- •Введение
- •1.Основы квантовой теории
- •1.1. Электроны
- •1.2. Излучение абсолютно черного тела
- •1.3. Фотоэлектрический эффект
- •1.4. Корпускулярно-волновой дуализм
- •1.5. Основы квантовой теории
- •1.6. Волновые функции
- •1.7. Принцип неопределенности
- •1.8. Дополнительные сведения по квантовой механике
- •1.8.1. Волновая функция
- •1.8.2. Соотношение неопределенностей
- •1.8.3. Уравнение Шредингера
- •1.8.4. Частица в одномерной потенциальной яме. Уровни энергии
- •1.8.5. Отражение и прохождение через потенциальный барьер
- •1.9. Основные выводы
- •1.10. Контрольные вопросы
- •1.11. Задачи
- •2. Теория поля
- •2.1 Скалярные и векторные поля
- •2.2 Гравитационное поле
- •2.3 Гравитационный потенциал
- •2.4 Электрическое поле
- •2.5 Поле ядерных сил
- •2.6 Энергия поля
- •2.7. Дифференциальные операции в скалярных и векторных полях
- •2.7.1. Скалярное поле
- •2.7.2. Векторное поле
- •2.7.3.Производная по направлению
- •2.7.4. Градиент скалярного поля.
- •2.7.5. Потенциальное поле
- •2.7.6. Дивергенция
- •2.7.7. Ротор
- •2.7.8. Примеры решения задач
- •2.8. Интегральные характеристики векторных полей
- •2.8.1. Поток векторного поля
- •2.8.2. Формула Остроградского – Гаусса в векторной форме.
- •2.8.3. Соленоидальные поля и их свойства
- •2.8.4. Инвариантное определение дивергенции
- •2.8.5.Циркуляция векторного поля
- •2.8.6.Формула Стокса в векторной форме
- •2.8.7.Свойства потенциального поля
- •2.8.8. Инвариантное определение ротора
- •2.8.9. Примеры решения задач.
- •2.9. Оператор Гамильтона
- •2.9.1. Определение оператора Гамильтона
- •2.9.2.Правила вычислений с оператором
- •2.9.3. Примеры решения задач
- •2.10. Контрольные вопросы.
- •2.11. Задачи.
- •3 Теория относительности
- •3.1. Основы теории относительности
- •3.2 Преобразования Лоренца
- •3.3 Изменение массы в зависимости от скорости
- •3.4. Масса и энергия
- •3.5 Общая теория относительности
- •3.6. Основные выводы
- •3.7.Контрольные вопросы
- •3.8. Задачи
- •Заключение
- •Приложение
- •Библиографический список
Заключение
Ни одна из физических теорий, созданных человечеством, не является завершенной. В каждой из них мы сталкиваемся в большей или меньшей степени с вопросами, на которые пока нет ответа. Не свободны от недостатков и вопросы, рассмотренные в данной книге.
В основе квантовой механики лежит принцип неопределенности. Некоторые выдающиеся физики XXвека выражали сомнения в правильности этого основного допущения квантовой теории. Так Эйнштейн никогда в него не верил. Ученые задавались вопросом, не могут ли существовать какие-то неизвестные переменные величины («скрытые параметры»), которые определяют каждое элементарное событие. Принятая нами вероятностная интерпретация, может быть, является единственно верной потому, что мы не обнаружили этих «скрытых параметров».
Если когда-нибудь будет доказано, что принцип неопределенности неверен, то наступит полная перестройка физической теории.
Из всех фундаментальных физических теорий общая теория относительности предсказывает наименьшее число физических эффектов и получила наименьшее экспериментальное подтверждение. Ни один из экспериментов не дает определенного подтверждения теории – слишком велика неопределенность в измерениях. Предсказанное теорией значение скорости прецессии перигелия Меркурия хорошо согласуется с наблюдаемым значением. Однако существуют расчеты показывающие, что Солнце несколько сплющено у полюсов, что требует ввести поправки в расчеты. Тогда теория и эксперимент по скорости прецессии перигелия Меркурия будут различаться на 10%. Если проводимые в настоящее время измерения дадут это расхождение на 10%, то необходимо будет пересмотреть общую теорию относительности.
Такая модификация уже предлагалась. Гравитационное взаимодействие предлагается рассматривать, состоящим из двух частей - основной, которую мы считаем гравитационной силой, и малой части, имеющей существенно иной характер.
Более фундаментальное значение имеет следующий вопрос общей теории относительности: имеют ли все гравитационные эффекты геометрический характер, т.е. является ли гравитация просто искривлением пространства? Окончательного ответа на этот вопрос пока нет.
До сих пор не удается объединить общую теорию относительности с квантовой механикой.
Порой кажется, что число вопросов превышает число ответов. Но именно в этом по-видимому и заключается смысл научного прогресса.
Приложение
Астрономические постоянные
|
1. |
Радиус Солнца |
6,961010см |
|
2. |
Радиус Земли |
6,38108см |
|
3. |
Радиус Луны |
1,74108см |
|
4. |
Масса Солнца |
1,991033г |
|
5. |
Масса Земли |
5,891027г |
|
6. |
Масса Луны |
7,351025г |
|
7. |
Расстояние от Земли до Солнца |
1,501013см |
|
8. |
Расстояние от Землидо Луны |
3,841010см |