Вопрос 25
Электромагнитные волны, использование в науке и технике.
Согласно теории Максвелла, переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое, а переменное электрическое поле - вихревое магнитное. Отсюда Максвелл заключил, что в природе могут существовать электромагнитные волны.
Представим проводник, в котором создан электрический ток. Если этот ток постоянен, то вокруг проводника будет существовать постоянное магнитное поле. При изменении силы тока индукции этого поля изменится. Возникает, как принято говорить, возмущение электромагнитного поля. Переменное магнитное поле создаст изменяющееся электрическое. Это электрическое породит переменное магнитное. То, в свою очередь, снова электрическое и т.д. Возникает система взаимно перпендикулярных изменяющихся электрических и магнитных полей, захватывающих все большие и большие области пространства.
Распространяющиеся в пространстве возмущения электромагнитного поля наз. Электромагнитными волнами.
Предсказанные Максвеллом и открытые Герцем э-ые в-ы обладают рядом свойств:
Э.В. излучаются ускоренными зарядами, причем напряженность электрического поля излучаемой волны пропорциональна ускорению излучающих частиц.
Э.В. могут распространяться не только в различных средах, но и в вакууме.
при переходе Э.В. из одной среды в другую частота волны не изменяется.
Э.В. могут поглощаться веществом.
Попадая в границу раздела двух сред, часть Э.В. отражается, а часть проходит во вторую среду, преломляясь.
И другие свойства.
Билет №27
Сформируйте и поясните соотношение неопределенностей квантовой теории, а также принцип дополнительности.
КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ – релятивистская квантовая теория элементарных частиц и их взаимодействий. В к. т. п. Каждому типу частиц соответствует поле, которое связывает частицы в единые системы и передаёт с конечной скоростью действие одних частиц на другие. Такое поле описывается операторной волновой функцией, а взаимодействия рассматривают-ся как процессы рождения одних и уничтожения других частиц, что в свою очередь приводит к понятию вакуума. Наиболее разработанным и экспериментально обоснова-нным разделом к. т. п. Является квантовая электродинамика – современная теория электро-магнитного поля и его взаимодействия с заряженными частицами, основанная на законах квантовой механики относительности теории. Согласно к. э. Фотоны рассматриваются как кванты электро-позитронного поля. Взаимодействие электро-магнитного излучения с веществом в к. э. Рассматривается как процесс поглощения одних и испускания других фотонов.
ПРИНЦИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ - методологический принцип, сформулированный Нильсом Бором применительно к квантовой физике, согласно которому, для того чтобы наиболее адекватно описать физический объект, относящийся к микромиру, его нужно описывать во взаимоисключающих, дополнительных системах описания, например одновременно и как волну, и как частицу.
Вот как интерпретирует культурологическую значимость принципа дополнительности для ХХ века русский лингвист и семиотик В.В. Налимов:
"Классическая логика оказывается недостаточной для описания внешнего мира. Пытаясь осмыслить это философски, Бор сформулировал свой знаменитый принцип дополнительности, согласно которому для воспроизведения в знаковой системе целостного явления необходимы взаимоисключающие, дополнительные классы понятий. Это требование эквивалентно расширению логической структуры языка физики. Бор использует, казалось бы, очень простое средство: признается допустимым взаимоисключающее употребление двух языков, каждый из которых базируется на обычной логике. Они описывают исключающие друг друга физические явления, например непрерывность и атомизм световых явлений. Бор сам хорошо понимал методологическое значение сформулированного им принципа: "...целостность живых организмов и характеристика людей, обладающих сознанием, а также человеческих культур представляют черты целостности, отображение которых требует типично дополнительного способа описания. Принцип дополнительности - это, собственно, признание того, что четко построенные логические системы действуют как метафоры: они задают модели, которые ведут себя и как внешний мир, и не так. Одной логической конструкции оказывается недостаточно для описания всей сложности микромира. Требование нарушить общепринятую логику при описании картины мира со всей очевидностью впервые появилось в квантовой механике - и в этом ее особое философское значение".
Позднее Ю.М. Лотман применил расширенное понимание принципа дополнительности к описанию семиотики культуры. Вот что он пишет:
"...механизм культуры может быть описан в следующем виде: недостаточность информации, находящейся в распоряжении мыслящей индивидуальности, делает необходимым для нее обращение к другой такой же единице. Если бы мы могли представить себе существо, действующее в условии полной информации, то естественно было бы предположить, что оно не нуждается в себе подобном для принятия решений. Нормальной для человека ситуацией является деятельность в условиях недостаточной информации. Сколь ни распространяли бы мы круг наших сведений, потребность в информации будет развиваться, обгоняя темп нашего научного прогресса. Следовательно, по мере роста знания незнание будет не уменьшаться, а возрастать, а деятельность, делаясь более эффективной, - не облегчаться, а затрудняться. В этих условиях недостаток информации компенсируется ее стереоскопичностью - возможностью получить совершенно иную проекцию той же реальности - перевод ее на совершенно другой язык. Польза партнера по коммуникации заключается в том, что он другой."
Билет №29
Статистический подход к анализу макросистем. Закон Авогадро и средняя кинетическая энергия движения молекул.