Физический взгляд на мир 42
Скачать 1.73 Mb.
|
E = hνгде h – постоянная Планка. Порции энергии настолько малы, что дискретный характер электромагнитного излучения трудно заметить в повседневной жизни и в опытах классической физики. Изменение энергии кажется непрерывным. Исходя из дискретного (прерывистого) набора значений энергии электромагнитного излучения, М. Планк вывел закон распределения интенсивности по частотам. Формула Планка подтвердилась экспериментально во всех известных тогда областях частот и температур. Сравнение с опытом, в частности, позволило определить значение постоянной Планка. Фактически это означало возрождение корпускулярной теории света, но не отвергающее волновую теорию, а дополняющее ее. Попытки обосновать гипотезу М. Планка с классических позиций оказались безуспешными. Интересно, что сам автор не видел в идее квантов реального физического смысла, а рассматривал ее как удачный математический прием. Квантовая теория Планка не нуждалась в «эфире» и объяснила закономерность теплового излучения абсолютно черного тела. А. Эйнштейн сразу же усмотрел в идее квантов глубокий физический смысл и применил ее к теории фотоэффекта. В 1905 г. он обосновал квантовую природу света: свет не только излучается и поглощается порциями (квантами), но и распространяется квантами. Иначе говоря, свет состоит из квантов, которые впоследствии назвали фотонами. Фотон – частица с энергией E = hν и импульсом p = mc = h/λ, где с – скорость света, λ – длина волны. Взаимодействием этой частицы с электронами А. Эйнштейн объяснил законы фотоэффекта, эмпирически установленные А.Г. Столетовым в 1888-1890 голах. Дальнейшее доказательство корпускулярной теории света получил в 1922 году А. Комптон, обнаруживший изменение длины волны рентгеновских лучей при их рассеянии на свободных электронах. (Эффект Комптона: при рассеянии монохроматического рентгеновского излучения веществом с легкими атомами в составе рассеянного излучения наряду с излучением первоначальной длины волны наблюдается излучение с более длинной волной). Этот факт был объяснен законами сохранения энергии и импульса при упругом столкновении двух частиц – фотона и электрона. В результате было доказано экспериментально, что наряду с известными волновыми свойствами (интерференция, дифракция, поляризация и др.) свет обладает и корпускулярными свойствами. В этом и состоит двойственная природа света, получившая название корпускулярно-волнового дуализма. Возникло формальное логическое противоречие: для объяснения одних явлений было необходимо считать свет волной, а для других – частицей. Разрешение этого противоречия и привело к созданию физических основ квантовой механики. Таким образом, квантовые представления о свете согласуются с законами излучения и поглощения света, законами взаимодействия излучения с веществом. Такие хорошо изученные явления, как интерференция, дифракция, поляризация и дисперсия света, объясняются в рамках волновых представлений. Все многообразие изученных свойств и законов распространения света, его взаимодействие с веществом показывает, что свет имеет сложную природу: он представляет собой единство противоположных свойств – корпускулярного (квантового) и волнового (электромагнитного). Длительный путь развития естествознания привел к современным представлениям о двойственной корпускулярно-волновой природе света. Свет представляет собой единство дискретности и непрерывности. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ КАРТИНА МИРА Для классической механики и механистической картины мира в целом характерна симметрия пространства и времени, которая выражается в обратимости времени. Сформулируем характерные особенности механистической картины мира. 1. Все состояния механического движения тел по отношению ко времени оказываются в принципе одинаковыми, поскольку время считается обратимым. 2. Все механические процессы подчиняются принципу строгого или жесткого детерминизма, суть которого состоит в признании возможности точного и однозначного определения состояния механической системы ее предыдущим состоянием. Согласно этому принципу, случайность целиком исключается из природы. Все в мире строго детерминировано (или определено) предшествующими состояниями. 3. Пространство и время никак не связаны с движением тел, они имеют абсолютный характер. 4. Доминирует тенденция свести закономерности более высоких форм движения к законам простейшей его формы – механическому движению. 5. Выделена связь механизма с принципом дальнодействия, согласно которому действия и сигналы могут передаваться в пустом пространстве с какой угодно скоростью. Сформированную после механического представления о мире новую электромагнитную картину мира можно рассматривать как промежуточную по отношению к современной естественнонаучной. Отметим некоторые общие характеристики этой парадигмы. Она включает не только представления о полях, но и появившиеся к тому времени новые данные об электронах, фотонах, ядерной модели атома, закономерностях химического строения веществ и расположения элементов в Периодической системе Д.И. Менделеева и ряд других результатов познания природы. В эту же концепцию вошли идеи квантовой механики и теории относительности, о которых речь еще будет идти дальше. Главным в таком представлении является возможность описать большое количество явлений на основе понятия поля. В отличие от механической картины было установлено, что материя существует в виде вещества и в виде поля. Электромагнитное взаимодействие на основе волновых представлений достаточно уверенно описывает не только электрические и магнитные, но и оптические, химические, тепловые и механические явления. Сделаны попытки увязать корпускулярную природу микрообъектов с полевой природой процессов. Было установлено, что «переносчиком» взаимодействия электромагнитного поля является фотон, который подчиняется уже законам квантовой механики. Делаются попытки найти гравитон как носитель гравитационного поля. Однако, несмотря на существенное продвижение вперед в познании окружающего нас мира, электромагнитная картина мире не свободна от недостатков. Так, в ней не рассматриваются вероятностные переходы; по существу, вероятностные закономерности не признаются фундаментальными, сохранены детерминистский подход Ньютона к описанию отдельных частиц и жесткая однозначность причинно-следственных связей (что сейчас оспаривается синергетикой)., ядерные взаимодействия и их поля объясняются не только электромагнитными взаимодействиями между заряженными частицами. В целом такое представление понятно и объяснимо, так как каждое проникновение в природу вещей углубляет наши представления и требует создания новых адекватных физических моделей. Тем не менее, это была картина классической физики, которая изучала знакомый нам макромир. Так в рамках классической физики возникла достаточно стройная и завершенная картина мира, описывающая и объясняющая движение, гравитацию, теплоту, электричество и магнетизм, свет. Казалось знание физики практически построено, не хватает лишь нескольких деталей…. Во-первых, оказалось, что уравнения Максвелла являются неинвариантными относительно преобразований Галилея. Во-вторых, теория эфира как абсолютной системы координат, к которой «привязаны» уравнения Максвелла, не нашли экспериментального подтверждения. Опыт Майкельсона–Морли показал, что никакой зависимости скорости света от направления в движущейся системе координат нет. Сторонник сохранения уравнений Максвелла Гендрик Лорентц, «привязав»эти уравнения к эфиру как абсолютной системе отсчета, пожертвовал принципом относительности Галилея, его преобразованиями и сформулировал свои преобразования. Из преобразований Лорентца следовало, что пространственные и временные интервалы неинвариантны при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. Все бы ничего, но существование абсолютной среды – эфира – не подтверждалось, как отмечалось, опытно-экспериментально. Это кризис. Вернуться в каталог учебников www.site64.narod.ru Реклама: Как раскрутить и продвинуть сайт www.sait-prodvinut.ru Создание новых сайтов www.irb-sem1.narod.ru Отдельные виды работ по сайтостроению: - сделаю сайт бесплатно www.sait-besplatno.ucoz.ru/index.htm - создание корпоративных сайтов www.digest-economics.narod.ru/index.htm - сеть сайтов для одной организации www.set-saitov.ucoz.ru - услуги фрилансера по разработке сайтов www.sait-frilanser.ucoz.ru/index.htm - переделка сайтов (пример одностраничника) www.1stranichnik.ucoz.ru/index.htm - как купить сайт www.kupit-sait.ucoz.ru - оптимизация сайтов www.optimum-sait.ucoz.ru - аудит сайтов www.outsourcing-info.narod.ru/index.htm - делаем сайт на языке HTML www.sait-html.ucoz.ru - сделаю сайт для коллекционера www.sait-kollekciya.ucoz.ru/index.htm - как сделать сайт самостоятельно www.sait-samostoyat.ucoz.ru/index.htm - помощь заказчику сайта www.zakazchik-saita.ucoz.ru |
Похожие:
 | I. физический взгляд на мир (продолжение) квантовые представления... Это мир предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых микрообъектов, размеры которых составляют от 10-8 до 10-16 см, а время их... |  | Н. В. Голдобиной Школы, как и люди: у каждой своё лицо, свой взгляд... С первых минут жизни человек попадает в большой и удивительный мир, в котором предстоит разобраться, что-то познать и постичь. Школа... |
| Реферат по предмету Информатика на тему: цифровые матрицы в фотокамерах Например: от объектива, качества электроники, размера матрицы и т д. Но, на мой взгляд, самым важным фактором, который влияет на... | | Реферат по предмету Информатика на тему: цифровые матрицы в фотокамерах Например: от объектива, качества электроники, размера матрицы и т д. Но, на мой взгляд, самым важным фактором, который влияет на... |
| Каждая выставка – это взгляд на мир человека, подготовившего ее В ряду различных форм рекламы книги, популяризации книжного фонда, выставки занимают особое место | | Шаблон рабочей программы дисциплины Общий физический практикум Лекторы Общий Физический Практикум является неотъемлемой частью курса "Общая Физика". Основные разделы: механика; молекулярная физика; электродинамика;... |
| Конспект урока по теме: «Изображение Отечественной войны 1812 года... «Изображение Отечественной войны 1812 года в романе Л. Н. Толстого «Война и мир». Взгляд Толстого на историю» | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Уметь анализировать язык разных видов искусства: литературы, живописи и музыки, обнаружить поэтический взгляд на мир в прозаическом... |
| Я улыбнулась и потянулась. Ммм, утро. Пора вставать. Интересно, а что это за шум? Дрожащей рукой я провела по украшениям и, не в силах что-либо сказать, подняла на родителей увлажнившийся взгляд взгляд не может... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Учитель географии. Наш мир устроен очень гармонично. Все в нем взаимосвязано. Сегодня мы попробуем объединить два таких разных, на... |
| План Введение. Как зарождалась культура Руси Письменность, грамотность, школы Летописи В понятие культуры входит, естественно, все, что создано умом, талантом, рукоделием народа, все, что выражает его духовную сущность,... | | Программа индивидуального развития ребёнка Счастливый человек оптимистично, открыто, уверенно смотрит на мир; принимает его с радостью. Он любит свою семью, и многое делает... |
| Темы Вашего учебного проекта На наш взгляд в настоящее время эти вопросы являются более актуальными не только для социологов, но и для общественности. Более точное... | | Программа окружающий мир плешаков «мир вокруг нас» Учебный курс «Окружающий мир» («Мир вокруг нас») преподается в 1—4 классах четырехлетней начальной школы |
| «Путешествие в мир природы и мир поэзии» Анализ темы Целью данного урока является формирование у учащихся средствами литературы способности понимать себя и окружающий мир | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Необходимо вникнуть в душевный мир ребенка, понять его способ мышления, его взгляд на вещи. Этот процесс сложен и индивидуален. Здесь... |
