- •Парадоксы классической космологии и их разрешение. Модели Вселенной.
- •15. Фундаментальная симметрия пространства и времени, ее связь с законами сохранения.
- •Концепции дальнодействия и близкодействия. Понятие материального поля. Классические представления о природе света.
- •Непрерывность и дискретность в описании структуры материи.
- •Историческое развитие концепции пространства и времени в естествознании. Становление специальной теории относительности.
- •Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Относительность одновременности.
- •Основные следствия из преобразований Лоренца. «Сокращение» длины движущихся объектов. «Замедление» хода движущихся часов.
- •Релятивистская динамика. Связь между массой и энергией.
- •Концепция искривленного 4-мерного пространства-времени в общей теории относительности.
- •Современная наука о пространстве и времени. Описание пространства и времени в ведущих физических теориях.
- •Развитие представлений о природе тепловых явлений. Начала термодинамики. Цикл Карно.
- •Проблема необратимости и ее статистическое решение.
- •Термодинамический и статистический смысл понятия энтропии.
- •Проблема «тепловой смерти» Вселенной: формулировка, развитие и современное решение.
- •Динамические и статистические закономерности в естествознании. Особенности описания состояний в динамических и статистических теориях. Проблема детерминизма.
- •Зарождение и развитие квантовых представлений в естествознании.
- •Квантовая механика как пример статистической теории. Описание состояния и движения микрообъектов. Принцип суперпозиции квантовых состояний.
- •Вопрос 31. Принцип дополнительности и его применение к описанию динамики объектов. Корпускулярно-волновой дуализм.
- •Вопрос 32. Принцип неопределённости Гейзенберга как частное выражение принципа дополнительности
- •Вопрос 33. Основные представления о квантовой теории атомов и зонной теории кристаллов.
- •Вопрос 34. Историческое развитие идей атомизма. Квантовый механизм взаимодействия элементарных частиц. Современные представления о классификации элементарных частиц.
- •Вопрос 35.Фундаментальные взаимодействия в природе. Их характеристики и перспективы объединения.
- •Вопрос 36. Парадоксы классической космологии и их разрешения.
- •Вопрос 37. Современная космология о ранних стадия эволюции Вселенной.
- •Вопрос 38. Элементы спектральной астрономии.
- •Вопрос 39. Эволюция звезд: их рождение, жизнь и смерть.
- •Вопрос 40 Строение Земли и основные характеристики ее оболочек. Термодинамика Земли.
- •Вопрос 41. Образование и основные этапы эволюции Земли.
- •Вопрос 43. Иерархия уровней организации живой материи.
- •Вопрос 46.Особенности эволюционных процессов в природе,их отличие от динамических и статистических закономерностей. Общее описание процесса самоорганизации в неравновесных системах.
- •Вопрос 47. Общие свойства систем, способных к самоорганизации.
- •48. Примеры самоорганизующихся систем в физике.Конвективные ячейки Бенара.Лазеры.
- •49. Открытие диссипативные системы в химии и биологии. Примеры самоорганизации.
- •50. Синергетический подход к анализу экономических явлений и моделированию социальных процессов.Примеры.
- •51. Проблемы прогнозирования в контексте синергетики. Динамический хаос.Фракталы.
-
Вопрос 32. Принцип неопределённости Гейзенберга как частное выражение принципа дополнительности
Частным выражением принципа дополнительности явл принцип неопределенности Гейзенберга, устанавливающий границы применимости Кл физики.
Этот принцип подчеркивает, что невозможно измерить одновременно с одинаково высокой точностью дополнительные св-ва микрообъекта. Это не связано с несовершенством приборов, а является особенностью поведения микроб. Пользуясь соотношением неопред. можно решить, например, в каких пределах можно пользоваться Кл описанием микро частиц.
Пример: для того чтобы определить положение эл-на его нужно осветить. Положение можно определить с точностью до длины волны, использ света. Свет можно рассматривать как поток фотонов. Чтобы обнаружить эл-н фотон должен передать ему свой импульс.
Значение: описание живого на уровне целого(организм) и на уровне элементов(физико-химических процессов) , 2 способа познания : наука и религия, они отражают разные дополнительные , но не противоречивые стороны человеческого мира.
-
Вопрос 33. Основные представления о квантовой теории атомов и зонной теории кристаллов.
В центре атома маленькое положительно заряженное ядро.
Его окружают не электронные орбиты, а так называемые элетронные облака- это облака вероятности нахождения эл-на. Их плотность и форма описывается квадратом модуля волновой функции(можно найти как решение Ур-я Шрединберга).
Совокупность точек возможных положений электронов в объеме атома называется атомной орбиталью.
Энергия атома может принимать только определенный набор значений, для каждого атома он свой. По мере удаления эл от ядра разность между соседними уровнями энергии убывает. Уровень с наименьшей возможной энергией называется основным, а все остальные возбужденными. Каждой энергии соответствует не одно, а несколько возможных состояний, отличающихся конфигурацией пси-функции. Только основное состояние с минимальной энергией явл одиночным. Ему соответствует сферически симметричная волновая функция.
Следующему энергетическому состоянию Е2 соответствуют 2 различные пси-функции: одна сферич симметричная (2S), а другое эл облако(2Р) имеет гантелеобразную форму. Все эти возможные эл состояния заполняются э по определенным правилам. Электрон обладает спином.
Для частиц с полуцелым спином (фермионы) справедлив принцип запрета Паули:
«в одинаковом квантовом состоянии могут находиться не больше 2х э с противоположными направлениями спина.»
Поэтому, если э в атоме много, то они распределяются по разным энергетическим уровням последовательно заполняя возможные состояния, начиная с основного.
При образовании кристаллической решетки внешние электр облака соседних атомов перекрываются и находящиеся там э становятся общими для всего кристалла в целом. Если в кристалле N атомов, то например в состоянии 2S должно находиться N э, но по принципу Паули это невозможно, значит состоянию 2S атома должна соответствовать совокупность близкорасположенных состояний, каждое из которых может вмещать по 2 э. эти состояния образуют так называемую эн зону. Т. о. образуется система разрешенных и запрещенных зон. Зона –это не место, где находиться э, а энергия. Многие физич св-ва твердых тел определяются структурой их эн зоны, например: рассмотрим ТВ тела по их способности проводить эл ток. В соответствии с зонной теорией различия в электропроводности проводников, полупроводников и диэлектриков обусловлено неодинаковой шириной запрещенной зоны и различным заполнением самой высокой из эн зон, содержащих э.