Актуальные проблемы квантовой механики

    Дисциплина: Химия и физика
    Тип работы: Реферат
    Тема: Актуальные проблемы квантовой механики

    АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

    УНИВЕРСИТЕТ

    Филологический факультет

    Кафедра теории и истории журналистики

    АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ

    Реферат

    студента 4 курса

    группы ЖР-42

    дневного отделения специальности «Журналистика»

    Каргаполова Влада Викторовича

    Астрахань

    2011

    Содержание

    Введение……………………………………………………………………3

    Часть 1. История зарождения и предмет квантовой механики.

    Истоки КМ…………………………………………………………………5

    Предмет КМ………………………………………………………………..9

    Часть 2. Основные моменты и ключевые теории

    Квантовые порции………………………………………………............10

    Принцип Гейзенберга…………………………………………………...11

    Роль наблюдателя в природе…………………………………………..14

    Корпускулярно-волновой дуализм……………………………………16

    Кот Шредингера………………………………………………................17

    Интерпретация КМ……………………………………………………..18

    Заключение………………………………………………………………21

    Список литературы……………………………………………………..22

    ВВЕДЕНИЕ

    Появление квантовой механики – закономерное явление для научного прогресса начала

    века. В истории развития физики было немало революций, кардинально изменявших научную парадигму и взгляды ученых на методы познания и

    устройство мира. Однако то, что произошло с естествознанием в первой четверти XX века, не было очередной сменой основных законов. Если раньше все в окружающем нас мире было

    предсказуемо, то с появлением квантовой механики он стал случайным. Законы квантовой механики составляют фундамент изучения строения вещества. Они позволили выяснить строение

    атомов, установить природу химической связи, объяснить периодическую систему элементов, понять строение ядер атомных, изучать свойства элементарных частиц. Поскольку свойства

    макроскопических тел определяются движением и взаимодействием частиц, из которых они состоят, законы квантовой механикилежат в основе понимания большинства макроскопических

    явлений.позволила, например, объяснить температурную зависимость и вычислить величину теплоёмкости газов и твёрдых тел, определить строение и понять многие

    свойства твёрдых тел (металлов, диэлектриков, полупроводников). Только на основе квантовой механики удалось последовательно объяснить такие явления, как ферромагнетизм,

    сверхтекучесть, сверхпроводимость, понять природу таких астрофизических объектов, как белые карлики, нейтронные звёзды, выяснить механизм протекания термоядерных реакций в Солнце и

    звёздах. Квантовая механика - фундаментальная физическая теория, что в описании микроскопических объектов расширяет, уточняет и объединяет результаты классической механики и

    классической электродинамики. Эта теория является базой для многих направлений физики и химии, включая физику твердого тела, квантовую химию и физику элементарных частиц. Термин

    «квантовая» (от лат. Quantum - «сколько») связан с дискретными порциями, которые теория присваивает определенным физическим величинам, например, энергии атома.

    Уже на протяжении века существования квантовой механики ее предсказания никогда не были оспорены экспериментом. Квантовая механика объясняет крайней мере три типа явлений, которые

    классическая механика и классическая электродинамика не может описать:

    1) квантования некоторых физических величин;

    2) корпускулярно-волнового дуализма;

    3) существование смешанных квантовых состояний.

    В данной работе будут рассмотрены лишь самые общие аспекты и проблемы современной квантовой механики.

    Часть 1. История зарождения и предмет квантовой механики.

    Истоки КМ

    Физика переживала свой рассвет в

    веке. Были раскрыты тайны механики, свершились новые открытия в области астрономии и молекулярной физики. Это радостное состояние

    называлось

    классическая физика. Временами ученым даже казалось, что так будет вечно и открыто уже всё.

    Именно с этого момента начинается путь квантовой физики. Казалось, зная столько всего об энергии и молекулах будет легко объяснить, почему вещество, нагретое до 1000

    градусов светится красным, а до

    9000

    — светло-голубым.

    Однако

    все оказалось не так просто. На этом вопросе застопорилось немало физиков XIX века. Таким образом, был обнаружен

    парадокс

    при расчете общей энергии электромагнитного излучения в замкнутой полости (

    абсолютно черное тело

    ) и пошатнулись основы привычной классическая физика. Расчеты

    физиков

    того времени показали, что общая энергия излучения любого абсолютно черного тела должна быть

    бесконечно большой

    , что тут же им намекнуло, что не все так просто. Формулу пытались вывести, угадать или подобрать (Релей-Джинс, Вин) но результаты не радовали — формулы хоть немного, но

    врали.

    Первым к верным выводам пришел Планк. В 1900 году он подогнал условия задачи под ответ и как бы предположил, что энергия

    электромагнитной волны может излучаться/поглощаться только целыми порциями, правда объяснить каким образом и почему это происходит он не смог.

    В самом деле, полость черного тела замкнута, поэтому в стационарном состоянии там могут существовать лишь стационарные стоячие

    электромагнитные волны. Чтобы так получилось, они своими узлами должны лежать на границах черного тела, а следовательно, состоять из целого числа полуволн. Смущал тот факт, что

    энергия основной полуволны не могла быть любой, а должна была быть кратной, по предположению Планка, некоей малой величине, а минимальная энергия, которую может нести волна,

    пропорциональна её частоте.

    Формула

    Квантовая

    гипотеза Планка

    состояла в том, что для

    элементарных частиц

    , любая энергия поглощается или испускается только дискретными порциями. Эти порции состоят из целого числа квантов с энергией

    таких, что эта энергия пропорциональна частоте

    ...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены