- •1. Какие конкретно явления природы, объекты, механизмы были объяснены и какие достижения техники созданы на основе законов квантовой механики?
- •2. Почему Макса Планка считают основателем квантовой теории? в связи с чем была введена в науку гипотеза квантов?
- •3. Каковы экспериментальные доказательства корпускулярного характера света? Кратко опишите по крайней мере два из них, полученные в начале хх века.
- •4. Кратко изложите волновую концепцию описания частиц. В чем заключалась экспериментальная проверка этой гипотезы? Что такое длина волны де Бройля?
- •5. Кратко опишите первые модели атома, предложенные Дж.Томсоном и э.Резерфордом. Какие факты указывали на противоречивость каждой модели?
- •6. Сформулируйте два постулата и опишите модель атома, предложенные н.Бором. Какие экспериментальные данные подтвердили его теорию?
- •11.Каким образом появление квантовой механики повлияло на представления о соотношении динамических и статистических законов в описании природных закономерностей?
- •12.Укажите основные различия между динамическими и статистическими закономерностями в описании природных процессов
- •13.Почему с одним и тем же микрообъектом мы вынуждены связывать такие противоречивые макроскопические образы как волна и частица?
- •20 Каким образом, пользуясь соотношением неопределенности Гейзенберга, можно узнать, какими законами -- классической или квантовой механики -- описывать движение частицы в конкретной задаче?
- •22. Каково значение принципа дополнительности? Приведите его примеры из других областей науки, не связанные с квантовой механикой.
- •23. Как связаны понятия волновой функции и атомной орбитали? Что такое атомная орбиталь?
- •24. Опишите квантовомеханические представления об энергетических оболочках атома, возможных состояниях и правилах их заполнения электронами.
- •25. Какие основные типы химической связи между атомами вы знаете? Дайте определение каждому типу связи. Приведите примеры.
- •26. Кратко изложите элементарные основы «зонной» теории на примере атомных кристаллов.
- •27. Какими особенностями электронного строения определяются свойства кристалла (на примере проводников, полупроводников и диэлектриков)?
- •37. Изобразите и опишите схему взаимодействия между частицами вещества, которую предлагает квантовая теория.
- •38. Откуда у свободной частицы вещества при взаимодействии с другой частицей появляется энергетический ресурс, чтобы испустить соответствующий квант (частицу-переносчик взаимодействия)?
- •39. Приведите общую схему классификации элементарных частиц (стандартная модель).
- •40. На основе какой идеи, когда и кем были объединены описания электромагнитного и слабого взаимодействий?
11.Каким образом появление квантовой механики повлияло на представления о соотношении динамических и статистических законов в описании природных закономерностей?
Она привела к пересмотру всех представлений о роли динамических и статистических законов в отображении закономерностей природы. Был обнаружен статистический характер поведения отдельных элементарных частиц, но никаких динамических законов в квантовой механике открыть не удалось.
После создания квантовой механики можно утверждать, что динамические законы представляют собой первый, низший этап в познании окружающего нас мира, а статистические — более полно отражают объективные связи в природе, являясь более высокой ступенью познания. Только статистические законы способны отразить случайность и вероятность, играющие огромную роль в окружающем нас мире.
12.Укажите основные различия между динамическими и статистическими закономерностями в описании природных процессов
Основные различия: в динамических закономерностях физические величины непосредственно связаны однозначными функциональными закономерностями, а в статистических закономерностях однозначно связаны вероятности определенных значений тех или иных физических величин, тогда как связи между самими величинами не однозначны; различие в определении состояния физической системы.
13.Почему с одним и тем же микрообъектом мы вынуждены связывать такие противоречивые макроскопические образы как волна и частица?
Потому что в микромире один тот же объект может проявлять как свойства волн, так и свойства частиц.
В частности, свет может проявлять свойства и корпускулы (фотона), и электромагнитной волны.
Согласно принципу дополнительности Бора (1927) .Для полного описания квантово-механических явлений необходимо применять два взаимоисключающих(дополнительных) набора классических понятий, совокупность которых дает исчерпывающую информацию об этих явлениях.
14.Все-таки что же такое электрон – волна или частица? Каким образом совместить такие противоречивые свойства – корпускулы и волны – у одного микрообъекта?
В поведении электрона могут проявляться, как и корпускулярные, так и волновые черты. В зависимости от прибора наблюдения электрон будет проявлять либо свойства волны, либо частицы.
Корпускулярные и волновые свойства никогда не проявляются одновременно, они не исключают, а дополняют друг друга.
Это описание является исчерпывающим.
15.Обладают ли волновыми свойствами макрообъекты (например, Земля или теннисный мяч)? Почему мы не говорим о корпускулярно-волновом дуализме в отношении объектов макромира?
Каждому объекту макромира соответствует определенная длина волны, но на макроуровне мы не видим проявления волновых свойств, поэтому мы не говорим о корпускулярно-волновом дуализме в отношении макромира.
16 В чем заключается принцип дополнительности, предложенный Н.Бором? Где он применяется?
Для полного описания квантово-механических явлений необходимо применять 2 взаимоисключающих понятия, совокупность которых дает исчерпывающую информацию. Применяется в квантовой механике
17 Приведите одну из формулировок принципа неопределенности Гейзенберга. Поясните ее.
Принцип неопределенности - это частное выражение принципа дополнительности. устанавливает границы применимости классической физики. В зависимости от прибора наблюдения электрон будет проявлять либо свойства волны, либо частицы.
Невозможно измерить одновременно с одинаковой точностью дополнительные свойства микрообъекта.
18 Приведите простейший “вывод” соотношения неопределенностей Гейзенберга.
Принцип подчеркивает, что невозможно измерить одновременно одинаково точно дополнительные характеристики микрообъекта ( невозможно одновременно точно определить положение микрочастицы в пространстве и ее импульс) Если у электрона есть орбита, то мы рассматриваем его как частицу, если нет то как волну.
19 Опишите состояние электрона в атоме. Можно ли говорить об определенных электронных орбитах, о скорости электрона? Как определить положение электрона в атоме в данный момент времени?
E- имеет двойственную природу. Он может вести себя и как частица, и как волна: подобно частице, e- обладает определенной массой и зарядом; в то же время, движущийся e- проявляет волновые свойства, например, характеризуется способностью к дифракции.
E- в атоме не движется по определенным траекториям, а может находиться в любой части около ядерного пространства, однако вероятность его нахождения в разных частях этого пространства неодинакова. Пространство вокруг ядра, в котором вероятность нахождения электрона достаточно велика, называют орбиталью. Радиус орбиты r и скорость электрона v связаны квантовым соотношением Бора: mrv = nћ ( где m — масса электрона, n - номер орбиты, ћ — постоянная Планка)