Основні уявлення квантової механіки

Related posts:

1. Хто вважається засновником квантової механіки? “Батьком” квантової механіки вважають німецького математика і фізика Вернера Карла Гейзенберга (1901-1976). Квантова механіка – теорія фізичних явищ на дуже малих просторових масштабах. Принцип невизначеності Гейзенберга (1927) буквально перевернув традиційні уявлення класичної механіки і електромагнітної теорії про енергію та рух внутрішньоатомних частинок – електронів і внутрішньоядерних частинок. Відповідно до принципу невизначеності, неможливо однаково точно визначити […]...
2. Що таке квант Квантом прийнято називати елементарну (неподільну) порцію будь-якої енергії. Якщо поняття “квант” використовується в електроніці, то їм позначають елементарну порцію енергії магнітного, електричного або електромагнітного поля. Також поняття “квант” дуже часто використовується в оптоелектроніці. В цьому випадку квант світла ототожнюють з фотоном. Саме поняття кванта засноване на принципах квантової фізики, які визначають, що деякі фізичні величини […]...
3. Що таке квант – доповідь Квант (від латинського quantum – “скільки”) – це неподільна порція якоїсь фізичної величини. Наприклад, кажуть – квант світла, квант енергії або квант поля. Що це означає? Це означає, що менше бути вже просто не може. Коли говорять про те, що якась величина квантів, розуміють, що дана величина приймає ряд певних, дискретних значень. Так, енергія електрона […]...
4. Основи квантової фізики: поняття і закони Класична фізика, існувала до винаходу квантової механіки, описує природу в звичайному (макроскопічному) масштабі. Більшість теорій в класичній фізиці можна вивести, як наближення, що діє в звичних для нас масштабах. Квантова фізика (вона ж і квантова механіка) відрізняється від класичної науки тим, що енергія, імпульс, кутовий момент і інші величини пов’язаної системи обмежені дискретними значеннями (квантуванням). […]...
5. 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 […]...
6. 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, […]...
7. “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 […]...
8. Теплові властивості кристалів Кристал являє собою систему впорядковано розташованих атомів, що володіють певними масами; між атомами діють сили тяжіння і відштовхування, що врівноважують один одного за певних рівноважних відстанях між атомами. При відхиленні атома з положення рівноваги виникає повертає сила, протилежна зміщення, величина якої залежить від типу атома, його оточення та напрямки зміщення в кристалі. Відповідно до класичної […]...
9. Закон випромінювання абсолютно чорного тіла “Квантова механіка чарівна”, – пише фахівець з квантової теорії Деніель Грінбергер. Квантова механіка, згідно з якою речовина має властивості як хвилі, так і частинки, народилася після новаторських робіт по випромінюванню нагрітих об’єктів. Уявіть спіраль електронагрівача, яка стає спочатку коричневою, а потім, нагріваючись, – червоною. Закон випромінювання абсолютно чорного тіла (АЧТ), запропонований німецьким фізиком Максом Планком […]...
10. Пам’ять і уявлення. Основні мнемічні процеси Пам’ять є процес організації і збереження минулого досвіду, що робить можливим його повторне використання в діяльності або повторне повернення в сферу свідомості. Це найважливіша психічна функція, що є об’єднуючою ланкою в організації психіки. Вона забезпечує цілісність і єдність особистості. Всякий пізнавальний процес перетворюється на пам’ять, і всяка пам’ять перетворюється в щось інше. Пам’ять має величезне […]...
11. Місце механіки серед інших розділів фізики Механіка як наука, в сучасному розумінні, виникла раніше за інших розділів фізики. Вся сучасна фізика розвинулася, в основному, на базі механіки, починаючи з 17 століття. Принципи механіки вперше були сформульовані Ісааком Ньютоном (1643-1727) в його основному творі “Математичні початки натуральної філософії”, перше видання якого вийшло в 1687 році. Багато видатні вчені, попередники Ньютона, – Архімед […]...
12. Гіпотеза квантів та її експериментальне підтвердження У 1897 р Макс Планк зайнявся проблемою випромінювання абсолютно чорного тіла і отримав формулу, яка правильно описувала залежність густини енергії випромінювання абсолютно чорного тіла від частоти випромінювання. Щоб правильно отримати формулу, він змушений був в основу покласти гіпотезу про дискретності енергії (про енергію, як би розділеною на окремі порції). При цьому Планк припускав, що енергія […]...
13. Оптика: основні поняття Світло являє собою електромагнітне випромінювання з певною довжиною хвилі, в інтервалі від 0,4 до 0,8 мкм. Джерелом даних хвиль служать атоми і молекули при зміні в них енергетичного стану електронів. Потужність випромінювання – це величина енергії, яку випромінює об’єкт за одну секунду. Потік світлової енергії – це енергія, яку переносить світлова хвиля через певну площу […]...
14. Хвиля-частинка або частинка-хвиля? Досвід Тейлора показав, що навіть поодинокі фотони створюють дифракційну картину. Виходить, один фотон теж має властивості хвилі. Нагадаємо, що ще до теорії Максвелла було доведено, що якщо світло і є вільний, то ця хвиля поперечна. В таких хвилях частинки середовища коливаються “поперек” напряму переносу енергії, яка сконцентрована в гребенях. Відомо, що частота світла становить (за […]...
15. Основні поняття теорії коливань Коливання – це процеси, які мають яку або ступінь повторюваності в часі. Вільні (власні) коливання – це коливання, які надають самі собі системи, викликані первинним короткочасним зовнішнім збудженням. Коливальна система – це така система, яка здатна виробляти вільні коливання. Коливальна система відповідає таким умовам: 1) необхідно становище стійкої рівноваги; 2) необхідний фактор, який не дозволяє […]...
16. Біт, кубіт З логічної точки зору комп’ютер складається з бітів (змінних, що приймають значення 0 або 1), а програма – це послідовність операцій, кожна з яких використовує невелике число бітів. Біт може мати одне з двох станів: 0 або 1. Тому біт можна представити абстрактно – стрілкою, спрямованої вгору або вниз. Кубіт – квантова версія біта – […]...
17. Основні відомості про будову атома Поняття “атом” прийшло до нас з Античності, але зовсім змінило той первісний зміст, який вкладали в нього стародавні греки (у перекладі з грецької “атом” означає “неподільний”). Етимологія назви “неподільний” відображає сутність атома з точністю до навпаки. Атом ділимо, що довели явища фотоефекту, радіоактивності, електролізу (згадайте, що це таке) і ін. Вивчення цих явищ визначило розробку […]...
18. Вимушене випромінювання атомів Квантова теорія рівноважного випромінювання. У 1916 р Ейнштейн з позиції квантової теорії теоретично розглянув проблему рівноважного випромінювання (див. Розділ 1.1), коли при деякій температурі речовина знаходиться в термодинамічній рівновазі з випромінюванням, що заповнює об’єм деякої порожнини. Викладаючи основні положення теорії Ейнштейна, введемо в фізичну модель такого процесу ряд припущень, які не змінюючи спільності висновків, дозволять […]...
19. Джерела енергії зірок Зірки світять дуже і дуже довго. Звідки ж береться величезна енергія, необхідна для випромінювання зірок? Успіхи ядерної фізики і квантової механіки дозволили зробити висновок про те, що таким джерелом є термоядерні реакції, що відбуваються в надрах зірок завдяки дуже високих температур. Це реакції синтезу ядер гелію з ядер водню (протонів). 2 протона на величезній швидкості […]...
20. “Золоте правило” механіки і механічна робота Що таке механічна робота? Ви вже знаєте, що згідно “золотому правилу” механіки при використанні будь-якого простого механізму ми виграємо в силі в стільки ж разів, у скільки разів програємо в дорозі (за умови, що можна знехтувати тертям і масою самих механізмів). А це означає, що твір модуля сили на шлях не. змінюється. Тому можна припустити, […]...
21. Гіпотеза Планка про кванти В кінці 1 890-х років німецький виробник електричних ламп попросив молодого фізика Макса Планка розрахувати енергію, що виділяється нитками розжарювання. Таким чином, перед Планком поставили завдання, вирішити яку не могли навіть провідні вчені того часу: вивести формулу залежності довжини хвилі світла і ультрафіолетового випромінювання від температури чорного тіла. Планк спробував застосувати все, що могла запропонувати […]...
22. Узгодженість матеріального Всесвіту Вакуум в фізиці має певне поняття – повної порожнечі в просторі. У космологічної науці має значення, як відсутність в космічному просторі будь-якої матерії. У XIX столітті фізики виявили в космічному просторі невидимі поля і назвали їх “ефіром”. У космологічної науці стали називати невидимі поля і всі частинки в космічному просторі – фізичним вакуумом. Після відкриття […]...
23. Основні екологічні закони Основні екологічні закони: Закон пристосування: види в біоценозі пристосовані один до одного настільки, що їх спільнота представляє єдине і взаємопов’язане системне ціле – зміна хоча б одного елемента веде до зміни всієї системи. Закон внутрішньої несуперечності: у природних екосистемах діяльність входять до них видів спрямована на підтримку стійкості цих екосистем як середовища власного існування. Закон […]...
24. Конфігурація молекул При грі в кості число сім випадає частіше, ніж будь-яке інше число, тому що воно утворюється в результаті більшого числа довільних комбінацій інших чисел. Абсолютно з тих же міркувань число молекул, що знаходяться в якомусь даному стані (конфігурації), буде залежати від кількості енергетичних рівнів, що відповідають даній конфігурації і доступних для молекул. Переважатимуть конфігурації, відповідні […]...
25. Лазер, принцип дії лазера Лазер – це пристрій, який перетворює різні види енергії (електричну, світлову, теплову, хімічну та інші) в енергію когерентного електромагнітного випромінювання оптичного діапазону. У простих джерелах світла (нагріті тіла, лампи розжарювання та інші) атоми отримують енергію за рахунок збудження валентних електронів, які знаходяться на зовнішніх електронних оболонках. Перейшовши в збуджений стан, електрон атома приблизно через 10-8-10-7 […]...
26. Випромінювання – реферат Випромінювання, в найзагальнішому вигляді, можна уявити собі як виникнення і поширення хвиль, що приводить до обурення поля. Поширення енергії виражається у вигляді електромагнітного, іонізуючого, гравітаційного випромінювань і випромінювання по Хокингу. Електромагнітні хвилі – це обурення електромагнітного поля. Вони бувають радіохвильовими, інфрачервоними (теплове випромінювання), терагерцовий, ультрафіолетовими, рентгенівськими і видимими (оптичними). Електромагнітна хвиля має властивість поширюватися в […]...
27. Оптичні спектри Спектр (від лат. Spectrum – уявлення, образ) – є сукупністю кожного із значень будь-якої фізичної величини, яка характеризує систему або процес. Найчастіше використовують визначення частотного спектра коливань (наприклад, електромагнітних), спектру енергій, імпульсів і мас часток. Спектр може бути безперервним і дискретним (переривчастим). Оптичні спектри – це спектри електромагнітних випромінювань в ІК, видимому і UF діапазонах […]...
28. Як змінювалися уявлення про природу? У перекладі з грецької слово “фізика” означає “природа”. Ще в давнину люди намагалися пояснити різні природні явища, які вони спостерігали. Оскільки наукових знань тоді було мало, люди придумували міфи і казки, в яких “пояснювалися” закони природи. Подібно маленьким дітям, в міфах люди часто одушевляли неживі предмети. Великий вплив на розвиток давньої науки і філософії надав […]...
29. Сучасні уявлення про ноосферу Одним з унікальних етапів еволюції біосфери з’явилося виникнення розуму та інтелекту як вищої пізнавальної здатності живого організму. Завдяки появі розуму виникає суспільство – сукупність індивідуумів, здатних до спільної праці, до планомірної діяльності, до спільної духовного життя. Поява інтелекту радикальним чином прискорило темпи практично всіх процесів, що протікають у зовнішній оболонці Землі – біосфері. В. І. […]...
30. Що таке лазер – доповідь Цікавий факт: чи знаєте Ви, що до появи лазерів були мазери? Мазер – квантовий генератор, що випромінює когерентні мікрохвилі (хвилі сантиметрового діапазону) Мазер – це абревіатура, від англійського microwave amplification by stimulated emission of radiation, що в перекладі означає “посилення мікрохвиль за допомогою вимушеного випромінювання”. Мазер був винайдений в 1950-х роках, на кілька років раніше […]...
31. Теорія броунівського руху Теорія броунівського руху була побудована в 1905-1906 рр. німецьким вченим Ейнштейном і польським вченим Маріаном Смолуховським (1872-1917), підтверджена експериментально в 1908 р французьким ученим Жаном Перреном (1870-1942). Вивчення броунівського руху дозволило зробити наступні висновки. 1. Причиною броунівського руху частинок є рух молекул середовища, в якій ці частинки знаходяться. У кожний момент часу з броунівський частинкою […]...
32. 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, […]...
33. Що таке світло – коротко Що таке світло? Світло – це електромагнітне випромінювання, довжини хвиль якого лежать в діапазоні від 380 до 760 нанометрів. Саме цей діапазон хвиль сприймається нашими очима як видиме світло. Так, хвиля певної довжини, відбиваючись від предмета, потрапляє на сітківку ока, і ми вирішуємо, що цей предмет, наприклад, жовтого кольору. Найкоротшою довжині хвилі відповідає фіолетовий світло, […]...
34. 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 […]...
35. Спектр атома водню Для повноти картини розглянемо спектральну серію III. Щоб дізнатися, куди потрапляють лінії цієї серії, обчислимо для них найбільшу частоту. Вона виходить з (49.2) при n = 3 і m = ∞. Тоді маємо: ν∞3 = 3.29 * 1015/9 = 0.363х1015 (Гц). Це відповідає класичній довжині хвилі (λ = c / ν): λ∞3 = 2.99х108 / […]...
36. Основні поняття електростатики Електростатика – це розділ фізики, де вивчаються властивості і взаємодії нерухомих щодо системи відліку електрично заряджених тіл або частинок, які мають електричний заряд. Електричний заряд – це фізична величина, що характеризує властивість тіл або частинок входити в електромагнітні взаємодії і визначальна значення сил і енергій при цих взаємодіях. У Міжнародній системі одиниць одиницею виміру електричного […]...
37. Перші уявлення про механічний рух Уявлення про механічному русі, його характер і причини багаторазово змінювалося протягом історії людства. Вперше ці подання були систематизовані в античності. Вчення про світобудову, про рух тіл, викладене давньогрецьким філософом Аристотелем (384-322 до н. Е.) В трактатах “Фізика”, “Механіка” та ін., Панувало в науці протягом 15 століть! Одна з причин такого довголіття в тому, що висновки, […]...
38. Сучасні уявлення про виникнення життя на Землі У 1924 р вітчизняний вчений-біохімік А. І. Опарін опублікував працю “Походження життя”, що змусив весь світ по-новому поглянути на питання про походження життя на Землі. Згідно з гіпотезою, висунутою Опаріним, життя зародилося на Землі, а не У своїй роботі Опарін підкреслював, що перші попередники організмів (протобіонти) в ході ряду хімічних і фізичних процесів (етап хімічної […]...
39. Сучасні уявлення про різноманітність живого Звичніше всього поділяти живі істоти на рослин і тварин. Сходять ці уявлення до Аристотеля, який запропонував в якості критеріїв для віднесення живих організмів до тієї чи іншої групи рухливість і чутливість. Рослини нерухомі і нечутливі, тварини – навпаки. Лінней, основоположник сучасної систематики, в повній згоді з класифікацією Аристотеля виділив два царства: Рослини і Тварини. Згодом […]...
40. Основні органи травної системи людини Травна система людського організму, для багатьох з нас, є книгою за сімома печатками. Ми знаємо, що у нас є шлунок і кишківник, знаємо, що десь у них відбувається перетравлювання їжі, але єдину картину всього цього комплексу добре уявляє собі далеко не кожен. Але при цьому система органів травлення – одна з найважливіших. Від того, як […]...