53.Фундаментальные взаимодействия. Радиус действия. Формы движения и взаимодействия.

. В современной физике известны четыре фундаментальных взаимодействия – сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Наиболее интенсивное сильное взаимодействие существует между кварками. Его дальнодействующая составляющая порождает ядерную силу, удерживающую протоны и нейтроны внутри ядра. Сильное взаимодействие – короткодействующее, радиус действия около 10-13 см (1 ферми). Переносчиком сильного взаимодействия между кварками являются безмассовые бозоны, несущие цветной заряд – глюоны1. Далее по интенсивности следует электромагнитное взаимодействие, действующее между всеми заряженными частицами и телами. Переносчиком взаимодействия является обычный фотон. Далее следует слабое взаимодействие, действующее между кварками и лептонами. Переносчиками взаимодействия являются массивные заряженные (W±) и нейтральные (Z0) массивные бозоны. Массы этих бозонов примерно в 100 раз больше массы протона (mW = 80 ГэВ , mZ = 91 ГэВ, напомню, что масса протона около 1 ГэВ) Самое слабое в мире элементарных частиц – гравитационное взаимодействие.

54.Проблема создания единой теории взаимодействия. Крупным шагом в познании микропроцессов явилось создание единой теории электромагнитных и слабых взаимодействий. Перед физикой стоит важнейшая задача создания единой теории взаимодействий, включающих в себя также сильные и гравитационные взаимодействия. Разработка единой теории всех известных фундаментальных взаимодействий позволит обеспечить объединение в единое целое, основанное на концепциях современных данных о природе, хотя на этом физическая наука на закончится, т.к. материя неисчерпаема и бесконечна в своей структуре.

55.Охарактеризуйте кратко историю представлений о свете.

Развитие представлений о светеТеория Максвелла, являясь обобщением основных законов электрических и магнитных явлений, не только смогла объяснить уже известные к тому времени экспериментальные факты, что также является важным ее следствием, но и предсказала новые явления. Так было предсказано существование электромагнитных волн - переменного электромагнитного поля, распространяющегося в пространстве с конечной скоростью. В дальнейшем было доказано, что скорость распространения свободного электромагнитного поля (не связанного с зарядами и токами) в вакууме равна скорости света. Данный вывод и теоретическое исследование свойств электромагнитных волн привели Максвелла к созданию электромагнитной теории света, в соответствии с которой свет представляет собой также электромагнитные волны. Электромагнитные волны были впервые обнаружены немецким физиком Г. Герцем (1857- 1894), доказавшим, что законы их возбуждения и распространения полностью описываются уравнениями Максвелла.

56.В чем проявляются волновые свойства света?

Дифракция,дисперсия света. Спектральное разложение, кольца Ньютона, радуга - это все проявление волновых свойств света

57.Напишите формулу, подтверждающую волновую и квантовую природу света.

W=hf, где w- энергия излучения света, f- частота излучения, h- постоянная Планка

58.Дайте краткую характеристику модели атома Томсона.

Модель атома Томсона (модель «Пудинг с изюмом»). Дж. Дж. Томсон предложил рассматривать атом как некоторое положительно заряженное тело с заключёнными внутри него электронами. Была окончательно опровергнута Резерфордом после проведённого им знаменитого опыта по рассеиванию альфа-частиц.

59.Охарактеризуйте планетарную модель атома.

Планетарная модель атома Бора-Резерфорда. В 1911 году Эрнест Резерфорд, проделав ряд экспериментов, пришёл к выводу, что атом представляет собой подобие планетной системы, в которой электроны движутся по орбитам вокруг расположенного в центре атома тяжёлого положительно заряженного ядра («модель атома Резерфорда»). Однако такое описание атома вошло в противоречие с классической электродинамикой. Дело в том, что, согласно классической электродинамике, электрон при движении с центростремительным ускорением должен излучать электромагнитные волны, а, следовательно, терять энергию. Расчёты показывали, что время, за которое электрон в таком атоме упадёт на ядро, совершенно ничтожно. Для объяснения стабильности атомов Нильсу Бору пришлось ввести постулаты, которые сводились к тому, что электрон в атоме, находясь в некоторых специальных энергетических состояниях, не излучает энергию («модель атома Бора-Резерфорда»). Постулаты Бора показали, что для описания атома классическая механика неприменима. Дальнейшее изучение излучения атома привело к созданию квантовой механики, которая позволила объяснить подавляющее большинство наблюдаемых фактов.

60.Можно ли с помощью теории Бора объяснить структуру атомов всех элементов таблицы Менделеева?Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний): в атоме существуют стационарные (не изменяющиеся со временем) состояния, при котором электрон может находиться на определенной орбите и не излучать энергии.

Этот постулат противоречит электродинамике Максвелла: движущийся электрон всегда должен создавать вокруг себя электромагнитное поле, излучать энергию. Следоватьельно, его масса должна уменьшаться, и поскольку его масса меньше ядра атома, то сила тяготения «заставит» его упасть на ядро атома.Второй постулат Бора (правило частот): Переход от стационарного состояния атома осуществляется путем поглощения или излучения квант-энергии по определенному правилу частоты. Все изменения состояния атома связаны с поглощением или излучением электроном квант-энергии.