Рефераты Вероятностный подход

Вернуться в Естествознание

Вероятностный подход
ПЛАН
1. Квантовая механика
2. Вглубь материи .
3. Физические взаимодействия

Квантовая механика

Квантовая механика — это физическая теория, устанавливающая способ
описания и законы движения на микроуровне. Ее начало совпало с началом
века. М. Планк в 1900 году предположил, что свет испускается неделимыми
порциями энергии — квантами, и математически представил это в виде формулы
E=hv, где v — частота света, а h — универсальная постоянная,
характеризующая меру дискретной порции энергии, которой обмениваются
вещество и излучение. В атомную теорию вошли, таким образом, прерывистые
физические величины, которые могут изменяться только скачками.
Последующее изучение явлений микромира привело к результатам, которые
резко расходились с общепринятыми в классической физике и даже теории
относительности представлениями. Классическая физика видела свою цель в
описании объектов, существующих в пространстве и в формулировке законов,
управляющих их изменениями во времени. Но для таких явлений, как
радиоактивный распад, дифракция, испускание спектральных линий можно
утверждать лишь, что имеется некоторая вероятность того, что индивидуальный
объект таков и что он имеет такое-то свойство. В квантовой механике нет
места для законов, управляющих изменениями индивидуального объекта во
времени.
Для классической механики характерно описание частиц путем задания их
положения и скоростей и зависимости этих величин от времени. В квантовой
механике одинаковые частицы в одинаковых условиях могут вести себя по-
разному. Эксперимент с двумя отверстиями, через которые проходит электрон,
позволяет и требует применения вероятностных представлений. Нельзя сказать,
через какое отверстие пройдет данный электрон, но если их много, то можно
предположить, что часть их проходит через одно отверстие, часть — через
другое. Законы квантовой механики — законы статистического характера. «Мы
можем предсказать, сколько приблизительно атомов (радиоактивного вещества —
А. Г.) распадутся в следующие полчаса, но мы не можем сказать... почему
именно эти отдельные атомы обречены на гибель» (Эйнштейн А., Инфельд Л.
Цит. соч.- С. 232).
В микромире господствует статистика, а не уравнения Максвелла или
законы Ньютона. «Вместо этого мы имеем законы, управляющие изменениями во
времени» (Там же.- С. 237). Статистические законы можно применить только к
большим совокупностям, но не к отдельным индивидуумам. Квантовая механика
отказывается от поиска индивидуальных законов элементарных частиц и
устанавливает статистические законы. На базе квантовой механики невозможно
описать положение и скорость элементарной частицы или предсказать ее
будущий путь. Волны вероятности говорят нам о вероятности встретить
электрон в том или ином месте.
В. Гейзенберг делает такой вывод: «В экспериментах с атомными
процессами мы имеем дело с вещами и фактами, которые столь же реальны,
сколь реальны любые явления повседневной жизни. Но атомы или элементарные
частицы реальны не в такой степени. Они образуют скорее мир тенденций или
возможностей, чем мир вещей и фактов» (Гейзенберг. Цит. соч.- С. 117).
В первой модели атома, построенной на основе экспериментального
обнаружения квантования света, H. Бор (1913 год) объяснил это явление тем,
что излучение происходит при переходе электрона с одной орбиты на другую,
при этом рождается квант света с энергией, равной разности энергий уровней,
между которыми осуществлялся переход. Так возникает линейчатый спектр —
основная особенность атомных спектров (в спектрах оказываются лишь
определенные длины волн).
Важная особенность явлений микромира заключается в том, что электрон
ведет себя подобно частице, когда движется во виеш-нем электрическом или
магнитном поле, и подобно волне, когда диф-рагирует, проходя сквозь
кристалл
Добавить в Одноклассники    

 

Rambler's Top100