1. Почему с неклассической точки зрения прибор оказывается неидеальным каналом связи между экспериментатором и исследуемым объектом?

1. Так как объект рассматривается не сам по себе, а особая целостная система.

2. Так как объект рассматривается сам по себе.

3. Так как у него мало свойств.

4. Напишите свой ответ, если вы считаете, что выше предложенные варианты не верны.

2. Каким набором характеристик описывается поведение системы «объект+окружение»?

1. Начальные характеристики.

2. Характеристики объекта и состояния.

3. Физические величины.

4. Окружающая среда.

3. Каким понятием описывается макроскопическая обстановка, в которой находится исследуемый объект:

1. Состояние.

2. Физическая реальность.

3. Статистика.

4. Системность.

4. Какую роль играют характеристики объекта и характеристики его состояния в отражении целостности системы «объект+окружение»?

1. На них и по средствам их строится все описание природы.

2. По их изменениям можно делать достоверные заключения о событиях, в которых принимает участие исследуемый объект.

3. Несут отпечаток определенной природной сущности.

4. Представляют собой общий способ классификации естественно-научных понятий.

5. Перечислите фундаментальные модели неклассической физики .

1. Квантоводинамическая и термодинамическая.

2. Вещество и электромагнитное излучение.

3. Динамическая модель и статистическая модель.

4. Кинематическая модель.

6. Что сближает квантоводинамическую и термодинамическую модели состояний?

1. Квантовое воздействие.

2. Вероятностный характер описания.

3. Принцип суперпозиции.

4. Многие физические величины.

7. Перечислите фундаментальные модели неклассической физики

1. Квантоводинамическая, термодинамическая.

2. Постоянная Планка, (СН) Шредингер.

3. Квантово-динамическая.

4. Термодинамическая.

8. Что сближает квантово-динамическую и термодина­мическую модели состояний?

1. Имеет место неконтролируемое воздействие на объект.

2. Все вычисления необходимо производить в рамках теории вероятности.

3. Позволяющие отразить другую сторону физической реальности, воплощенную в неконтролируемом воздействии внешнего окружения.

4. Ситуации, когда число частиц в объекте мало.

9. Какой критерий различия между большим и малым объектами природы?

1. Минимальное квантовое воздействие

2. Корреляция

3. Неальтернативная корреляция

4. Флуктуация

Лекция №9.

9. Концепция микросостояния объекта. Ограничение воздействия на микроуровне как фундаментальный закон природы. Микросостояние одной микрочастицы. Целостность микросостояний. Особенность микросостояний системы тождественных частиц. Концепция микросостояний объекта.

9.1. Ограничение воздействия на микроуровне как фундаментальный закон природы

Мы знаем еще со школы, да и на собственном опыте о проявлении атомизма вещества. Свойства атомов, электронов и атомных ядер довольно трудно сочетать с законами классической физики. В законах отсутствует отличающий большой материальный объект от малого, тогда как в природе наблюдается четкое различие по размерам и другим свойствам между микрообъектами и макроскопическими телами. Это различие универсально и связано с каким-то общим свойством, присущим микромиру в целом, а не со свойствами каких-то конкретных атомов или типов действующих в них сил.

Реакция материального объекта на внешнее воздействие, включая воздействие, с которым связано любое наблюдение за объектом позволяет различать микро- и макрообъекты. Предполагается, что воздействие при наблюдении всегда можно сделать пренебрежимо малым независимо от размеров и других свойств объекта. Т.к. атомы обладают близкими по величине размерами и энергиями связи, естественно допустить, что в самой природе существует ограничение на минимальное значение любого воздействия на материальный объект, включая самое аккуратное его наблюдение.

Критерий, позволяющий отличить большие объекты от малых - если объект таков, что минимальным квантовым воздействием на него можно пренебречь, то это макрообъект; если же объект таков, что минимальным квантовым воздействием на него пренебречь нельзя, то это микрообъект. Природа устроена так, что в ней существует min «порция» («атом») квантового воздействия. Новый фундаментальный закон природы – существование универсального ограничения на величину квантового воздействия.

Для нахождения соответствующей «порции» необходим тщательный анализ экспериментов. При воздействии меняются – все вместе или порознь – энергия, импульс и момент материального объекта. Если уж воздействие в природе характеризуется некой минимальной порцией, то это должно единообразно сказываться на всех физических величинах, которые передаются объекту при воздействии.

Заслуга распространения принципа атомизма принадлежит М. Планку. Поводом, приведшим его к открытию нового фундаментального закона природы, послужило исследование процессов испускания и поглощения электромагнитного излучения нагретыми твердыми телами при постоянной температуре (теплового излучение). Характерной особенностью рассмотренной им системы было, то, что в ней взаимодействовали два материальных объекта: атомы вещества и электромагнитное излучение. Результаты опытов не зависели от типа вещества и зависели лишь от такой общей характеристики электромагнитного излучения, как частота , следовательно, это универсальное явление. Все попытки объяснить экспериментальные данные по тепловому излучению с точки зрения классической физики закончились неудачей. В конце 1900 года Планк первым осознал, что причина неудач связана с концепцией, присущей классическому взгляду на природу. Тщательный анализ экспериментальных законов теплового излучения привел его к выводу, что их можно объяснить, если предположить, что воздействие электромагнитного излучения на атомы вещества происходит отдельными дискретными «порциями», отличными от нуля.

Универсальной количественной характеристикой минимального квантового воздействия на объекты, находящиеся в микросостояния, служит постоянная Планка Джс, или элементарный квант действия. Любое воздействие, происходящее в природе, можно охарактеризовать целым числом квантов действия , так что постоянная Планка играет роль неделимой более «порции» или «атома» воздействия.

Сейчас идея Планка обоснована бесчисленными опытами с самыми различными объектами в микросостояниях, из которых следует одно и то же значение .

Универсальный характер постоянной Планка проявляется в том, что через нее могут быть выражены любые физические характеристики, которыми обмениваются два взаимодействующих объекта.

Дальнейшая разработка этой идеи и применение ее к объяснению все новых и новых экспериментов в микромире привели в конце 20-х годов XX в. к созданию квантовой физики.

Значение открытия Планка, его квантовой гипотезы не сводится только к построению еще одной фундаментальной физической теории, речь идет о принципиальном изменении взгляда на природу и методы познания ее человеком.

Квантовая физика позволила последовательно развить качественно новый, неклассический взгляд на природу.

Открытие Планка, создало основу для объяснения существования в природе атомизма, а с другой стороны, показало всю ограниченность самого принципа атомизма. Классическая физика знает только одну форму описания сложной системы – это составная система, т.е. система, состоящая из каких-то более элементарных объектов. Но

ситуация коренным образом изменилась с установлением фундаментальной роли в природе постоянной Планка .