Революция в естествознании XIX-XXв.в.
Революционными считаются открытия, связанные со строением вещества и его взаимосвязи с энергией.
Планетарная модель атома, построенная английским ученым Э.Резерфордом и усовершенствованная датским физиком Н.Бором раз- рушила миф о неделимости атома. Было введено понятие кванта энер-
гии, излучаемой или поглощаемой электронами при переходе с одной орбиты на другую.
Явление квантово- волнового дуализма, открытое французским
ученым Луи де Бройлем в 1924 году, согласно которому каждой матери-
альной частице независимо от ее природы следует поставить в соответ-
ствие волну, длина которой l=h p . Согласно принципу де Бройля вещество и поле взаимосвязаны: в определенных условиях вещество проявляет волновые свойства, а частицы поля- свойства корпускул.
Н.Бор в 1927 году сформулировал принцип дополнительности,
согласно которому при рассмотрении корпускулярных явлений кванто-
вая теория должна быть дополнена волновой и наоборот.
Н.Бор является также основоположником принципа соответст-
вия: выводы и результаты квантовой механики при больших квантовых числах должны соответствовать классическим результатам. Обобщая
этот принцип следует признать, что между любой новой теорией и предшествующей ей теорией существует закономерная связь: в опреде-
ленных предельных случаях новая теория должна переходить в старую. Например, формулы кинематики и динамики специальной теории отно- сительности переходят в формулы механики Ньютона при условии
v c ®0 . Геометрическая оптика является предельным случаем вол-
новой оптики, если можно пренебречь величиной длины волны ( l®0
).
Квантовая механика, объясняющая процессы, происходящие в мире элементарных частиц ( микромире ) была создана в 1925-1927г.г. В ос-
нове квантовой механики лежит принцип неопределенностей, сформу-
лированный немецким физиком В.Гейзенбергом:
Dx×Dp³h.
Согласно этому принципу невозможно достоверно определить и координату и импульс микрочастицы. Произведение их неточностей не может быть меньше постоянной Планка. Из принципа также следует, что вполне возможно провести эксперимент, с помощью которого мож-
но с большой точность определить положение микрочастицы, но при этом ее импульс будет определен неточно, либо наоборот.
В квантовой механике любое состояние системы описывается с по-
мощью «волновой функции», которая определяет параметры состояния
не достоверно (не абсолютно точно), а с некоторой степенью вероятно-
сти. Причина неопределенности заключается в самой природе явления и
не может быть уменьшена за счет совершенствования средств измере-
ния.
Согласно квантовой механике любые измерения, на основе которых делаются различного рода прогнозы, являются недостоверными ( то есть определяются с некоторой погрешностью ), поэтому абсолютно точное предсказание осуществить невозможно. После возникновения квантовой механики стали говорить о господстве случайного в мире и отсутствии в нем детерминизма.
Ключевые термины
Š Квант Š Квантово- волновой дуализм
| Š | Волновая функция | Š | Принцип неопределенности |
| Š | Принцип дополнительности | Š | Принцип соответствия |
Š Квантовые числа Š Концепция случайности