Квантова електродинаміка

Related posts:

1. Елементарні частинки і релятивістська квантова механіка Першою елементарною частинкою (ЕЧ) став електрон – носій негативного електрики в атомах, що володіє мінімальною спостережуваної величиною заряду. Він був відкритий англійським фізиком Дж. Дж. Томсоном в 1897 р У 1919 р англійський фізик Е. Резерфорд виявив серед частинок, вибитих з атомних ядер, протони – частки з позитивним зарядом тієї ж величини, що і у […]...
2. Квантова оптика Відповідно до основних положень квантової теорії Планка і Ейнштейна, випромінювання, і, зокрема, видиме світло володіє корпускулярними властивостями. Очевидно, що за певних умов ці властивості повинні проявлятися в оптичних експериментах. Клас оптичних явищ, для пояснення яких слід залучати уявлення про кванти енергії випромінювання та їх носіях – фотонах, отримав назву явищ квантової оптики. Такі явища пов’язані, […]...
3. “Стара” квантова теорія Народженням квантової механіки вважається момент введення постійної Планка h (грудень 1900), за допомогою якої Планк отримав вираз, правильно описує спектр теплового випромінювання абсолютно чорного тела24 як для низьких, так і для високих частот. З цього починається “стара квантова теорія”, що складалася в тому, що фізикам вдавалося за допомогою постійної Планка h отримувати вирази, правильно описують […]...
4. Квантова електроніка Квантова електроніка – галузь науки, що вивчає процес створення електромагнітного поля, а також його характеристики, при переході атомів, молекул та іонів з одного енергетичного стану в інший. Іншими словами в квантовій електроніці, в порівнянні зі звичайною класичної, де електромагнітне поле є наслідком перетворення одного виду енергії (кінетичної) в інший (електричну), поява цього поля є наслідком […]...
5. Атомізм, механіцизм, квантова теорія будови речовини Положення про будову речовини знаходять яскраве вираження в боротьбі двох систем: дискретності (переривчастості) – корпускулярна концепція, і континуальності (безперервності) – континуальної методика. З ними безпосередньо пов’язані теорії взаємодії матеріальних предметів, які реалізувалися як спосіб дальнодействия (передача елементів без фізичної середовища) і механізм близкодействия (переміщення від точки до точки). Концепція переривчастості була розроблена і представлена ​​І. […]...
6. Електродинаміка – коротко Всі фізичні явища пов’язані з тими чи іншими взаємодіями. У фізиці розглядають чотири типи взаємодій – гравітаційне, електромагнітне, ядерне і слабке. При вивченні механіки ви познайомилися з гравітаційною взаємодією. Розділ фізики, в якому вивчається електромагнітне взаємодія, називають електродинамікою. Електромагнітна взаємодія – це взаємодія електрично заряджених тіл. На електричні явища звернули увагу ще в Древній Греції […]...
7. Сучасна квантова механіка Квантова механіка – найважчий для розуміння розділ фізики. І ця трудність пов’язана, в першу чергу, не з використанням складної математики, а з тим, що тут використовуються більш складні і менш наочні поняття. Їх можна визначити тільки в рамках теоретичної фізики, тобто описаного вище модельного теоретико-операціонального підходу. У різних розділах фізики йдеться про різні процесах і […]...
8. Релятивістська квантова механіка У 1927 р англійський фізик Поль Дірак звернув увагу на те, що для опису руху відкритих на той час мікрочастинок (електрона, протона і фотона), т. К. Вони рухаються зі швидкостями, близькими до швидкості світла, потрібно застосування спеціальної теорії відносності. П. Дірак склав рівняння, яке описувало рух електрона з урахуванням законів і квантової механіки, і теорії […]...
9. Що таке електродинаміка – фізика Приступимо до вивчення нового розділу фізики – “Електродинаміка”. Мова піде про процеси, які визначаються рухом і взаємодією електрично заряджених частинок. Вивчення природи цієї взаємодії приведе нас до одного з найбільш фундаментальних понять фізики – електромагнітному полю. Важливо Електродинаміка – це наука про властивості і закономірності поведінки особливого виду матерії – електромагнітного поля, що здійснює взаємодію […]...
10. Суперсиметрія “Фізики чаклують над теорією матерії, і здається, що ця теорія просто взята з сценарію” Зоряного шляху “, – пише журналіст Чарлз Зайфен. – Вона припускає, що у кожної частинки є ще не відкриті двійники, тіньові суперпартнери-близнюки, чиї властивості, однак, сильно відрізняються від властивостей відомих нам часток… Якщо суперсиметрія дійсно існує, ці… частинки можуть утворювати екзотичну […]...
11. Електродинаміка (формули) Закон Кулона: Різниця потенціалів: ΔU = EΔx. Електроємність: С = q/U Енергія конденсатора: Закон Джоуля – Ленца: ΔQ = I 2RΔt. Сила Ампера: F = IBl cos α. Закон електромагнітної індукції: Магнітна енергія котушки: Реактивний опір: Поле точкового заряду: Плоский конденсатор: З = e0S/d. Закон Ома: Сила Лоренца: F = qvB sin α. Магнітний потік: […]...
12. Випромінювання Черенкова Черенковське випромінювання виникає, коли заряджена частинка (наприклад, електрон) пролітає крізь прозору середу (наприклад, скло або воду) зі швидкістю, що перевищує швидкість світла в цьому середовищі. Один з найбільш звичайних прикладів такого випромінювання дають ядерні реактори, які часто занурені в басейн з охолоджувальною рідиною. Активна зона реактора оточена моторошнуватим синім світінням, викликаним черенковське випромінюванням народжених в […]...
13. Що таке фотони У результаті дослідження явищ, пов’язаних із взаємодією світла і речовини (теплове випромінювання і фотоефект), фізики прийшли до висновку, що світло складається з окремих порцій енергії – фотонів. Випромінювання світла, його поширення та поглинання відбувається строго цими порціями. Фотони мають енергією і імпульсом і можуть обмінюватися ними з частками речовини (скажімо, з електронами або атомами). Як […]...
14. Ефект Комптона Уявіть, що ви крикнули, і ваш голос повернувся як відлуння, відбившись від віддаленій стіни. Ви ж не очікуєте, що луна вашого голосу прозвучить на октаву нижче? Звукові хвилі відбиваються, не змінюючи частоти. А от з рентгенівськими хвилями справа йде інакше. У 1923 р фізик Артур Комптон показав, що при падінні рентгенівських променів на електрони розсіяне […]...
15. Що таке атом? Атоми – це найдрібніші частинки, з яких складається будь-який хімічний елемент, а значить, і весь світ, тому що і земна куля, і атмосфера, всі живі істоти і неживі предмети складаються з різних хімічних елементів: кисню і водню, заліза і міді, вуглецю та азоту і багатьох-багатьох інших. Про те, що весь світ і всі предмети складаються […]...
16. Хвиля де Бройля Якщо хвилі світла можуть вести себе, кок частки, як це показав Ейнштейн, то чи можуть частинки матерії вести себе, як хвилі? У 1923 році Луї де Бройль вирішив перевірити, наскільки вірно таке припущення, і розробив теорію хвиль матерії. Він припустив, що якби частинки, такі як електрони, могли вести себе, як хвилі, то у них би […]...
17. Взаємодія у фізиці Взаємодія у фізиці – це вплив тіл або часток один на одного, що призводить до зміни їх руху. Взаємодія у фізиці – це вплив тіл або часток один на одного, що призводить до зміни їх руху. Як відомо, при нерівномірному русі швидкість тіла змінюється з плином часу. Зміна швидкості тіла відбувається під дією іншого тіла. […]...
18. Будова елементарних частинок У ході розвитку теоретичної фізики з’ясувалося, що і елементарні частинки не є насправді “елементарними”, т. є. Неподільними. Деякі з них, наприклад протони і нейтрони, складаються з ще більш дрібних частинок, що одержали назву кварки. Розмір кварка приблизно в 20 тис. Разів менше, ніж розмір протона. Головна особливість кварків полягає в тому, що їх, у всякому […]...
19. Елементарні частинки: цікаві факти Ще в 1950 році італійський фізик Енріко Фермі висловився з приводу дев’яти відомих на той час елементарних частинок, що “це вже досить велике число, щоб викликати підозру в елементарності хоча б деяких з них”. А в експериментах з’являлися все нові і нові елементарні частинки. Навіщо природі знадобилося настільки величезна кількість “найпростіших цеглинок” матерії і як […]...
20. Колір неба На нашому сайті ви вже могли прочитати, що таке колір. Але скільки існує різних кольорів, що робить навколишні нас речі кольоровими? І наукове пізнання на багато таких питань вже може дати відповідь. Наприклад, пояснити колір неба. Що робить навколишні нас речі кольоровими? Як пояснити колір неба? Для початку потрібно буде згадати про великого Ісаака Ньютона, […]...
21. Плазма Плазма – це іонізований газ, що складається з безлічі електронів та іонів (атомів, які втратили електрони). Для створення плазми потрібна енергія, яка може підводитися в різних формах – у вигляді теплової енергії, електричної або енергії випромінювання. Наприклад, плазма утворюється, якщо газ нагріти так сильно, що при зіткненні атомів з них можуть бути вибиті електрони. Подібно […]...
22. Як проектували лазер У заключній главі прийнято підбивати підсумки. Але ми не будемо витрачати час на перерахування питань, які не встигли розглянути. Розповімо краще про лазерах, які є найяскравішим втіленням квантової теорії. Лазери ставляться до піонерським винаходам. Так називаються винаходи, які не мають аналогів. Хоча в рекламі можна зустріти фразу типу, “новий телевізор не має аналогів”, насправді це […]...
23. Характеристика електричного заряду Електромагнітні взаємодії належать до числа найбільш фундаментальних взаємодій у природі. Сили пружності і тертя, тиск рідини і газу та багато іншого можна звести до електромагнітних силам між частинками речовини. Самі електромагнітні взаємодії вже не зводяться до інших, більш глибоким видам взаємодій. Настільки ж фундаментальним типом взаємодії є тяжіння – гравітаційне тяжіння будь-яких двох тел. Однак […]...
24. Хімічні властивості сірки При кімнатній температурі сірка вступає в реакції тільки з ртуттю. З підвищенням температури її активність значно підвищується. При нагріванні сірка безпосередньо реагує з багатьма простими речовинами, за винятком інертних газів, азоту, селену, телуру, золота, платини, іридію і йоду. Сульфіди азоту і золота отримані непрямим шляхом. Взаємодія з металами Сірка виявляє окисні властивості, в результаті взаємодії […]...
25. Хімічні властивості алканів – коротко Оскільки всі зв’язки у алканів насичені, хімічні реакції можуть протікати тільки в результаті попереднього розриву зв’язків С-С або С-Н. З можливих варіантів розриву зв’язку: гетеролітичних (коли обидва електрони, що утворюють зв’язок, залишаються в одного з атомів, з утворенням іонів): СН3-СН3 → СН3-СН2- + Н + або СН3-СН3 → СН3-СН2 + + Н І гомолитического, коли […]...
26. Два види заряду Оскільки гравітаційна взаємодія завжди є тяжінням, маси всіх тіл ненегативні. Але для зарядів це не так. Два види електромагнітної взаємодії – притягання і відштовхування – зручно описувати, вводячи два види електричних зарядів: позитивні і негативні. Заряди різних знаків притягуються один до одного, а заряди одного знака один від одного відштовхуються. Це проілюстровано на рис. 3.1; […]...
27. Фотонний газ і його властивості Фотонна теорія випромінювання. Розвиваючи гіпотезу М. Планка про кванти, А. Ейнштейн в 1905 р припустив, що квантові властивості випромінювання (світла) проявляються не тільки при випущенні і поглинанні його речовиною, але й при поширенні випромінювання в просторі. Відроджуючи корпускулярну теорію світла, запропоновану Ньютоном ще на початку 18 століття, Ейнштейн висунув гіпотезу, згідно з якою випромінювання можна […]...
28. Напрямок руху частинок Весь цей час ми говорили про заряджених частинках, не уточнюючи, який знак вони мають. Слід зазначити, що всі позитивні частинки рухаються від позитивного полюса до негативного. Негативні ж частинки навпаки. Однак позитивні і негативні частинки є далеко не у всіх речовинах. Вони є, наприклад, в електролітах, газах і інших речовинах. Однак, у всьому світі, за […]...
29. Флюоресценція Стокса У дитинстві я збирав зелені світяться камені, що нагадували мені про Смарагдовому місті з книги “Чарівник країни Оз”. Флюоресценція – це світіння об’єкта у видимому діапазоні світлових хвиль, обумовлене поглинанням електромагнітного випромінювання. У 1862 р фізик Джордж Стоці спостерігав явище, що описується законом, який ми називаємо тепер законом флюоресценції Стокса. Він говорить: довжина хвилі испущенного […]...
30. Сучасний космогонічний міф про “Великий вибух” Ейнштейнівська загальна теорія відносності (ЗТВ) породжує загальну космологію. Фізики не уникли спокуси застосувати рівняння ЗТВ до Всесвіту в цілому. І тут їх, в усякому разі Ейнштейна, чекав сюрприз. Виявилося, що рішення рівнянь Ейнштейна в припущенні моделі однорідної і ізотропного Всесвіту нестаціонарні (це в 1922 р відкрив молодий радянський фізик А. А. Фрідман) і призводять до […]...
31. Заряд кварків Чому дорівнює заряд електрона? Цифру -1,6 * 10-19 кулон вперше була отримана Робертом Міллікеном, який вимірював швидкість підйому заражених масляних крапельок в електростатичному полі. Мінімальний заряд, яким могла володіти крапля був прийнятий одиничним. В середині, наприклад, 60-х років число елементарних частинок вимірювалося вже сотнями. Муррей Гелл-Манн і Джордж Цвейг теоретично показали, що відомі властивості багатьох […]...
32. Що вивчає молекулярна фізика і термодинаміка Молекулярна фізика виходить з уявлень про те, що всі тіла складаються з найдрібніших частинок – молекул і атомів. Частинки рухаються і взаємодіють один з одним, а фізичні властивості тіл пояснюються характером цього руху і взаємодії. Найпростішою моделлю молекулярної фізики служить ідеальний газ. У цій моделі ми нехтуємо розмірами частинок, їх внутрішньою будовою і взаємодією один […]...
33. Хвильове рівняння Шредінгера “Рівняння Шредінгера дало вченим можливість уявити собі досліджувані ними атомні системи і передбачати їх поведінку”, – пише фізик Артур Міллер. Шредінгер отримав своє рівняння під час канікул на лижному курорті в Швейцарії, де він відпочивав зі своєю тодішньою коханкою, яка, ймовірно, стимулювала його інтелектуальні та “еротичні вибухи”, як він сам це називав. Хвильове рівняння Шредінгера […]...
34. Основні уявлення квантової механіки Виявлення корпускулярних властивостей світла і хвильових властивостей частинок послужило поштовхом до розробки нової фізичної теорії, названої квантовою механікою. Виявилося, що детермінізм, притаманний класичної фізики, у квантовій механіці повністю відсутня. Кантова механіка – імовірнісна теорія. При описі руху частки квантова механіка використовує не її координати, а ймовірності виявити частинку в тій чи іншій галузі. Це і […]...
35. Модель атому Резерфорда Щоб отримати такий результат експерименту, необхідно зосередити позитивний заряд в меншому розмірі, в результаті чого вийде більше електричне поле. За формулою потенціалу поля можна визначити необхідний розмір позитивної частинки, яка змогла б відштовхнути альфа-частинку в протилежному напрямку. Радіус її повинен бути близько максимум 10-15 м. Саме тому Резерфорд запропонував планетарну модель атома. Дана модель названа […]...
36. Що буде, якщо електрика зникне? Погодьтеся, найпотрібніше в нашому житті працює на електриці: холодильник, плазма, приставки, кулер в офісі, електромлинниці, врешті-решт… Серйозно, без електрики ми б померли! Адже за нашими нервовим клітинам протікають електричні імпульси. Серце б’ється завдяки їм. Так що, якщо електрики не буде, наше життя стане просто неможлива. Але все ж давайте уявимо, що буде відбуватися у всесвіті, […]...
37. Який мінімальний просторовий обсяг, в якому можна спостерігати парниковий ефект? Парниковий ефект визначається так званої оптичною товщиноюτ, яка визначається як відношення геометричної товщини (висоти) z розглянутій області до довжини вільного пробігу теплових фотонів l, τ = z / l. Довжина вільного пробігу фотонів l = 1 / nσ, де n – концентрація парникових речовин (число молекул в кубічному метрі), σ – площа поперечного перерізу поглинання […]...
38. Гальмівне випромінювання Вільгельм Конрад Рентген (1845-1923), Нікола Тесла (1856-1943), Арнольд Йоганнес Вільгельм Зоммерфельд (1868-1951) Термін “гальмівне випромінювання”, або Bremsstrahlung (нім.), Відноситься до рентгенівського або іншому електромагнітному випромінюванню, що випускається, коли заряджена частинка (наприклад, електрон) раптово сповільнюється, реагуючи на сильне електричне поле атомного ядра. Розглянемо рентгенівські промені, що випускаються при бомбардуванні металевої пластинки електронами високих енергій. Б’ючи в […]...
39. Потенційне поле сил Полем сил називають область простору, в кожній точці якого на вміщену туди частку діє сила, закономірно змінюється від точки до точки. Прикладом може служити полі сили тяжіння Землі або поле сил опору в потоці рідини (газу). Якщо сила в кожній точці силового поля не залежить від часу, то таке поле називають стаціонарним. Ясно, що силове […]...
40. Парадокс Ейнштейна-Подольського-Розена Квантова зчепленість відноситься до тісної взаємозалежності квантових частинок – наприклад, пари електронів або пари протонів: деякі зміни стану однієї з них негайно відбиваються на інший, і не важливо, на якій відстані знаходяться частинки. Це настільки суперечить здоровому глузду, що Ейнштейн назвав квантову зчепленість “кошмарним дальнодействием”. Він вважав, що вона демонструє дефект квантової теорії і, особливо, […]...