Лекция 13. Квантово-полевая картина мира (КПКМ) 1

Лекция 13. Квантово-полевая картина мира (КПКМ)
1. Формирование идеи квантования физических величин
2. Корпускулярно-волновой дуализм света и вещества
3. Соотношения неопределенностей Гейзенберга
4. Основные понятия и принципы КПКМ
Контрольные вопросы:
1 Назовите
1.
Н
основные этапы формирования
ф
КПКМ
2. Что такое «ультрафиолетовая катастрофа»?
3. Какая гипотеза легла в основу квантовой физики?
4. В чем заключается общность
щ
современных
р
воззрений
р
на природу
р р ду света и
представлений Ньютона?
5. Чему равна масса фотона?
6. Запишите основное уравнение фотоэффекта.
7 Что
7.
Ч такое корпускулярно-волновой
й дуализм?
?
8. Напишите и объясните формулу де Бройля.
9. Объясните понятие «квантовый объект».
10. В чем заключается сущность
ущ
принципа
р ц
дополнительности в квантовой
д
физике?
1
11. Кто автор принципа дополнительности?
12. Запишите соотношения неопределенностей.
р
Объясните их.
13. Как зависят ограничения, накладываемые соотношением неопределенностей,
от массы частицы?
14. Поясните утверждение: «классическая механика является предельным
случаем квантовой механики и релятивистской механики»
механики».
15. Охарактеризуйте понятия пространства и времени с позиций КПКМ.
16. Как следует понимать принцип причинности в рамках КПКМ?
17. Назовите типы взаимодействий. Чем характеризуются типы взаимодействий?
18. Какие взаимодействия следует учитывать при описании объектов и явлений
микромира?
19. Какие взаимодействия следует учитывать при описании объектов и явлений
макромира?
20. Какое взаимодействие является самым слабым?
2
13.1. Квантово-полевая картина мира
Квантовая
величина
1897г.Томсон
УФ катастрофа
E f = F ( I , ω)
E f = F (ωmin )
еэлем.заряд
E = =ω
фотоэффект
An=na
qn=ne
1900г.М.Планк
==
h
= 1.054 ⋅10−27 эрг ⋅ сек
2π
E = =ω, p = =ω / c = = / p ≠ mv(m = 0), =ω = A + Ek
Фотон и его осн.
характеристики
m phot = 0, v = c
3
13.2. Квантово-волновой дуализм света и вещества
Ньютон(кпс), Гук(впс),
Гюйгенс (впс),
Френель(впс), Юнг(впс)
Природа
света?
Свет=часть
э/магн излучения?
э/магн.излучения?
Обобщения
Свет=волна+частица
Свет
волна частица
Де Бройля
Начало 20 века
Эксперимент:
когда волна или
частица
Обобщение с КМ
на другие науки
Взгляды
Максвелла
λ = h/ p
( p = mv, m ≠ 0)
Квантовый
объект
Принцип
Н.Бор 1927 год.
дополнительности
4
13.3. Соотношение неопределенности Гейзенберга
Отсутствие
траектории: смесь
Корп/В свойств
d x ≥ h /(mdx
dv
d )
Кл.Мех – это пред.
Случай Кв/Мех
(h→0)
Принцип
соответствия
ΔpΔr ≥ h
ΔE Δt ≥ h
dx=10-6 м – пылинка,,
dvx=10-15 м/сек
Кл.Мех – это пред.
Случай Рел/Мех
(v << c)
Старые
теории
Новые
теории
5
13.4. Основные понятия и принципы КП картины мира
Квант/Волн
представления
подтверждение
о мире
Пр-п дополнит.
П
Пр-п
соответств.
Пр-п относ-ти
Характ.объекта+усл.
наблюдения
Независ в
МКМ и ЭМКМ
N >> 1 в МКМ
и ЭМКМ
Виды int.
Эксперимент
Методол.познания
и отношение к ф
физ.
реальности
(r,t)-ЭМКМ
(r,t)→v –Кинематика
(E,p) -Динамика
Вер-ть и
Причинность
Причинность.
Взаимодействие
Объект познания
Субъект-прибор
Ср-ва наблюденияприбор
Зависимость и
относительность
в КПКМ
N ~1 в КПКМ
Характ. Int
Х
I t (r,t
( t
переносчик int)
6