- •1. Лекция №1 4
- •8.1. Концепция измерения в неклассическом естествознании. 65
- •8.2. Концепция моделирования состояний 68
- •9.3. Целостность микросостояний. Особенность микросостояний системы тождественных частиц 83
- •11.2. Флуктуации и альтернативная корреляция между ними в микромире 98
- •1.Лекция №1
- •1.1.Место, цели и задачи дисциплины
- •1.2.Распределение учебных часов и материала
- •1.3.Понятия об измерениях
- •1.4.Вопросы к экзамену
- •39. Флуктуации и альтернативная корреляция между ними в микромире.
- •Лекция №2
- •2.1. Естествознание как трансдисциплинарная область научного знания.
- •2.2. Трансдисциплинарная идея моделирования природы.
- •2.3. Трансдисциплинарная идея единства объекта и его окружения.
- •2.4. Трансдисциплинарная идея пространственно-временных отношений в природе.
- •2.5. Трансдисциплинарная идея целостности природы.
- •2.6. Трансдисциплинарная идея экспериментальной достоверности.
- •2.7. Роль трансдисциплинарных идей в целостном понимании природы.
- •1. Дайте определение понятию “парадигма”.
- •2. Дайте определение понятию “трансдисциплинарность”.
- •3. Какими обстоятельствами ограничивается выбор модели в естественной науке?
- •4. Какие цели в науке имеет познавательный процесс?
- •5. Что такое методология?
- •6. Какую стратегию мышления порождает классическая стратегия мышления?
- •7. Сформулируйте две фундаментальные парадигмы естествознания.
- •Лекция №3.
- •3.1. Образ природы в классическом естествознании.
- •3.1.1. Концепция измерения в классическом естествознании.
- •3.1.2. Концепция единого пространства-времени.
- •3.1.3. Концепция моделирования объектов
- •3.1.4. Концепция контролируемого воздействия.
- •3.2. Образ природы в неклассическом естествознании
- •3.2.1. Концепция измерения в неклассическом естествознании
- •3.2.2. Концепция моделирования состояний
- •3.2.3. Целостность микросостояний. Особенность микросостояний системы тождественных частиц
- •3.2.4.Концепция макросостояний объектов
- •3.2.5. Концепция флуктуации и их корреляций
- •3.2.6. Флуктуации и альтернативная корреляция между ними в микромире
- •1. Дать определение термину «состояние физической системы».
- •2. Что называют косвенными измерениями?
- •3. Что называют системой единиц?
- •4. Дать определение термину «масса».
- •5. Назовите закон фундаментальной силы тяготения.
- •6. Почему пространство и время относительны?
- •7. Какие исходные утверждения лежат в основе специальной теории относительности Эйнштейна?
- •8. Как происходит передача взаимодействия с точки зрения физики?
- •9. Какие характеристики описывают контролируемое воздействие на частицу?
- •Лекция №4.
- •4. Концепция измерения в классическом естествознании. Классические измерительные системы. Проблема измерения в классическом естествознании. Единицы измерения и системы единиц.
- •4.1. Проблема измерения в классическом естествознании.
- •4.2. Единицы измерения и системы единиц.
- •4.3. Возникновение систем мер.
- •4.4.Возникновение и распространение метрической системы мер.
- •4.5. Эталоны.
- •4.6. Атомные часы.
- •1. В чем состоит смысл проведения серий повторных экспериментов в естествознании и как на практике обрабатываются результаты измерений?
- •2. Чем обусловлена точность измерений в рамках классических представлений?
- •3. Что такое эталон единицы измерения физических величин?
- •Лекция №5
- •5.1. Временные отношения в природе
- •5.2. Пространственные отношения в природе
- •5.3. Взаимосвязь Пространства и времени
- •5.4. Целостное описание пространства-времени
- •1. Какое первое свойство пространства и времени?
- •2. Назовите второе свойство пространства и времени.
- •3. Что называется пространственными координатами?
- •4. Что может выступать в роли системы отсчета (со)?
- •Лекция №6
- •6.1. Моделирование
- •6.2. Традиции атомизма и непрерывности в естествознании.
- •6.3. Фундаментальные физические модели объектов
- •6.4. Масса как универсальная характеристика инертности и гравитации
- •6.6. Полная энергия и полный момент как фундаментальные характеристики объекта
- •6.7. Роль фундаментальных законов сохранения в описании природы
- •1. Что такое «моделирование»?
- •Лекция №7.
- •Концепция контролируемого воздействия:
- •7.1. Воздействие и взаимодействие
- •7.2.Характеристики контролируемого воздействия на частицу
- •7.3. Фундаментальные силы
- •7.4. Механическая энергия и динамика частицы
- •7.5. Энергия взаимодействия в системе частиц
- •6.Опишите энергию взаимодействия в системе частиц.
- •Лекция №8.
- •8.1. Концепция измерения в неклассическом естествознании.
- •8.2. Концепция моделирования состояний
- •8.2.1. Неклассические представления о характеристиках объектов и состояний
- •8.2.2. Фундаментальные модели неклассической физики
- •1. Почему с неклассической точки зрения прибор оказывается неидеальным каналом связи между экспериментатором и исследуемым объектом?
- •3. Каким понятием описывается макроскопическая обстановка, в которой находится исследуемый объект:
- •Лекция №9.
- •9.1. Ограничение воздействия на микроуровне как фундаментальный закон природы
- •9.2. Микросостояние одной микрочастицы.
- •9.3. Целостность микросостояний. Особенность микросостояний системы тождественных частиц
- •10. Что возникает в результате аннигиляции электрона и его античастицы?
- •11. Что называют бозонами?
- •12. Что представляет собой материя на макроуровне?
- •13. Что называют фермионами?
- •Лекция №10.
- •10.1. Тепловое равновесие как макросостояние.
- •10.2. Детерминированное и стохастическое движения. Ограничение воздействия на макроуровне как фундаментальный закон природы
- •10.3. Макропараметры как характеристики объектов и их макросостояний в тепловом равновесии
- •10.4. Два способа описания природы на макроуровне.
- •Лекция №11.
- •11.1. Флуктуации и их роль в описании природы
- •11.2. Флуктуации и альтернативная корреляция между ними в микромире
- •11.3. Флуктуации и неальтернативная корреляция между ними в макромире
- •11.4. Универсальные корреляции между флуктуациями в неклассической физике.
- •Лекция №12.
- •12. Физические принципы создания современной эталонной базы. Использование явления сверхпроводимости.
- •12.1. Свойство сверхпроводимости
- •12.2. Изотопический эффект
- •12.4 Высокотемпературная сверхпроводимость
- •6. Назовите известные теоретические модели высокотемпературной сверхпроводимости.
- •7. Какое промышленное применение находит сверхпроводимость?
- •Лекция №13.
- •13. Явление Зеемана. Явление Джозефсона.
- •13.1. Эффект Зеемана
- •13.2. Явление Джозефсона.
- •5. Эффекта Джозефсона применяется:
- •Лекция №14.
- •14. Явление Мессбауэра. Другие эффекты квантовой физики
- •14.1. Краткая история жизни знаменитого ученого. Научные достижения
- •14.2. Предыстория вопроса
- •14.3. Открытие Мёссбауэра
- •14.4. Общие применения метода
- •14.5. Применение эффекта Мессбаура для изучения свойств поверхности и объема кристаллов
- •14.6. Химические применения метода
- •14.7. Выводы
- •Лекция №15.
- •15.1.Общие сведения.
- •15.2. Объяснение эффекта Холла с помощью электронной теории
- •15.3. Эффект Холла в ферромагнетиках.
- •15.4. Эффект Холла в полупроводниках
- •15.5. Эффект Холла на инерционных электронах в полупроводниках
- •15.6. Датчик эдс Холла
- •1. Что такое эффект Холла?
- •2. Дайте объяснение эффекта Холла с помощью электронной теории.
- •3. Опишите эффект Холла в ферромагнетиках.
- •4. Опишите эффект Холла в полупроводниках.
- •5. Опишите эффект Холла в инерционных электронах в полупроводниках.
- •6. Что такое датчик эдс Холла?
- •Лекция №16.
- •16. Измерение абсолютного заряда электрона и его удельного заряда. Опыт Милликена. Метод Томсона. Метод магнитной фокусировки Буша.
- •16.1. Инерционный метод измерения заряда. История открытия электрона
- •16.2. Метод магнитной фокусировки Буша
- •16.3. Опыт Милликена
- •1. В чем сущность метода Томсона?
- •2. Трубка Томсона?
- •3. Вывод формулы отношение заряда к массе частицы?
- •4. В чем основная задача электронной и ионной оптики? и как их принято называть?
- •5. Когда был открыт «метод магнитной фокусировки»?
- •6. В чем суть «метода магнитной фокусировки»?
- •7. Какие требования необходимо соблюдать при выполнении опыта?
- •8. Определение элементарного заряда посредством вычислительного эксперимента?
- •9. Вывод формулы заряда капли через скорость падения капли?
- •10. Современное значение "атома" электричества?
- •Лекция №17.
- •17.1. Шумы, обусловленные дискретностью вещества. Помехи
- •17.2. Дробовый эффект
- •17.3.Критерий устойчивости Найквиста. Формула Найквиста
- •17.4. Естественные пределы точности измерений
- •17.5. Методы повышения точности средств измерений и выполнения измерений
- •17.6. Фундаментальный источник погрешностей измерений. Основные понятия и виды погрешностей
- •17.7. Броуновское движение
- •1. Какие виды шумов вы знаете?
- •2. Как и где используются Шумы Найквиста?
- •3. Что называется Броуновским движением?
- •4. Что такое диффузия?
- •5. В чем различие между диффузией и броуновским движением?
- •6. Что такое точность измерений?
- •7. Какие виды погрешности вы знаете?
- •8. В чем заключается Дробовый эффект?
- •9. Дайте определение помехе.
- •Ответы на вопросы:
15.6. Датчик эдс Холла
Датчик ЭДС Холла – это элемент автоматики, радиоэлектроники и измерительной техники, используемый в качестве измерительного преобразователя, действие которого основано на эффекте Холла. Представляет собой тонкую прямоугольную пластину (площадь – несколько мм2), или пленку, изготовленную из полупроводника (Si, Ge, InSb, InAs), имеет четыре электрода для подвода тока и съёма ЭДС Холла. При измерении слабых магнитных полей пользуются Холла ЭДС датчиками, вмонтированными в зазоре ферро– или ферримагнитного стержня (концентратора), что позволяет значительно повысить чувствительность датчика. Так как в полупроводниках концентрация носителей зарядов (а следовательно, и коэффициент Холла) может зависеть от температуры, то в случае точных измерений необходимо либо термостатировать Холла ЭДС датчик, либо применять сильнолегированные полупроводники (последнее снижает чувствительность датчика).
Контрольные вопросы:
1. Что такое эффект Холла?
Появление в проводнике с током плотностью j, помещённом в магнитное поле Н, электрического поля Ех, параллельного Н и j.
Появление в проводнике с током плотностью j, помещённом в магнитное поле Н, электрического поля Ех, перпендикулярного Н и j.
Появление в проводнике с током плотностью j, помещённом в магнитное поле Н, магнитного поля, перпендикулярного Н и j.
Появление в проводнике с током плотностью j, помещённом в магнитное поле Н, электромагнитного поля, перпендикулярного Н и j.
2. Дайте объяснение эффекта Холла с помощью электронной теории.
Эффект Холла очень просто объясняется электронной теорией, отсутствие магнитного поля ток в пластинке обусловливается электрическим полем.
Эффект Холла очень просто объясняется электронной теорией, отсутствие электрического поля ток в пластинке обусловливается электрическим полем.
Эффект Холла очень просто объясняется электронной теорией, отсутствие магнитного поля ток в пластинке обусловливается электромагнитным полем.
Эффект Холла очень просто объясняется электронной теорией, отсутствие магнитного поля ток в пластинке обусловливается электромагнитным и электрическим полями.
3. Опишите эффект Холла в ферромагнетиках.
В ферромагнетиках на электроны проводимости действует только внешнее магнитное поле.
В ферромагнетиках на электроны проводимости действует только внутреннее магнитное поле.
В ферромагнетиках на электроны проводимости действует не только внешнее, но и внутреннее магнитное поле.
В ферромагнетиках на электроны проводимости действует не только внешнее, но и внутреннее электрическое поле.
4. Опишите эффект Холла в полупроводниках.
При неодинаковом направлении тока и поля магнитная сила, действующая на положительные и отрицательные носители, имеет одинаковое направление.
При одинаковом направлении тока и поля магнитная сила, действующая на положительные и отрицательные носители, имеет одинаковое направление.
При одинаковом направлении тока и поля магнитная сила, действующая на положительные и отрицательные носители, имеет неодинаковое направление.
при одинаковом направлении тока и поля магнитная сила, действующая на отрицательные носители, имеет одинаковое направление.