- •Вопрос 4
- •Вопрос 6
- •Вопрос 7
- •8) Интерференция на клине. Полосы равной толщины и равного наклона.
- •Вопрос 9
- •Вопрос 10
- •Вопрос 11
- •12) Дифракция в случае круглого отверстия и круглого диска. Разрешающая способность оптических приборов.
- •13) Дифракция от параллельных лучей на одной щели. Дифракционная решетка и дифракционный спектр.
- •20) Интерференция плоскополяризованных волн. Метод фотоупругости/ анализ упругих напряжений. Искусственная анизотропия, эффект Керра.
- •22) Тепловое излучение и люминесценция. Энергетическая светимость, испускательная способность, поглощательная способность. Абсолютно черное тело.
- •23) Закон Киргофа, Стефана-Больцмана и Вина. Оптическая пирометрия. Распределение энергии спектре абсолютно черного тела.
- •Вопрос 29
- •Вопрос 30
- •Вопрос 31
- •Вопрос 32
- •Вопрос 33
- •34) Границы применимости классической механики. Соотношение неопределенностей.
- •Вопрос 35
- •Вопрос 36
- •Вопрос 37
- •Вопрос 38
- •39) Спин электрона
- •40) Распределение электронов многоэлектронных атомов. Принцип Паули. Таблица Менделеева.
- •41) Рентгеновские лучи и их спектры. Закон Мозли.
- •42)Оптические квантовые генераторы излучения/лазер. Открытый резонатор. Лазерная спектроскопия.
- •43) Радиоактивность естественная и исскуственная.
- •44) Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц. Камера Вильсона- Скобельцын , пузырьковая камера, счетчик Гейгера-Мюллера, счетчик Черенкова.
- •45)Правила смещения. Закономерности альфа- и бета- распада.
- •46) Единицы измерения радиоактивных излучений.
- •47)Состав и характеристики атомного ядра.
- •48) Объяснение бета распада. Нейтрино.
- •49) Дефект масс, энергия связи и устойчивость атомных ядер. Правило смещения. Гамма-лучи, их происхождение и спектры. Механизм поглощения гамма-лучей веществом.
- •50) Нейтроны, взаимодействие с веществом, методы регистрации. Тепловые нейтроны.
- •51) Исскуственная радиоактивность. Деление тяжелых ядер.
- •52) Цепная ядерная реакция.
- •53) Ядерные реакторы. Основные сведения о ядерной энергетике и проблемах источников энергии.
- •54) Термоядерная реакция. Управляемая термоядерная реакция.
- •55) Элементы физики элементарных частиц.
- •Вопрос 56
- •Вопрос 57
Вопрос 33
Французский ученый де Бройль осознавая существующую в природе симметрию и развивая представления о двойственной корпускулярно-волновой природе света, выдвинул гипотезу об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. Де Бройль утверждал, что не только фотоны, но и электроны и любые другие частицы материи наряду с корпускулярными обладают также волновыми свойствами.Итак, согласно де Бройлю, с каждым микрообъектом связываются, с одной стороны, корпускулярные характеристики — энергия Е и импульс p, а с другой —волновые характеристики — частота и длина волны . Количественные соотношения, связывающие корпускулярные и волновые свойства частиц, такие же, как для фотонов:
С мелость гипотезы де Бройля заключалась именно в том, что соотношение постулировалось не только для фотонов, но и для других микрочастиц, в частности для таких, которые обладают массой покоя. Таким образом, любой частице, обладающей импульсом, сопоставляют волновой процесс с длиной волны, определяемой по формуле де Бройля:
Э то соотношение справедливо для любой частицы с импульсом р.
Томсан и Тартакосвкий изучили прохождение электронного пучка через тонкую металлическую фольгу. Толщина порядка 0,1 мм. На фотопластинке появляется дифракционная картина. С помощью наложения магн.поля было доказано, что данная картина есть результат прохождения электронного пучка через фольгу. В опыте λ˜1,67 анстрем, по Дебройлю λ˜1,65 анстрем
d sinƟ=nλ . При сравнений электрограммы с ренгеннограммой вычисления пост.крисст. структуры, оказалось, что оба метода дают одинаковый результат.
34) Границы применимости классической механики. Соотношение неопределенностей.
Границы применимости классической механики
В настоящее время известно три типа ситуаций, в которых классическая механика перестаёт отражать реальность.
-Свойства микромира не могут быть поняты в рамках классической механики. В частности, в сочетании с термодинамикой она порождает ряд противоречий (см.Классическая механика). Адекватным языком для описания свойств атомов и субатомных частиц является квантовая механика. Подчеркнём, что переход от классической к квантовой механике — это не просто замена уравнений движения, а полная перестройка всей совокупности понятий (что такое физическая величина, наблюдаемое, процесс измерения и т. д.)
-При скоростях, близких к скорости света, классическая механика также перестаёт работать, и необходимо переходить к специальной теории относительности. Опять же, этот переход подразумевает полный пересмотр парадигмы, а не простое видоизменение уравнений движения. Если же, пренебрегая новым взглядом на реальность, попытаться всё же привести уравнение движения к виду F = ma, то придётся вводить тензор масс, компоненты которого растут с ростом скорости. Эта конструкция уже долгое время служит источником многочисленных заблуждений, поэтому пользоваться ей не рекомендуется.
-Классическая механика становится неэффективной при рассмотрении систем с очень большим числом частиц (или же большим числом степеней свободы). В этом случае практически целесообразно переходить к статистической физике.
Соотношение неопределенностей
Согласно двойственной корпускулярно-волновой природе частиц вещества, для описания микрочастиц используются то волновые, то корпускулярные представления. Поэтому приписывать им все свойства частиц и все свойства волн нельзя. Естественно, что необходимо внести некоторые ограничения в применении к объектам микромира понятий классической механики.
В классической механике всякая частица движется по определенной траектории, так что в любой момент времени точно фиксированы ее координата и импульс. Микрочастицы из-за наличия у них волновых свойств существенно отличаются от классических частиц. Одно из основных различий заключается в том, что нельзя говорить о движении микрочастицы по определенной траектории и неправомерно говорить об одновременных точных значениях ее координаты и импульса. Это следует из корпускулярно-волнового дуализма. Так, понятие «длина волны в данной точке» лишено физического смысла, а поскольку импульс выражается через длину волны (см. (213.1)), то отсюда следует, что микрочастица с определенным импульсом имеет полностью неопределенную координату. И наоборот, если микрочастица находится в состоянии с точным значением координаты, то ее импульс является полностью неопределенным.
В. Гейзенберг, учитывая волновые свойства микрочастиц и связанные с волновыми свойствами ограничения в их поведении, пришел в 1927 г. к выводу, что объект микромира невозможно одновременно с любой наперед заданной точностью характеризовать и координатой и импульсом. Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга, микрочастица (микрообъект) не может иметь одновременно и определенную координату (х, у, z), и определенную соответствующую проекцию импульса (рх, pу, pz), причем неопределенности этих величин удовлетворяют условиям
т. е. произведение неопределенностей координаты и соответствующей ей проекции импульса не может быть меньше величины порядка h.
Из соотношения неопределенностей следует, что, например, если микрочастица находится в состоянии с точным значением координаты (Dx = 0), то в этом состоянии соответствующая проекция ее импульса оказывается совершенно неопределенной и наоборот. Таким образом, для микрочастицы не существует состояний, в которых ее координаты и импульс имели бы одновременно точные значения. Отсюда вытекает и фактическая невозможность одновременно с любой наперед заданной точностью измерить координату и импульс микрообъекта.