23 Квантовая революция в физике принципы дополнительности, неопределенности

в конце 19 в кризис в науке. ряд открытий, которые не объяснялись с позиций класс. физики. пытались объяснить законами макромира все явления. поэтому 1900г выделилось направление квантовая физика, объясняющая и изучающая процессы микромира.

совр наука показала.что материя проявляет и св-ва волн. описание движ. микрообьектов надо применять вероятностный подход корп-волн дуализма. т.к. в-во проявляет двойственные св-ва как частиц(движение по траектории) и поле

принцип дополнительности(Бор1928)-для описания объекта необх применять 2 взаимоискл. набора класс. понятий (частица.волна)

принцип неопределенности(гейнзберг1927)имеются 2 пары величин (координата частицы х и импульс р). характериз микрообьект.кот не могут быть известны одновременно с безконечной степенью точности

принцип суперпозиции( наложения)- если физ сист. может находиться в состояниях. опис. неск. волновыми функциями,то она может так же находиться в состоянии. опис. любой линейной комбинацией этих функций

24 Структурная организация микромира. Понятие об элементарных частицах

Согласно стандартной модели, всё вещество (включая свет) состоит из 12 фундаментальных элементарных частиц и 12 частиц-переносчиков взаимодействий. В это число входят кварки (из которых состоят протоны и нейтроны), электроны, фотоны и другие элементарные частицы. Всем элементарным частицам присущ корпускулярно-волновой дуализм: с одной стороны, частицы представляют собой единые, неделимые объекты, с другой стороны, вероятность их обнаружить «размазана» по пространству (этот факт иллюстрирует, к примеру, эксперимент с одновременным прохождением фотона сразу через две щели). При некоторых условиях такая «размазанность» может принимать даже макроскопические размеры.

Эл частицы делятся на протоны,нейтроны.электроны, кот образуют в-во(р и н не относятся к истинным Эл частицам гипотетич. они сост из кварков)все остальные-кванты полей, обеспечивают различные типы взаимодействий между элементами

их можно классифицировать по

массе лептоны(легкиенейтрино.мюон.электрон) адроны(мезоны пи-мезоны, кА-мезоны,фи-мезоны и барионы протон,нейтрон ). фотоны

электрическому заряду +- нейтральные

по времени жизни стабильные, нестабильные. резонансы

по значению спина фермионы (полуцелый) бозоны(целочисленный)

мтруктура молекулы

((р+н)+е)+ атом

р+н-сильное взаимодействие((р+н)+е)-э\м взаимодействие

25. Концепция атомизма

В истории физики наиболее плодотворной и важной для понимания явлений природы была концепция атомизма, согласно которой материя имеет прерывистое, дискретное строение, т. е. состоит из мельчайших частиц — атомов. До конца XIX в. в соответствии с концепцией атомизма считалось, что материя состоит из отдельных неделимых частиц — атомов.

Концепция атомизма, впервые предложенная древнегреческим философом Левкиппом в V в. до н. э., развитая его учеником Демокритом и затем древнегреческим философом-материалистом Эпикуром (341—270 до н. э.) и запечатленная в замечательной поэме "О природе вещей" римского поэта и философа Лукреция Кара (I в. до н. э.), вплоть до нашего столетия оставалось умозрительной гипотезой, хотя и подтверждаемой косвенно некоторыми экспериментальными доказательствами (например, броуновским движением, законом Авогадро и др.). В XIX стало известно, что химические атомы разлагаются на более мелкие элементарные частицы и таким образом «атомами» в Демокритовском смысле не являются. Тем не менее, термин используется и теперь в современной химии и физике, несмотря на несоответствие его этимологии современным представлениям о строении атома. В современном представлении молекула— наименьшая частица вещества, обладающая его основными химическими свойствами и состоящая из атомов, соединенных между собой химическими связями. Число атомов в молекуле составляет от двух (Н2, О2, НF, КСI) до сотен и тысяч (некоторые витамины, гормоны и белки). Атомы инертных газов часто называют одноатомными молекулами. Если молекула состоит из тысяч и более повторяющихся единиц (одинаковых или близких по строению групп атомов), ее называют макромолекулой. Атом — составная часть молекулы, в переводе с греческого означает "неделимый". Действительно, вплоть до конца XIX в. неделимость атома не вызывала серьезных возражений. Однако физические опыты конца XIX и начала XX столетий не только подвергли сомнению неделимость атома, но и доказали существование его структуры. В своих опытах в 1897 г. английский фи­зик Джозеф Джон Томсон (1856—1940) открыл электрон, названный позднее атомом электричества. Электрон, как хорошо известно, входит в состав электронной оболочки атомов. В 1898 г. Томсон определил заряд электрона, а в 1903 г. предложил одну из первых моделей атома.