Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
2 ЧАСТЬ
Вопросы:
22- Суть принципа Гейзенберга состоит в том, что любые системы, с помощью которых мы проводим исследования, "вмешиваются в естественно протекающий процесс"! Если что-либо мы измеряем с большой точностью, то другую величину мы измеряем уже с большой погрешностью. Так нельзя одновременно измерить точно координату элементарной частицы , и ее импульс в данном месте! И связь между неточностью измерения импульса и координаты и дается соотношением Гейзенберга. Изложенное меняет распространенное представление о соотношении неопределенности и связанных с ней парадоксах.
1.Влияние измерительного инструмента н одновременное его воздействие на результат измерения сопряженных параметров не является спецификой квантовой механики и рассматриваемого соотношения. Специфичным является феномен квантования “действия”.
2.Соотношение неопределенности не отражает волновых свойств частиц [14] (см. в настоящем сборнике: Бернштейн В. М. Развитие электродинамики Гаусса – Вебера. Квантовая механика без волновой теории.)
3.Специфическая неопределенность соответствует невозможности определения параметров отдельной частицы и не отражает вероятностный подход, относящийся к ансамблю частиц.
4.Специфическая неопределенность отдельно каждого из сопряженных параметров определяется методикой измерения.
Связь между точностями измерения сопряженных параметров имеет место не просто при одновременном измерении обоих параметров, а при едином измерении, соответствующим определению количества квантов действия с параллельной, зависящей от используемой методики измерения, оценкой их компонентов — сопряженных параметров. Моделью подобного измерения является индикатор, в котором имеются три шкалы, отградуированные не только в квантах действия, но и в измеряемых сопряженных параметрах
23- Принцип дополнительности — один из важнейших принципов квантовой механики, сформулированный в 1927 году Нильсом Бором. Согласно этому принципу, для полного описания квантовомеханических явлений необходимо применять два взаимоисключающих («дополнительных») набора классических понятий, совокупность которых даёт исчерпывающую информацию об этих явлениях как о целостных. Например, дополнительными в квантовой механике являются пространственно-временная и энергетически-импульсная картины.
Принцип дополнительности лёг в основу так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики и анализа процесса измерения характеристик микрообъектов. Согласно этой интерпретации, заимствованные из классической физики динамические характеристики микрочастицы (её координата, импульс, энергия и др.) вовсе не присущи частице самой по себе. Смысл и определённое значение той или иной характеристики электрона, например, его импульса, раскрываются во взаимосвязи с классическими объектами, для которых эти величины имеют определённый смысл и все одновременно могут иметь определённое значение (такой классический объект условно называется измерительным прибором). Роль принципа дополнительности оказалась столь существенной, что Паули даже предлагал назвать квантовую механику «теорией дополнительности» по аналогии с теорией относительности
24- Фундаментальных частиц уже больше 30. Это лептоны, кварки, калибровочные бозоны и фотон.
25- Элемента́рная части́ца — собирательный термин, относящийся к микрообъектам в субъядерном масштабе, которые невозможно расщепить на составные части.
Следует иметь в виду, что некоторые элементарные частицы (электрон, нейтрино, кварки и т. д.) на данный момент считаются бесструктурными и рассматриваются как первичные фундаментальные частицы. Другие элементарные частицы (так называемые составные частицы — протон, нейтрон и т. д.) имеют сложную внутреннюю структуру, но, тем не менее, по современным представлениям, разделить их на части невозможно (см. Конфайнмент). Всего вместе с античастицами открыто более 350 элементарных частиц. Из них стабильны фотон, электронное и мюонное нейтрино, электрон, протон и их античастицы. Остальные элементарные частицы самопроизвольно распадаются за время от приблизительно 1000 секунд (для свободного нейтрона) до ничтожно малой доли секунды (от 10-24 до 10-22, для резонансов).
26-27- На сегодня достоверно известно существование четырех фундаментальных взаимодействий: гравитационного - (притяжение, всеми́рное тяготе́ние, тяготе́ние) (от лат. gravitas — «тяжесть») — универсальное фундаментальное взаимодействие между всеми материальными телами. В приближении малых скоростей и слабого гравитационного взаимодействия описывается теорией тяготения Ньютона, в общем случае описывается общей теорией относительности Эйнштейна. Гравитация является самым слабым из четырёх типов фундаментальных взаимодействий. В квантовом пределе гравитационное взаимодействие должно описываться квантовой теорией гравитации, которая ещё полностью не разработана.; электромагнитного — одно из четырёх фундаментальных взаимодействий. Электромагнитное взаимодействие существует между частицами, обладающими электрическим зарядом. С современной точки зрения электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами осуществляется не прямо, а только посредством электромагнитного поля. С точки зрения квантовой теории поля электромагнитное взаимодействие переносится безмассовым бозоном — фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля). Сам фотон электрическим зарядом не обладает, а значит не может непосредственно взаимодействовать с другими фотонами. Дальнодействующий характер; сильного - участвуют кварки и глюоны и составленные из них частицы, называемые адронами (барионы и мезоны). Оно действует в масштабах порядка размера атомного ядра и менее, отвечая за связь между кварками в адронах и за притяжение между нуклонами (разновидность барионов — протоны и нейтроны) в ядрах; слабого - Оно ответственно, в частности, за бета-распад ядра. Это взаимодействие называется слабым, поскольку два других взаимодействия, значимые для ядерной физики (сильное и электромагнитное), характеризуются значительно большей интенсивностью. Однако оно значительно сильнее четвёртого из фундаментальных взаимодействий, гравитационного. Слабое взаимодействие является короткодействующим — оно проявляется на расстояниях, значительно меньших размера атомного ядра (характерный радиус взаимодействия 2·10−18 м[1]). Переносчиками слабого взаимодействия являются векторные бозоны W^+, W^- и Z^0. При этом различают взаимодействие так называемых заряженных слабых токов и нейтральных слабых токов.
28- Классификация эл-х частиц: Лептоны (греч. «лептос» – лёгкий) - частицы, участвующие в электромагнитных и слабых взаимодействиях. К ним относятся частицы, не обладающие сильным взаимодействием: электроны ( ), мюоны ( ), таоны ( ), а также электронные нейтрино ( ), мюонные нейтрино ( ) и тау-нейтрино ( ). Все лептоны имеют спины, равные 1/2 , и следовательно являются фермионами. Все лептоны обладают слабым взаимодействием. Те из них, которые имеют электрический заряд (т.е. мюоны и электроны), обладают также и электромагнитным взаимодействием. Нейтрино участвуют только в слабых взаимодействиях.
Адроны (греч. «адрос» – крупный, массивный) - частицы, участвующие в сильных, электромагнитных и слабых взаимодействиях. Сегодня известно свыше сотни адронов и их подразделяют на барионы и мезоны.
Барионы - адроны, состоящие из трёх кварков (qqq) и имеющие барионное число B = 1. Класс барионов объединяет в себе нуклоны (p, n) и нестабильные частицы с массой большей массы нуклонов, получившие название гиперонов ( ). , и с. Масса К-мезонов составляет 970 . Время жизни К-мезонов имеет величину порядка с. Масса эта-мезонов 1074 , время жизни порядка с. В отличие от лептонов, мезоны обладают не только слабым (и если они заряжены, электромагнитным), но также и сильным взаимодействием, проявляющимся при взаимодействии их между собой, а также при взаимодействии между мезонами и барионами. Спин всех мезонов равен нулю, так что они являются бозонами.
Калибровочные бозоны - частицы, осуществляющие взаимодействие между фундаментальными фермионами (кварками и лептонами). Это частицы W+, W–, Z0 и восемь типов глюонов g. Сюда же можно отнести и фотон γ.
29- По времени возможного существования в свободном состоянии все элементарные частицы делятся на стабильные и нестабильные. К стабильным относятся: фотоны*, электронное и мюонное нейтрино, электроны* , протоны* и их античастицы. Остальные элементарные частицы самопроизвольно распадаются за время от 103 с для свободных нейтронов* до 10-22-10-24 с для частиц, называемых резонансами.
30-Самые короткоживущие частицы: Время жизни этих частиц 10-23 сек) таково, что они не оставляют никаких следов в камере Вильсона. Рождаются и почти сразу же гибнут, пролетев расстояния порядка размера протона (10-13 см). Название частиц: резонансы или резононы.
31- Отличия частицы и античастицы: Античасти́ца — частица-двойник некоторой другой элементарной частицы, обладающая той же массой и тем же спином, но отличающаяся от неё знаками всех других характеристик взаимодействия (зарядов, таких как электрический и цветовой заряды, барионное и лептонное квантовые числа).
32- Безмассовые частицы (люксо́ны) — частицы, масса покоя которых равна нулю. Любая безмассовая частица может двигаться только со скоростью света. Такая частица не может находиться в состоянии покоя: она может родиться (быть излучена), двигаться со скоростью света, затем уничтожиться (поглотиться).
33- Элементарная частица носящая наименьший электрический разряд - электрон (но вы можете знать и о виртуально- существующем «кварки» с зарядом 1/3 заряда электрона).
34- Люксоны движутся со скоростью света и не имеют массы покоя
35- ??? совр.теория(модель) строения веществ – атомная???
36- Существует шесть кварковых ароматов, по числу типов кварков: u, d, s, c, b, t. Аромат кварков сохраняется в сильных и электромагнитных взаимодействиях, но не сохраняется в слабых взаимодействиях. Для всех именованных ароматов кварков (странность, очарование, прелесть и истинность) правило следующее: значение аромата и электрический заряд кварка имеют одинаковый знак. По этому правилу любой аромат, переносимый заряженным мезоном, имеет тот же знак, что и его заряд.
Итак, 6 типов кварков. Каждый из них, по представлениям современной физики элементарных частиц, существует в трех вариантах, может иметь три «цвета», «цветовых» заряда — желтый, красный или синий. Протон, нейтрон и другие подобные им частицы состоят из трех кварков каждая, но с различными «цветовыми» зарядами. Такие трехкварковые частицы называются барионами. Протон состоит из двух u-кварков и одного d-кварка, нейтрон — из двух d-кварков и одного u-кварка. Из двух кварков, точнее, из кварка и антикварка, построены мезоны, также довольно многочисленная группа частиц.
37- ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЧЕТНОСТИ. Чётность, квантовомеханическая характеристика состояния физической микрочастицы (молекулы, атома, атомного ядра, элементарной частицы), отображающая свойства симметрии этой микрочастицы относительно зеркальных отражений. В процессах, обусловленных сильными взаимодействиями и электромагнитными взаимодействиями, имеет место закон сохранения четности: физическая система, обладавшая в начальном состоянии зеркальной симметрией определённого типа, сохраняет эту симметрию во все последующие моменты времени. Сохранение четности приводит к ряду отбора правил в электромагнитном излучении атомов и атомных ядер, в ядерных реакциях и в реакциях взаимопревращений элементарных частиц. Закон сохранения четности можно продемонстрировать на примере Зеемана эффекта. При наложении магнитного поля интенсивность излучения отдельных спектральных линий остаётся симметричной относительно плоскости, перпендикулярной полю, хотя и перестаёт быть одинаковой во всех направлениях.
Установлено, что каждый закон сохранения связан с какой-либо симметрией в окружающем нас мире (теорема Нетер). Так законы сохранения энергии и импульса связанны с однородностью времени и пространства. Закон сохранения момента количества движения связан с симметрией пространства относительно вращений. Законы сохранения зарядов связаны с симметрией физических законов относительно специальных преобразований, описывающих частицы.
38=23
39- Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем. Первое начало термодинамики было сформулировано в середине XIX века в результате работ немецкого учёного Ю. Р. Майера, английского физика Дж. П. Джоуля и немецкого физика Г. Гельмгольца[1]. Согласно первому началу термодинамики, термодинамическая система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.
-В любой изолированной системе запас энергии остаётся постоянным. Это — формулировка Дж. П. Джоуля (1842 г.).
-Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил
-Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе, то есть, оно зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход. Это определение особенно важно для химической термодинамики (ввиду сложности рассматриваемых процессов). Иными словами, внутренняя энергия является функцией состояния. В циклическом процессе внутренняя энергия не изменяется
-Изменение полной энергии системы в квазистатическом процессе равно количеству теплоты Q, сообщённому системе, в сумме с изменением энергии, связанной с количеством вещества N при химическом потенциале \mu, и работы A'[3], совершённой над системой внешними силами и полями, за вычетом работы A, совершённой самой системой против внешних сил
40- Доказывается, что закон сохранения импульса тела является частным случаем закона сохранения энергии.
41- Термодинамическая работа — способ передачи энергии, связанный с изменением внешних параметров системы. Поскольку все виды энергии, за исключением тепла, могут быть в принципе без всяких ограничений превращены в „работу или друг в друга, в термодинамике все они объединяются под одним названием - работа (А). (????????)
42- Внутренняя энергия термодинамической системы может изменяться двумя способами: посредством совершения работы над системой и посредством теплообмена с окружающей средой. Энергия, которую получает или теряет тело в процессе теплообмена с окружающей средой, называется коли́чеством теплоты́ или просто теплотой[1]. Теплота — это одна из основных термодинамических величин. Количество теплоты входит в стандартные математические формулировки первого и второго начал термодинамики. (измерение в ДЖОУЛЬ)
Определения:
5- Система отсчёта — это совокупность тела отсчёта, связанной с ним системы координат и системы отсчёта времени, по отношению к которым рассматривается движение (или равновесие) каких-либо материальных точек или тел.Математически движение тела (или материальной точки) по отношению к выбранной системе отсчёта описывается уравнениями, которые устанавливают, как изменяются с течением времени t координаты, определяющие положение тела (точки) в этой системе отсчёта. Эти уравнения называются уравнениями движения. В современной физике любое движение является относительным, и движение тела следует рассматривать лишь по отношению к какому-либо другому телу (телу отсчёта) или системе тел.
6- Релятивизм - (от лат. relativus — относительный) — методологический принцип, состоящий в метафизической абсолютизации относительности и условности содержания познания. Релятивизм проистекает из одностороннего подчёркивания постоянной изменчивости действительности и отрицания относительной устойчивости вещей и явлений. Гносеологические корни релятивизма — отказ от признания преемственности в развитии знания, преувеличение зависимости процесса познания от его условий (например, от биологических потребностей субъекта, его психического состояния или наличных логических форм и теоретических средств). Факт развития познания, в ходе которого преодолевается любой достигнутый уровень знания, релятивисты рассматривают как доказательство его неистинности, субъективности, что приводит к отрицанию объективности познания вообще, к агностицизму.
Релятивизм как методологическая установка восходит к учению древнегреческих софистов: из тезиса Протагора «человек есть мера всех вещей…» следует признание основой познания только текучей чувственности, не отражающей каких-либо объективных и устойчивых явлений.
Элементы релятивизма характерны для античного скептицизма: обнаруживая неполноту и условность знаний, зависимость их от исторических условий процесса познания, скептицизм преувеличивает значение этих моментов, истолковывает их как свидетельство недостоверности всякого знания вообще.
Аргументы релятивизма философы XVI—XVIII веков (Эразм Роттердамский, М. Монтень, П. Бейль) использовали для критики догматов религии и основоположений метафизики. Иную роль релятивизм играет в идеалистическом эмпиризме (Дж. Беркли, Д. Юм; махизм, прагматизм, неопозитивизм). Абсолютизация относительности, условности и субъективности познания, вытекающая из сведения процесса познания к эмпирическому описанию содержания ощущений, служит здесь обоснованием субъективизма.
7- Кварк — фундаментальная частица в Стандартной модели, обладающая электрическим зарядом, кратным e/3, и не наблюдающаяся в свободном состоянии. Кварки являются точечными частицами вплоть до масштаба примерно 0,5·10−19 м, что примерно в 20 тысяч раз меньше размера протона. Из кварков состоят адроны, в частности, протон и нейтрон. В настоящее время известно 6 разных «сортов» (чаще говорят — «ароматов») кварков, свойства которых даны в таблице. Кроме того, для калибровочного описания сильного взаимодействия постулируется, что кварки обладают и дополнительной внутренней характеристикой, называемой «цвет». Каждому кварку соответствует антикварк с противоположными квантовыми числами.
8- Корпускулярно-волновой дуализм - (или Ква́нтово-волново́й дуали́зм) — принцип, согласно которому любой объект может проявлять как волновые, так и корпускулярные свойства. Был введён при разработке квантовой механики для интерпретации явлений, наблюдаемых в микромире, с точки зрения классических концепций. Дальнейшим развитием принципа корпускулярно-волнового дуализма стала концепция квантованных полей в квантовой теории поля.
Как классический пример, свет можно трактовать как поток корпускул (фотонов), которые во многих физических эффектах проявляют свойства электромагнитных волн. Свет демонстрирует свойства волны в явлениях дифракции и интерференции при масштабах, сравнимых с длиной световой волны. Например, даже одиночные фотоны, проходящие через двойную щель, создают на экране интерференционную картину, определяемую уравнениями Максвелла
Эссе:
4- Пространство и время с точки зрения классической физики - В классической физике время это непрерывная величина, априорная характеристика мира, ничем не определяемая. Привычное для нас время постоянно и неизменно, каждая секунда равна другой секунду, каждая минута состоит из шестидесяти одинаковых секунд, каждый час из шестидесяти одинаковых минут по шестьдесят секунд и так далее. Время, в привычном для нас понимании объективно, его не остановишь, для каждого из нас часы тикают одинаково.
Пространство в физике очень похоже на пространство в литературе. Только в физике это область, где протекают различные физические процессы, а в литературе это место, где происходят какие-либо действия героев. Привычное для нас пространство заключено в три измерения: длина, ширина, высота. Таким образом, мы живём в мире пространства и времени. Три измерения пространства и одно измерение времени окружают и одновременно ограничивают нас.
5- Относительность пространства и времени с точки зрения общей теории относительности - В рамках общей теории относительности пространство-время имеет и единую динамическую природу, а его взаимодействие со всеми остальными физическими объектами (телами, полями) и есть гравитация. Таким образом, теория гравитации в рамках ОТО и других метрических теорий гравитации есть теория пространства-времени, полагаемого не плоским, а способным динамически менять свою кривизну. Важно отметить, что основным отличием пространства-времени общей теории относительности от пространства-времени специальной теории относительности является его кривизна, которая выражается тензорной величиной — тензором кривизны. В пространстве-времени специальной теории относительности этот тензор тождественно равен нулю и пространство-время является плоским.
6- Сложные открытые системы - Открытая система в теории систем — система, которая непрерывно взаимодействует с её средой. Взаимодействие может принять форму информации, энергии, или материальных преобразований на границе с системой, в зависимости от дисциплины, которая определяет понятие. Открытая система противопоставляется понятию изолированная система, которая не обменивается энергией, веществом, или информацией с окружающей средой.
Понятие открытой системы было формализовано, что позволило взаимосвязать теорию организмов, термодинамику и эволюционную теорию. Это понятие подробно анализировалось с появлением теории информации и впоследствии теории систем. Сейчас у понятия есть применения в естественных и общественных науках.
Эшби отмечал, что изменение внутреннего состояния (множества S) может происходить лишь в результате действия «некоторого внешнего агента, воздействующего на систему через её вход». Берталанфи указывает на то, что это приводит к отрицанию существования самодифференцирующихся систем. Причина этого состоит в том, что самодифференцирующиеся системы, развиваются в направлении всё более высокой сложности (путём уменьшения энтропии). А поэтому они возможны лишь как открытые системы (по термодинамическим соображениям), то есть системы, в которых свободная энергия, поступает в большем количестве, чем необходимо для компенсации роста энтропии, обусловленного необратимыми процессами внутри системы. Далее Берталанфи указывает, что теорема Шеннона относится к закрытым системам, в то время как живой организм не является «машиной» в смысле Эшби, поскольку он развивается в направлении увеличения дифференциации и корректирует «шум» в более высокой степени, чем это может происходить в коммуникационных каналах в неживых системах. Поэтому понятие «система» — это нечто большее, чем понятие «машина» по Эшби в кибернетике. Поэтому отличие от кибернетики, которая занимается анализом механизмов обратной связи, общую теорию систем интересует динамическое взаимодействие внутри систем со многими переменными. Причём акцент делается на живые организмы, как открытую систему, в которую постоянно вводится извне вещество. Внутри системы вещество подвергается различным реакциям, что приводит к более высокой сложности самоорганизации.
Основные свойства открытой системы: