7. Как рассматриваются взаимодействия частиц в современной квантовой теории поля?

В современной квантовой теории поля взаимодействие частиц и их взаимные превращения рассматриваются как рождение или поглощение каждой реальной частицей виртуальных частиц. Любая частица непрерывно испускает или поглощает виртуальные частицы разных типов. Так, например, электромагнитное взаимодействие – результат обмена виртуальными фотонами, гравитационное- гравитонами. Поле ядерных сил обусловлено виртуальными - мезонами. Слабое взаимодействие создают векторные бозоны. А переносчиком сильного взаимодействия является глюоны (от английского слова, означающего "клей").

8. Уравнение Шредингера и его значение для современной науки. Поясните на примерах смысл волновой функции.

В развитие идей о волновых свойствах вещества Э. Шредингер в 1926 г. получил свое знаменитое уравнение. Уравнение Шредингера является основным уравнением нерелятивистской квантовой механики. Оно не может быть выведено из других соотношений. Его следует рассматривать как исходное предложение, справедливость которого доказывается тем, что все вытекающие из него следствия самым точным образом согласуются с опытными фактами. Уравнение Шредингера описывает взаимодействие электронов с ядрами атомов, описывает форму электронных оболочек атомов и ионов, химическую связь и строение молекул.

Шредингер сопоставил движению микрочастицы комплексную функцию координат и времени, которую он назвал волновой функцией и обозначил греческой буквой "пси" (или ). Она характеризует состояние микрочастицы. Интерпретацию - функции дал. М. Борн в 1926 г. Согласно Борну, квадрат модуля пси-функции в пределах некоторого объема определяет вероятность того, что частица будет обнаружена в пределах этого объема. Таким образом, состояние микрообъекта обнаружена в пределах этого объема. Таким образом, состояние микрообъекта описывается статистически и волновая функция содержит всю информацию о корпускулярных и волновых его свойствах. Вид функции получается из решения уравнения Шредингера, которое выглядит следующим образом:

где m- масса частицы, i – мнимая единица, - оператор Лапласа, результат действия которого на некоторую функцию представляет собой сумму вторых частных производных по координатам:

Буквой U в уравнении обозначена функция координат и времени, градиент которой, взятый с обратным знаком, определяет силу, действующую на частицу. Когда функция U не зависит от времени, она имеет смысл потенциальной энергии частицы.

9. Чем обусловлен мировой энергетический кризис и какие пути выхода из этого положения?

Во всех этих устройствах (огнестрельное оружие, паровой двигатель) превращение тепловой энергии в энергию механическую. Причем в качестве активной среды ("преобразователя") используется газ. Это обусловлено тем, что газ занимает весь предоставленный ему объем и его давление пропорционально температуре.

В реальных машинах состав газа на каждом цикле меняется, что требуется ускорение их работы. В огнестрельном оружии и двигателе внутреннего сгорания разогрев газа происходит за счет реакции окисления самой газовой смеси (сгорания топлива). Однако остается неизменным циклический режим работы и характер зависимости к.п.д. от соотношения температур газовой смеси на разных участках цикла. То есть, чем меньше отношение "холодной" и "горячей" температур, тем выше к.п.д.

Следующим этапом на пути промышленного развития стало получение электрической энергии из механической с помощью генераторов на электростанциях. Электрическая энергия составляет основу современного производства, так как практически все технологическое оборудование питается электрической энергией. Следует отметить, что атомные электростанции отличаются от тепловых только тем, что тепловая энергия получается в результате деления атомных ядер, а не в результате сгорания органического топлива, как в тепловых.

В связи с ограниченностью запасов органического топлива и проблемой захоронения отходов атомных электростанций определенный интерес вызывает возобновляемые источники энергии. Это энергия ветра, энергия приливов и отливов, энергия рек, гелиоэнергетика и геотермальная энергия. Однако, потребности промышленности: столь велики, что эти источники не в состоянии ее удовлетворить. Между тем, каждый самый маленький вклад в решение энергетических проблем безусловно, полезен, и в конечном итоге нам придется пользоваться различными источниками энергии.