На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Особенности становления квантовой механики и ее предмета

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 04.07.2012. Сдан: 2011. Страниц: 4. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Содержание
І. 1. Особенности  становления квантовой механики и ее предмета.
2. Основные принципы  квантово-механического описания.
ІІ. Чем отличаются статистические закономерности в природе  от динамических. Приведите примеры.
ІІІ. 1. За какое  выдающееся открытие два советских  физика и один американский были удостоены  в 1963 г. Нобелевской премии. Как оно  связано с квантовой механикой. 

І. 1. Особенности становления  квантовой механики и ее предмета
Квантовая механика – это физическая теория, устанавливающая  способ описания и законы движения на микроуровне. Ее появление совпало  с началом века. В основе  квантово – полевой картины мира (КПКМ) лежит новая физическая теория – квантовая механика, описывающая состояние и движение микрообъектов. Это была четвертая после механики, электродинамики и теории относительности фундаментальная физическая теория. Она является базой для развития современного естествознания. Ее разработка явилась величайшей революцией в познании мира. В основе квантовой механики лежат фундаментальные идеи о квантовании физических и величин и корпускулярно – волновом дуализме. Идея квантования сформировалась на основе ряда открытий в конце XІX – начале XX веков.
В 1897 г. был открыт электрон, его заряд оказался элементарным т.е. самым наименьшим, существующим в природе в свободном состоянии. Заряд любого тела равен целому числу  элементарных зарядов. Таким образом, электрический заряд дискретен, равенство q = ± ne представляет формулу  квантования электрического заряда.
Во второй половине  XX в. в результате исследования теплового излучения было открыто ряд законов: Кирхгофа, Стефана – Больцмана, Вина
М. Планк в 1900 г. предположил следующую теорию (Квантовая гипотеза Планка), что  свет испускается неделимыми порциями энергии – квантами и математически  представил это в виде формулы
Е = h v
где V – частота  света, а h – универсальная постоянная, характеризующая меру дискретной порции энергии, которой обмениваются вещество и излучение. В атомную теорию вошли, таким образом, прерывистые  физические величины, которые могут изменятся только скачками.
Планк ввел в  физику новые представления. Сам  того же не желая Планк совершил переворот в физике. Его гипотеза стала началом новой квантовой  физики (старая получила название классической). Квантовая гипотеза с момента  ее появления упорно пробивала себе дорогу в физических представлениях и мировоззрении физиков. В конце XІX в. в результате экспериментов  были установлены три закона фотоэффекта  – это явление вырывания электронов из вещества под действием света.
Два из них –  независимость энергии выбиваемых электронов от интенсивности света, а зависимость ее только от частоты  и наличия для каждого вещества красной границы фотоэффекта (минимальной  частоты, при которой фотоэффект еще возможен) – не объяснялись  на основе представлений ЭМКМИ.
В 1905 году для  решения этих трудностей молодой  А. Эйнштейн не только принял квантовую  гипотезу Планка, но и расширил ее, предположил, что свет не только излучается квантами, но и распространяется и поглощается  квантами
Он первым понял, дискретность – свойство света. Электромагнитное поле – поток квантов (фотонов) Эйнштейну  удалось объяснить все экспериментальные  данные, относящиеся к явлению  фотоэффекта, испусканию веществом  электронов под воздействием электромагнитного  излучения.
Электроны, поглощая фотоны, увеличивают свою энергию  и в результате способны покинуть вещество.
В  1911 английский физик Э. Резерфорд предположил модель атома: электроны движутся по законам Максвелла  вокруг  значительно более массивного атомного ядра. Резерфорд изучал прохождение  a - частиц через тонкую металлическую фольгу. Его модель атома позволяла объяснить результаты экспериментов, но она противоречива.
В 1913 г. Н. Бор  предположил, что электроны находятся  на стационарных орбитах и не излучают энергию. Порция энергии излучается лишь при переходе с одной стационарной орбиты на другую:
hv= Ен – Ек
где Ен и Ек –  энергия электрона на его начальной  и конечной орбитах.
Существенно новый  импульс квантово – механические представления получили благодаря, выдвинутой в 1924г. французским физиком  Л.де Бройлем гипотезы, так называемого  корпускулярно – волнового дуаделизма. Он утверждал, что частицы материи (а не только фотоны) обладают как  корпускулярными, так и волновыми  свойствами. Теория Бора позволила  понять и объяснить атомные спектры  и другой экспериментальный материал, накопленный в физике в конце XІX первой четверти XX вв. Это был  несомненный успех. Последовательной теорией атомных и ядерных  процессов стала квантовая механика, созданная в 1924-1927 гг.
В квантовой  механике одинаковые частицы в одинаковых условиях могут вести себя по –  разному. Законы квантовой механики  - законы статистического характера. Квантовая механика отказывается от поиска индивидуальных законов элементарных частиц и устанавливает статистические законы.
На базе квантовой  механики невозможно описать положение  и скорость элементарной частицы  или предсказать ее будущий путь. Волны вероятности говорят о  вероятности встретить электрон в том или ином месте.
Квантовая теория уже не допускает вполне объективного описания природы. Человек перешел  на тот уровень исследования, где  влияние оказывается неустранимым в ходе эксперимента и фиксируемым  результатом является взаимодействие изучаемого объекта и измерительного прибора.
На основании  квантовой механики объясняются  многие микропроцессы, происходящие в  пределах атома, ядра и элементарных частиц – появились новые отрасли  современной физики: квантовая оптика и квантовая теория твердого тела, квантовая электродинамика и  многие другие. 

I. 2. Основные принципы  квантово – механического  описания  

2.1 Принцип наблюдаемости
Согласно принципу наблюдаемости, сформулированному  одним из основателей квантовой  механики В. Гейзенбергом, «разумно включать в теорию только величины, поддающиеся  наблюдению…» [12, с. 191].
В любой науке  данные наблюдений становятся понятными  лишь тогда, когда есть теория. Все  физические теории, которые были известны ученым до создания квантовой механики, содержали исключительно понятия, прямо и непосредственно сопряженные  с данными наблюдений.
AY = аn Y
Измерение имеет  дело непосредственно с аn, собственными значениями оператора A. Из трех физических конституентов.
A, Y и аn измеряется лишь последний. Все физические теории, которые были известны учеными до создания квантовой механики, содержали  исключительно понятия прямо  и непосредственно сопряженные  с данными наблюдений.
В квантовой  механике появляются ранее неведомые  физикам конструкты, волновая функция (Y)оператор ( A), причем оба в принципе не могут быть зарегистрированы в  эксперименте:
A и Y не наблюдаемы, лишь аn фиксируется в эксперименте.
Квантово-механическая реальность открывается в эксперименте лишь одной своей гранью. Вопреки  расхожему мнению реальность дана не только в эксперименте, но и в  теории. Разумеется, остается в силе старое правило: подтверждением теории является ее согласие с данными наблюдений. В науке, в том числе физике, данные наблюдений никогда не фигурируют отдельно от теории, т.е. концептуальной интерпретации. Главная цель ученых состоит в том, чтобы добиться гармонии, резонанса теории и эксперимента.
2.2 О наглядности  квантово-механических  явлений
Все, что происходит с квантовыми объектами до фиксации собственных значений
аn того или иного  оператора A, в эксперименте не фиксируется  в непосредственном виде, а потому не дано в наглядной форме. Несостоятельна всякая попытка представления себе квантового объекта самого по себе, до его взаимодействия с макроусловиями его существования. Квантово-механические явления как таковые невозможно сфотографировать и представить их изображения, они не поддаются зарисовке. Это и не сгустки вещества, и не волны распределенные в реальном пространстве, и не материальные точки, движущиеся по траекториям.
Все попытки  представить себе квантовые объекты  и происходящие с ними процессы в  наглядной, т.е. подвластной чувствам форме игнорируют специфику квантовой  механики. Желающий уяснить себе природу  квантово- механических явлений должен записать волновую функцию Y и те уравнения, в которых она фигурирует, а  затем подвергнуть полученные записи всестороннему анализу, при этом часто оказывается возможным  изображение аналитических выражений  в форме графических построений. Природа квантово-механических явлений  такова, что она может быть представлена в аналитико-графическом виде, но не в форме изображения объектов в пространстве.
Квантово-механические явления таковы, каковыми их описывают  уравнения квантовой механики, исходя из которых можно предсказать, причем вероятностным образом, результаты измерений. Эти уравнения не позволяют  предсказать наличие у квантовых  объектов, каких- то   «скрытых» параметров, доступных наблюдениям, если не настоящим, то будущим. При правильном понимании квантовой механики вопрос о скрытых параметрах вообще не возникает, он инициируется теми, кто абсолютизирует концептуальную базу классической физики, в результате чего переносит ее в квантовую механику.
Квантовая механика описывает поведение реальных, а  не мифических частиц, но посредством  особых концептуальных средств, иных, чем те, которые использовала классическая физика и от которых пришлось отказаться под давлением экспериментальных  фактов.
2.3 Соотношение неопределенностей
Как было впервые  подмечено В. Гейзенбергом, измеряемые значения координат квантовых объектов и их импульсов подчиняются соотношениям:
Х    Рх>    ђ,       У     Ру > ђ,        Z       Рz > ђ,
где значок   обозначается - неопределенность. Соотношения Гейзенберга свидетельствуют о том, что чем определеннее значение одного из параметров, входящих в указанные соотношения, тем неопределеннее значение другого параметра, и, наоборот, чем больше неопределенность координаты, тем меньше неопределенность импульса: имеется в виду, что оба параметра измеряются одновременно.
Соотношение неопределенностей  Гейзенберга вытекает непосредственно  из квантово-механического формализма. Анализ показал, что соотношение  неопределенностей выполняется  для тех величин, операторы которых  не коммутируют друг с другом. Соотношения  неопределенностей Гейзенберга  как показывают простейшие подсчеты, являются следствием наличия некоммутирующих  операторов. Иначе говоря, природа  квантовых объектов такова, что взаимосопряженные (т.е. соотносящиеся с некоммутирующими операторами) величины связаны друг с другом уравнением неопределенностей, в случае взаимосопряженных параметров. Одновременно точно можно измерить лишь те величины, которым соответствуют  коммутирующие друг с другом операторы.
2.4 Принцип дополнительности  Н. Бора
Квантовые объекты  относительны к средствам наблюдения. О параметрах квантовых явлений  можно судить лишь после ТОО как  они провзаимодействовали со средствами наблюдения, т.е. приборами.
«Поведение атомных  объектов невозможно резко отграничить  от их взаимодействия с измерительными приборами, фиксирующими условия, при  которых происходят явления» [9, с.406].
При этом приходится учитывать, что приборы, которые  используются для измерения параметров, связанных между собой соотношением неопределенностей, разнотипны. Исследователи  вынуждены прибегать к использованию  различных установок.
«…Данные, полученные при различных условиях опыта, не могут быть охвачены одной-единственной картиной; эти данные должны рассматриваться  как дополнительные в том смысле. Что только совокупность разных явлений  может дать более полное представление  о свойствах объекта» [9, с.407]. В  этом как раз и состоит содержание принципа дополнительности.
Согласно квантовой  механике, каждое отдельно проведенное  измерение разрушает микрообъект: после измерения его волновая функция перестает существовать. Чтобы провести измерение приходится заново готовить микрообъект. Это обстоятельство существенно усложняет процесс  синтеза данных измерений по сравнению  с теми. Что имеет место в  классической физике и специальной  теории относительности. В этой связи  Бор как раз и утверждал  взаимодополнительность квантовых  измерений. Данные классических измерений  не взаимодополнительны, они просто-напросто сосуществуют, имеют самостоятельный  смысл независимо друг от друга. Взаимодополнение имеет место там, где исследуемые  сущие неотделимы друг от друга и  взаимосвязаны между собой.
Бор соотносил  принцип дополнительности не только с физическими науками. По мысли  Бора, возможности живых существ  столь многообразны  и так тесно взаимосвязаны, что при их изучении вновь приходится обращаться к процедуре взаимодополения данных наблюдений. К сожалению, эта мысль Бора не получила должного развития по настоящий день.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.