ВУЗ, город: Институт общей физики им. А.М. Прохорова
Выдержка
Микрообъекты. К микрообъектам относятся молекулы, атомные ядра, элементарные частицы. Довольно богатый сегодня список элементарных частиц включает в себя кванты электромагнитного поля (фотоны) и две группы частиц: так называемые адроны и лептоны. Для адронов характерно сильное (ядерное) взаимодействие, тогда как лептоны никогда не участвуют в сильных взаимодействиях. К лептонам относятся электрон, мюон и два нейтрино электронное и мюонное. Группа адронов существенно многочисленнее. К ним относятся нуклоны (протон и нейтрон) , мезоны (группа частиц, масса которых меньше массы протона) и гипероны (группа частиц, масса которых больше массы нейтрона) . Почти всем элементарным частицам соответствуют античастицы ; исключение составляет фотон и некоторые нейтральные мезоны.
Говоря о характеристиках микрообъектов, прежде всего говорят о массе покоя и электрическом заряде . К примеру, масса электрона m=9,1 . 10 -28 г, протон имеет массу, равную 1836m, нейтрон 1839m, мюон 207m. Относящиеся к мезонам пионы (π-мезоны) имеют массу около 270m, а каоны (К-мезоны) от 970m до 1750m. Массу покоя фотона и обоих нейтрино полагают равной нулю.
Масса молекулы, атома, ядра равна сумме масс составляющих данный микрообъект частиц за вычетом некоторой величины, называемой дефектом массы. Дефект массы равен деленной на квадрат скорости света энергии, которую надо затратить для того, чтобы развалить микрообъект на составляющие его частицы (эту энергию принято называть энергией связи) . Чем сильнее связаны друг с другом частицы, тем больше дефект массы. Наиболее сильно связаны нуклоны в атомных ядрах приходящийся на один нуклон дефект массы превышает 10m.
Величина электрического заряда любого микрообъекта кратна величине заряда электрона; последняя равна 1,6 . 10 -19 Кл. Наряду с заряженными существуют нейтральные микрообъекты (например, фотон, нейтрино, нейтрон) . Электрический заряд сложного микрообъекта равен алгебраической сумме зарядов соствляющих его частиц.
Содержание
1. Некоторые характеристики и свойства микрообъектов.
План
Некоторые характеристики и свойства микрообъектов.
а) Микрообъекты.
б) Спин микрообъекта.
в) Бозоны и фермионы.
г) Нестабильность микрообъектов.
д) Взаимопревращения микрообъектов.
е) Универсальные динамические переменные.
2. Две основополагающие идеи квантовой механики .
а) Идея квантования (дискретности) .
б) Идея квантования и модель атома водорода по Бору.
в) О квантовании момента импульса.
г) Противоречия квантовых переходов.
д) Идея корпускулярно-волнового дуализма.
е) Роль постоянной Планка.
Соотношения неопределенностей.
а) Идея дуализма и соотношения неопределенностей.
б) Смысл соотношений неопределенностей.
в) От явления дифракции микрообъектов к соотношениям неопределенностей.
г) Соотношения неопределенностей и состояния микрообъектов; понятие о полном наборе физических величин.
д) Соотношения неопределенностей и квантовые переходы.
е) Соотношения неопределенностей число фотонов фаза .
Некоторые результаты, вытекающие из соотношений неопределенностей.
а) Оценка энергии основного состояния атома водорода.
б) Оценка энергии нулевых колебаний осциллятора.
в) Оценка величины размытия края полосы оптического поглощения в эффекте Франца-Келдыша.
г) Почему электрон не падает на ядро?
д) О траектории микрообъекта.
е) Возможность подбарьерного прохождения микрообъекта (туннельный эффект) .
Невозможность классической интерпретации микрообъекта .
а) Микрообъект не является классической корпускулой.
б) Микрообъект не является классической волной.
в) Попытки представить микрообъект как симбиоз корпускулы и волны.
г) Как следует понимать корпускулярно-волновой дуализм?
д) Электрон в атоме.
е) Микрообъект и окружающий его мир.
Литература
Эткинс П. Кванты: Справочник концепций. М.: Мир, 1977. 496 с.
Гарднер М. Теория относительности для миллионов. М.: Атомиздат, 1967. 189 с.
Тарасов Л. . Основы квантовой механики: Учебное пособие для вузов. М.: Высш. школа, 1978. 287 с.
Елютин П. В., Кривченков В. Д. Квантовая механика. М.: Наука, 1976. 334 с.
Липкин Г. Квантовая механика. М.: Мир, 1977. 592 с.
Блохинцев Д. И. Основы квантовой механики. М.: Наука, 1976. 664 с.