4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу

^ 4.16 Концепции квантовой механики

Квантовая механика изучает законы поведения наночастиц (атомов, простых частиц и т.д.)


М.Планк (изучая термическое движение тел, 1900г.): атомы излучающего тела отдают электрическую энергию порциями (квантами), при этом энергия 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу 1-го кванта пропорциональна частоте излучения : (Джс – неизменная Планка).

А.Эйнштейн (изучая явления фотоэффекта, 1905г): свет не только лишь излучается, но распространяется и поглощается квантами (кванты света – фотоны, есть исключительно в движении 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу).

А.Эйнштейн (1909г): свет сразу обладает и корпускулярными (квантовыми) и волновыми (электрическими) качествами. Т.е. свету присущ корпускулярно-волновой дуализм (двойственность).

Л де Бройль (1924г) определил универсальный корпускулярно-волновой дуализм:

каждый микрообъект проявляет себя 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу сразу и как частичка (имеющая импульс и энергию) и как волна (с частотой и длиной волны).

Де Бройлю удалось сконструировать соотношение, связывающее импульс квантовой частички с длиной волны, которая ее обрисовывает ( либо 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу ).

Экспериментальное доказательство наличия волновых параметров наночастиц (К.Дэвиссон, Л.Джермер, 1927г) привело к выводу о том, что это универсальное явление природы, общее свойство материи. Как следует, волновые характеристики должны быть присущи 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу и макроскопическим телам. Но, волновые характеристики макротел (и а именно, тела человека) не могут быть экспериментально обнаружены. Это разъясняется тем, что длина волны (назад пропорциональная массе объекта, согласно отношению Де Бройля) при большой 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу массе настолько мала, что ее обнаружение лежит за пределами способности экспериментальной техники.

Мысленный опыт «микроскоп Гейзенберга»

В традиционной физике, построенной на ньютоновских принципах и используемой к объектам макромира, принимается, что 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу процесс измерения не оказывает влияние на измеряемые характеристики объекта. Но, так ли обстоит дело в микромире, позволяет осознать последующий мысленный опыт: чтоб точно найти положение электрона в пространстве, нужно навести на него электрическую волну 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу, «осветить» его и поглядеть в некоторый сверхсильный «микроскоп». Но при всем этом сам микрообъект (к примеру, электрон), являющийся объектом излучения, в итоге взаимодействия, с направленным на него другим микрообъектом (квантом 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу света – фотоном), изменит свое положение в пространстве. Таким макаром, сам факт замера приводит к изменению положения измеряемого объекта, и некорректность измерения обуславливается самим фактом проведения измерения, а не степенью точности применяемого измерительного прибора.

Этот мысленный 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу опыт, отражающий тот факт, что измерение нереально без взаимодействия, взаимодействие – без воздействия на измеряемый объект и, как следствие, искажение результатов измерения, позволил В.Гейзенбергу (1927г) сконструировать принцип неопределенности (соотношение неопределенности):

( т.к 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу. ) тут - неопределенность (погрешность измерения) пространственной координаты наночастицы, (либо ) – неопределенность импульса (либо скорости) частички, - масса частички, - неизменная Планка.

Принцип неопределенностей касается и других черт наночастиц. Еще одна такая взаимосвязанная пара – это 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу энергия и время протекании квантовых процессов.

Принцип Гейзенберга играет в квантовой механике главную роль, хотя бы поэтому, что довольно наглядно разъясняет, как и почему микромир отличается от знакомого нам макромира. Принцип неопределенности гласит о 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу том, что если б нам удалось полностью точно установить положение квантовой частички, о ее скорости мы бы не имели ни мельчайшего представления; если б нам удалось точно зафиксировать скорость 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу частички, мы бы не имели понятия, где она находится.

Но, принцип неопределенности не утверждает, что у квантовых частиц отсутствуют определенные координаты и скорости (либо что эти величины полностью трансцендентны) – он утверждает только, что мы не 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу в состоянии достоверно выяснить и то и это сразу.


Принцип дополнительности Бора (1927г)

Соотношение неопределенностей является определенным выражением более общего положения – принципа дополнительности Бора.

Квантовомеханический принцип дополнительности:

результаты, приобретенные 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу в различных опытах, не могут быть связаны в единую картину, но они нужны для исчерпающего описания квантового объекта.

В предстоящем Бор придал принципу дополнительности широкий философский смысл: полное осознание параметров хоть какого объекта 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу исследования просит дополняющих взглядов на него с различных, несопоставимых меж собой, точек зрения.

Статистический нрав квантового описания природы.

Из-за принципа неопределенностей, описание объектов квантового микромира носит другой нрав, ежели обычное 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу описание объектов ньютоновского макромира. Заместо пространственных координат и скорости, которыми привыкли обрисовывать механическое движение, в квантовой механике объекты описываются, так именуемой, волновой функцией. Гребень «волны» соответствует наибольшей вероятности нахождения частички в пространстве 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу в момент измерения. Движение таковой волны описывается уравнением Шрёдингера, которое и гласит нам, как меняется с течением времени состояние квантовой системы.

Принципные отличия квантовой механики от традиционной механики заключаются сначала в том, что:

- ее законы 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу являются статистическими по собственной природе

- ее пророчества имеют вероятностный нрав

Резюмируем все вышеупомянутое:

- в традиционной механике можно точно вычислить значения координат и скорости объекта

- в квантовой механике можно вычислить только возможность того 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу либо другого значения координат, скорости и энергии частички в данный момент времени

- состояние системы в традиционной механике задается координатами и скоростями всех вещественных точек системы

- состояние объекта (либо системы объектов) в квантовой механике задается волновой функцией объекта 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу (либо системы объектов)

- корпускулярные характеристики света легче следить, когда его длина волны довольно мала

- волновые характеристики тела человека проблемно следить ввиду его большой массы покоя

- если в данном квантовом состоянии физические величина 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу Х не имеет определенного значения, это значит, что можно предсказать только возможность того либо другого результата измерения Х

- при содействии макроскопического измерительного прибора с квантовым объектом, в процессе измерения меняется состояние измеряемого квантового объекта 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу.

Принцип дополнительности Бора (в узеньком квантовомеханическом смысле):

- результаты, приобретенные в различных опытах, не могут быть связаны в единую картину, но они нужны для исчерпающего описания квантового объекта

- все величины, характеризующие объект, можно поделить 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу на такие группы, что измерение величин из одной группы делает неосуществимым либо неточным измерение соответственных величин из другой группы

- дополнительные физические величины всегда связаны тем либо другим соотношением неопределенности

- дополнительными величинами являются 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу: координаты и импульс; энергия и время

- при четком измерении физической величины нереально измерить точно дополнительную ей величину (это следует из принципа неопределенности)

- принцип дополнительности отражает невозможность невозмущенных измерений (это следует из принципа неопределенности).

Принцип 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу дополнительности Бора (в широком философском смысле):

- полное осознание параметров хоть какого объекта исследования просит взора на него с различных, несопоставимых, дополняющих друг дружку точек зрения

- исследование действительности всегда сопровождается ее конфигурацией, а 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу итог исследования находится в зависимости от того как оно производится

- значение принципа дополнительности заключается в том, что он подчеркивает равноценность различных, в том числе несопоставимых точек зрения

- совершенно точно, одним способом нереально обрисовать явление 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу, объект либо субъект – нужно привлечь дополнительные представления

- никакое отдельное познание о предмете не может быть самодостаточным, требуется дополнение в лице других наук.


Примеры проявления принципа дополнительности (в широком смысле):

- культура как цельность ее научной и 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу гуманитарно-художественной составляющей

- человек как цельность его био и общественного начал

- естественнонаучная и гуманитарная культуры – это два, взаимодополняющих друг дружку, метода постижения мира человека

- отношения меж объектом исследования и исследователем являются одним из примеров принципа дополнительности

- био 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу и соц сути в человеке – это две, дополняющие друг дружку, свойства

- соотношения меж хаосом и порядком в процессе самоорганизации материи являются одним из примеров деяния принципа дополнительности

- анализ и синтез – два способа 4.16 Концепции квантовой механики - Основные положения по курсу научного зания, которые связаны вместе по принципу дополнительности.




40-sovremennie-metodi-organizacii-prodazh-bankovskih-uslug-attestacionnie-voprosi.html
400400-nazvanie-raboti.html
4020mart-2011-goda-kniga-vosmaya.html