- •Основные положения молекулярно-кинетической теории вещества. Газы, жидкости и твердые тела. Статистический и термодинамический методы исследования.
- •Термодинамические параметры. Состояние термодинамического равновесия. Уравнения состояния термодинамической системы.
- •21. Тепловое излучение. Энергетическая светимость. Спектральная плотность энергетической светимости. Спектральная поглощательная способность. Понятие ачт.
- •22. Законы тепл. Излучения. Закон Кирхгофа для тепл.Излучения. Распределение энергии в спектре излучения ачт. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина.
- •23. Формулы Рэлея-Джинса и Вина для излучения ачт. Гипотеза Планка
- •24. Фотоэффект. З-ны внешнего фотоэффекта. Фотоны. Ур-ие Эйнштейна для вн. Фотоэффекта.
- •25. Корпускулярно-волновой дуализм. Энергия, масса и импульс фотона. Давление света. Эффект Комптона.
- •26. Линейчатый спектр атома водорода. Формула Бальмера
- •27. Модели атома. Модель Томсона. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома.
- •29. Спонтанное и вынужденное излучение. Оптические квантовые генераторы.
- •30. Рентгеновское излучение. Рентгеновская трубка. Тормозное излучение и его спектр. Характеристическое излучение и его спектр.
- •31. Гипотеза де Бройля. Опыты Дэвиссона и Джермера.
- •32. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
- •33. Волновая функция и её свойства. Движение свободной частицы.
- •34. Уравнение Шредингера. Квантовые состояния.
- •35. Микрочастица в одномерной потенциальной яме.
- •36. Атом водорода в квантовой механике.
- •37. Модели атомного ядра. Состав ядра. Ядерные силы.
- •38. Дефект массы. Энергия связи нуклонов ядра.
- •39. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Закономерность α,β,γ распада. Искусственная радиоактивность.
- •40. Ядерные реакции. Ядерные реакции деления и синтеза.
- •41. Физические основы ядерной энергетики. Ядерный реактор.
- •42. Проблемы управляемого термоядерного синтеза.
- •43.Прохождение заряженных частиц и гамма излучения через вещ-во. Элементы дозиметрии.
- •44. Виды взаимодействий в природе. Элементарные частицы. Классификация элементарных частиц. Кварки.
32. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
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
(1)
т. е. произведение неопределенностей координаты и соответствующей ей проекции импульса не может быть меньше величины порядка h.
Из соотношения неопределенностей (1) следует, что, например, если микрочастица находится в состоянии с точным значением координаты (x = 0), то в этом состоянии соответствующая проекция ее импульса оказывается совершенно неопределенной (px ), 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.
Поясним, что соотношение неопределенностей действительно вытекает из волновых свойств микрочастиц. Пусть поток электронов проходит через узкую щель шириной х, расположенную перпендикулярно направлению их движения. Так как электроны о бладают волновыми свойствами, то при их прохождении через щель, размер которой сравним с длиной волны де Бройля электрона, наблюдается дифракция. Дифракционная картина, наблюдаемая на экране (Э), характеризуется главным максимумом, расположенным симметрично оси Y, и побочными максимумами по обе стороны от главного (их не рассматриваем, так как основная доля интенсивности приходится на главный максимум).
До прохождения через щель электроны двигались вдоль оси Y, поэтому составляющая импульса рх=0, так что px=0, а координата х частицы является совершенно неопределенной. В момент прохождения электронов через щель их положение в направлении оси Х определяется с точностью до ширины щели, т. е. с точностью х. В этот же момент вследствие дифракции электроны отклоняются от первоначального направления и будут двигаться в пределах угла 2 ( — угол, соответствующий первому дифракционному минимуму). Следовательно, появляется неопределенность в значении составляющей импульса вдоль оси X, которая, как следует из рис и формулы ( ), равна , (2)
Для простоты ограничимся рассмотрением только тех электронов, которые попадают на экран в пределах главного максимума. Из теории дифракции известно, что первый минимум соответствует углу , удовлетворяющему условию , (3), где х — ширина щели, а — длина волны де Бройля. Из формул (2) и (3) получим , где учтено, что для некоторой, хотя и незначительной, части электронов, попадающих за пределы главного максимума, величина . Следовательно, получаем выражение , т. е. соотношение неопределенностей (1).