Резюме Съвременни проблеми на квантовата физика - Група реферати, есета, доклади, курсова работа и
Цялата класическа физика е изградена въз основа на идеята за непрекъснатия характер на пространството, времето, движението, непрекъснатия характер на промяната във всички физически величини. Тази континуалистична методология, произхождаща от разбирането на движението от Аристотел, изигра важна роля в развитието на математическата физика, по-специално при създаването на диференциално и интегрално смятане. Съответно, при извеждането на закона, Rayleigh and Jeans се ръководиха от концепцията за непрекъснат характер на радиацията. Гениалната хипотеза на Планк постулира, че материята не може да излъчва или абсорбира енергия, освен в крайни части (кванти), пропорционални на излъчената (или погълната) честота. Енергията на една порция (квантова) E = h v, където v е честотата на излъчване, а h е някаква универсална константа, наречена константа на Планк.
Изхождайки от тази хипотеза, Планк получи нов закон за разпределението на спектралната енергийна плътност на излъчването на абсолютно черно тяло, което дава пълно съгласие с експеримента.
Важността на откритието на Планк не беше осъзната веднага. Явлението обаче вече беше готово, което се оказа възможно да се обясни само с използването на идеята, изразена от Планк. Това е феноменът на фотоелектричния ефект, чиито закони също противоречат на очакваното от класическата физика. През 1905 г. А. Айнщайн обръща внимание на факта, че явлението на фотоелектричния ефект показва дискретна природа на светлината в съответствие с хипотезата на Планк. В този случай дискретната природа на светлината се проявява не само в актовете на излъчване или поглъщане, но и в свободното разпространение на радиацията в пространството във времето. С други думи, светлината е поток от корпускули, кванти. Айнщайн нарича леки кванти фотони. През 1923 г. е открито друго явление, което потвърждава съществуването на фотони - ефектът на Комптън.
Феноменът на намеса и. дифракцията не е нищо повече от суперпозицията на кохерентни вълни една върху друга; тоест тези явления отразяват вълновата природа на конкретни материални обекти. Откритието на Планк не отменя редица ефекти, при които светлината проявява своите вълнови свойства. Но в същото време бяха открити явления, които свидетелстват за корпускуларната природа на светлината. По този начин те започнаха да говорят за двойствеността на светлината вълна-частица: в някои ситуации светлината се държи като вълна; а в други ситуации, несъвместими с първата в същия експеримент, светлината се държи като поток от фотони. Нека се спрем на концепцията за фотон.
3. ПРИНЦИПЪТ НА НЕИЗВЕСТНОСТТА НА ХАЙЗЕНБЕРГ
Горният експеримент ясно показва, че точното познаване на координатата на един електрон означава пълно непознаване на неговия импулс и обратно. Тази ситуация е напълно необяснима от гледна точка на класическата физика. Физиците са положили много усилия, за да премахнат възникналото противоречие, за да запазят класическия идеал за описание на движението на физическите обекти. Най-революционно мислещите учени смятаха, че подобно некласическо поведение на обектите в микрокосмоса изисква критична ревизия на самата концепция за „частица“, точно локализирана във времето и пространството. Можем да говорим само за вероятността къде се намира частицата в даден момент от времето и това е неизбежна последица от въвеждането на константата на Планк във физическата теория на концепцията за квантовите скокове. Физическата интерпретация на „некласическото“ поведение на микрообектите е дадена за първи път от Вернер Хайзенберг, който посочи необходимостта да се изостави концепцията за обектите в микросвета като обекти, движещи се по строго определени траектории, за които координатата и инерцията на частица във всеки един момент от времето. Необходимо е да се приеме като закон, описващ движението на микрообектите, факта, че познаването на точната координата на частица води до пълна несигурност на нейния импулс и обратно, точното познаване на импулса на частица води до пълна несигурност на нейната координата. Въз основа на математическия апарат на квантовата механика, създаден от него, Хайзенберг установява ограничителната точност, с която е възможно едновременно да се определят координатите и импулсите на микрочастицата, и получава следната зависимост на несигурността за тези стойности: