., Релятивистские гравитационные эксперименты, «УФН», 1970, т. 100, в. 3.

Гарднер

М. Теория относительности для миллионов. / Пер. с англ. – М.:

Атомиздат

, 1979.

Гинзбург В.Л. О теории относительности. – М.: Наука, 1979.

Гинзбург В.Л. Общая теория относительности // Наука и жизнь. – 1987. -

7. Логунов А.А. Новая теория гравитации // Наука и жизнь. – 1987. - № 2, 3.

8. Силк Дж. Большой взрыв. – М.: Мир, 1982

9. Эйнштейн А., Инфельд И. Пространство. Время. – М.: Мир, 1985.