Форма-трафарет Садовая дорожка Заработок для студента Заказать диплом Cкачать контрольную Курсовые работы Репетиторы онлайн по любым предметам Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ Магазин студенческих работ Диссертации на заказ Заказать курсовую работу или скачать? Эссе на заказ Банк рефератов и курсовых Физические основы термодинамики Атомная физика Закон радиоактивного распада Идеальный 3х атомный газ Уравнение динамики поступательного движения тела Лекции и задачи по физике Что такое соотношения неопределенностей Гейзенберга?Де Бройль предложил, что каждая частица, обладающая в данной системе отсчета энергией Е и импульсом , может быть описана плоской волной, характеризуемой частотой и длиной волны . Шредингер создал математическую теорию, описывающую поведение этой волны в зависимости от параметров частицы и начальных условий. Чем же является эта волна? Наиболее распространенной является вероятностная интерпретация: волна определяет вероятность нахождения частицы в различных точках пространства. Рассмотрим, в соответствии с этой интерпретацией, частицу, двигающуюся прямолинейно и равноверно. Зная массу и скорость частицы можно рассчитать ее импульс, а значит и длину соответствующей ей волны. Но плоская волна определенной длины «не может иметь конца» — она «занимает все пространство», а это значит, что частицу с одинаковой вероятностью можно встретить в любом месте пространства. Или, иными словами, если импульс частицы задан точно, то ее местоположение совершенно неопределенно. Можно показать, что верно и обратное утверждение.Подобные этому количественные соотношения (соотношения неопределенностей) были установлены Гейзенбергом, например:где Dx и Dpx – неопределенности в задании координаты и проекции импульса частицы соответственно.Таким образом, эти соотношения устанавливают связь между неопределенностями в задании механических параметров частиц, ярко демонстрируя своеобразие описания микромира квантовой физикой.Как изменился характер описываемых причинно-следственных связей при переходе от классической механики к квантовой?- В рамках классической механики знание начальных условий (положения и скорости частиц при t=0) для системы частиц дает возможность рассчитать состояние системы в любой другой момент времени, причем это состояние определяется начальными условиями совершенно однозначно: будущее мира полностью определено его прошлым. Квантовая механика дает возможность однозначно определить лишь вероятность того или иного состояния системы в любой момент времени: прошлое лишь создает предрасположенность к тому или иному будущему.Что такое люминесценция?- Люминесценция представляет собой излучение света телами, избыточное над их тепловым излучением. Люминесценция вызывается переходом излучающих частиц в возбужденное состояние под действием освещения тела (фотолюминесценция), вследствие бомбардировки электронами (катодолюминесценция), при пропускании тока (электролюминесценция), при химических реакциях (хемилюминесценция).Что такое лазер?Лазер (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation; оптический квантовый генератор: ОКГ) это источник электромагнитного излучения, действие которого основано на усилении света в результате индуцированного излучения атомов. Излучение лазера характеризуется высокой направленностью и большой плотностью энергии.Индуцированное излучение — процесс испускания электромагнитных волн возбужденными атомами под действием вынуждающего излучения. Частота, фаза, поляризация и направление испускаемого и вынуждающего излучения совпадают. Что такое радиоактивный распад и какие закономерности могут быть выявлены в этом явлении?Радиоактивный распад – это самопроизвольное превращение неустойчивых атомных ядер в ядра других элементов, сопровождающееся испусканием ядерных излучений. Эти излучения имеют сложный состав: a-частицы, b-частицы, g-лучи. где a-частица — ядро атома гелияb-частица — электрон.g-лучи — коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны менее 0,1 нм.Темп распада может быть охарактеризован периодом полураспада – промежутком времени, в течение которого в среднем распадается половина всех атомов данного радиоактивного вещества. В соответствии с этим понятием может быть записан закон радиоактивного распада:где N 0- число не распавшихся ядер в момент времени t = 0N — число не распавшихся ядер в момент времени tT — период полураспадаЗакон радиоактивного распада – закон статистический, он справедлив лишь для объектов, содержащих большие количества делящихся ядер, и дает возможность рассчитать долю наличных радиоактивных ядер, не распавшихся к данному моменту. О «судьбе» какого-либо определенного ядра закон никакой информации не дает.Что такое фундаментальные взаимодействия?- Несмотря на разнообразие взаимодействий тел друг с другом, в природе, по современным данным, имеется лишь четыре типа фундаментальных (не сводимых друг к другу) взаимодействий (в порядке возрастания интенсивности взаимодействия):гравитационное взаимодействие, проявлением которого являются силы, которые определяются массами взаимодействующих тел;слабое взаимодействие, проявлением которого являются b-распад ядер (испускание ядром электрона: ), процессы К-захвата (захват ядром электрона из своей оболочки: ), многие виды распада элементарных частиц (например, распад нейтрона: ) и процессы взаимодействия нейтрино с веществом (нейтрино (n) — электрически нейтральная элементарная частица, масса покоя которой равна нулю);электромагнитное взаимодействие, проявлением которого являются силы, действующие между телами, обладающими электрическими зарядами;сильное взаимодействие, проявлением которого являются ядерные силы, удерживающие протоны и нейтроны в ядрах, а также многочисленные ядерные реакции.Что такое элементарные частицы?Элементарные частицы – это частицы, которым на современном уровне знаний нельзя приписать определенную внутреннюю структуру. Название “элементарные” — условное, т.к. эти частицы, возможно, представляют собой весьма сложные физические объекты.К настоящему моменту обнаружено более 300 частиц, которые можно отнести к разряду элементарных. Все это разнообразие, в соответствии с наиболее распространенным взглядом на вещи, может быть сведено трем типам фундаментальных (т.е. бесструктурных, не состоящих друг из друга) частиц:частицы-переносчики (кванты) фундаментальных взаимодействий:гравитоны – кванты гравитационного взаимодействия;векторные бозоны – кванты слабого взаимодействия;фотоны – кванты электромагнитного взаимодействия;глюоны – частицы, обеспечивающие взаимодействие между кваркамилептоны – легкие частицы (электроны, мезоны, нейтрино), участвующие только в слабом и электромагнитном взаимодействиях; кварки – ненаблюдаемые в свободном состоянии составные части тяжелых частиц – адронов (например, протонов и нейтронов или частиц, обеспечивающих сильное взаимодействие между ними — мезонов).Каково соотношение между классической и квантовой физикой?- Это соотношение определяется принципом соответствия: Новая теория, претендующая на более широкую область применимости, чем старая, должна включать последнюю как предельный (частный) случай.В данном случае классическая физика (механика Ньютона и электродинамика Максвелла) включается в квантовую как предельный случай, реализуемый при рассмотрении таких систем, в которых составляющим их телам соответствуют волны де Бройля с длиной много меньше, чем характерные размеры системы.Пример: при движении Земли вокруг Солнца отношение длины волны де Бройля, связанной с Землей, к длине ее орбиты . Это величина чрезвычайно мала, следовательно данная система может рассматриваться как классическая, без учета квантовых эффектов.Что такое квантово-статичтическая картина мира?- Классическая картина мира была результатом теоретического осмысления экспериментов с телами, имеющими размеры, существенно превосходящие размеры мельчайших частиц вещества. Попытка распространить полученные таким образом законы на явления микромира привела к противоречиям, разрешение которых существенно изменило саму картину мира. В новом описании мира классический закон движения частицы (зависимость положения частицы от времени) заменяется волновой функцией, квадрат которой определяет плотность вероятности нахождения частицы в любой точке пространства в зависимости от времени. Такой способ описания влечет за собой многочисленные следствия, главным из которых является статистический характер законов квантовой физики: прошлое больше не определяет полностью будущее мира, оно лишь создает предрасположенность, которая и подлежит количественной оценке. Механический эквивалент теплоты В прежние времена, когда природа теплоты еще не была понята, теплоту измеряли в особых единицах – калориях, за которую принималось количество теплоты, необходимой для нагревания одного грамма воды на один градус Цельсия. В статье “Замечания о силах неживой природы”, появившейся в мае 1842 года в журнале “Анналы химии и фармакологии”, врач Юлиус Роберт Майер (1814-1878) приводит вычисление механического эквивалента теплоты (что для нас означает перевод джоулей в калории, хотя во времена Майера были другие единицы измерения работы). Хотя Майер получил заниженное численное значение коэффициента перевода, поскольку в его распоряжении не оказалось правильных экспериментальных данных, однако ход его рассуждений был принципиально правильным. Поэтому, следуя идее Майера и опираясь на более точное значение разности удельных (в расчете на единицу массы) теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме (Ср — Сv), проделаем следующий мысленный эксперимент. При нагревании на 1 градус Кельвина одного кубического метра воздуха при постоянном давлении в нормальных условиях (при Р = 105 Па и Т = 273 К) согласно закону Гей-Люссака его объем увеличится на 1/273 часть, то есть V = 1/273 м3. Плотность воздуха при этих условиях кг/м3. Разность удельных теплоемкостей (Ср-Сv) = 68 калорий/кгК. Уже во времена Майера было понятно, что превышение теплоемкости при постоянном давлении над теплоемкостью при постоянном объеме связано с работой газа по увеличению объема в условиях противодействия внешнего давления расширению газа. Следовательно, должно выполняться соотношение V(Ср — Сv)*Т = Р*V, так как избыточное потребление теплоты (по сравнению с изохорным процессом) идет на совершение работы. В нашем случае это равенство дает численное соотношение 1,29*1*68*1 (калории) = 105*1/273 (Дж), откуда сразу следует, что 1калория = 4,19Дж, или 1Дж = 0,24 калории, что и представляет собой механический эквивалент теплоты и термический эквивалент работы. Итак, когда затрачивается теплота и совершается работа (и, соответственно, когда затрачивается работа и обнаруживается теплота), то эти величины друг другу пропорциональны. Именно в этом состоит принцип эквивалентности теплоты и работы. Как мы видим, Майер использовал очень остроумный способ вычисления коэффициента пропорциональности теплоты и работы с помощью мысленного эксперимента и опытных данных о свойствах газов, но были, конечно, и прямые опыты по вычислению механического эквивалента теплоты. Так, Джоуль на протяжении 13-и лет совершенствовал устройство своего термостата (конструкция которого рассматривается во многих учебниках), в котором работа, затраченная на перемешивание жидкости с помощью опускающихся тяжелых грузов, вызывала повышение температуры этой жидкости. Само собой разумеется, что все правильно поставленные опыты дают не противоречащие друг другу результаты, то есть совпадающие в пределах погрешности эксперимента. Еще один результат, полученный Майером, весьма пригодился в модели идеального газа. Поскольку внутренняя энергия реальных газов согласно экспериментам Гей-Люссака (оказавшимися впоследствии недостаточно точными) не показала зависимости от объема (то есть внутренняя энергия газа зависит как будто бы только от температуры), то из уравнения состояния идеального газа (1.2′) и выражения (2.6) получается соотношение Майера для разности молярных теплоемкостей идеального газа Ср — Сv = R, (2.8) где R — универсальная газовая константа. R = 1,98 калории/мольК = 8,31 Дж/мольК. Мерой инертности твердого тела