Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
сделать стартовой добавить в избранное
Кефирный гриб на сайте www.za4et.net.ru

Физика Физика

Современные проблемы квантовой механики

Горшок торфяной для цветов.
Рекомендуются для выращивания крупной рассады различных овощных и цветочных, а также для укоренения саженцев декоративных, плодовых и
7 руб
Раздел: Горшки, ящики для рассады
Карабин, 6x60 мм.
Размеры: 6x60 мм. Материал: металл. Упаковка: блистер.
44 руб
Раздел: Карабины для ошейников и поводков
Мыло металлическое "Ликвидатор".
Мыло для рук «Ликвидатор» уничтожает стойкие и трудно выводимые запахи за счёт особой реакции металла с вызывающими их элементами.
197 руб
Раздел: Ванная

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Математический факультет РЕФЕРАТ &quo ;Современные проблемы квантовой механики&quo ; студента 5 курса Ткаченко Ивана Сергеевича Специальность 010501 – &quo ;Прикладная математика и информатика&quo ; Кемерово 2010 ВВЕДЕНИЕВ истории развития физики было немало революций, кардинально изменявших научную парадигму и взгляды ученых на методы познания и устройство мира. Однако то, что произошло с естествознанием в первой четверти XX века, не было очередной сменой основных законов. Если раньше все в окружающем нас мире было предсказуемо, то с появлением квантовой механики он стал случайным. Мы постараемся разобраться, как же повлияла квантовая механика на дальнейшее развитие науки. Рассмотрим основные аспекты и главные проблемы квантовой механики, которые имеют место быть в настоящее время. ПРЕДМЕТ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИКвантовая механика - теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул, атомных ядер) и их систем (например, кристаллов), а также связь величин, характеризующих частицы и системы, с физическими величинами, непосредственно измеряемыми в макроскопических опытах. Законы квантовой механики составляют фундамент изучения строения вещества. Они позволили выяснить строение атомов, установить природу химической связи, объяснить периодическую систему элементов, понять строение ядер атомных, изучать свойства элементарных частиц. Поскольку свойства макроскопических тел определяются движением и взаимодействием частиц, из которых они состоят, законы квантовой механики лежат в основе понимания большинства макроскопических явлений. Квантовая механика позволила, например, объяснить температурную зависимость и вычислить величину теплоёмкости газов и твёрдых тел, определить строение и понять многие свойства твёрдых тел (металлов, диэлектриков, полупроводников). Только на основе квантовой механики удалось последовательно объяснить такие явления, как ферромагнетизм, сверхтекучесть, сверхпроводимость, понять природу таких астрофизических объектов, как белые карлики, нейтронные звёзды, выяснить механизм протекания термоядерных реакций в Солнце и звёздах. Существуют также явления, в которых законы квантовой механики непосредственно проявляются в поведении макроскопических объектов. Ряд крупнейших технических достижений 20 в. основан по существу на специфических законах квантовой механики. Так, квантово-механические законы лежат в основе работы ядерных реакторов, обусловливают возможность осуществления в земных условиях термоядерных реакций, проявляются в ряде явлений в металлах и полупроводниках, используемых в новейшей технике, и т.д. Фундамент такой бурно развивающейся области физики, как квантовая электроника, составляет квантово-механическая теория излучения. Законы квантовой механики используются при целенаправленном поиске и создании новых материалов (особенно магнитных, полупроводниковых и сверхпроводящих). Таким образом, квантовая механика становится в значительной мере &quo ;инженерной&quo ; наукой, знание которой необходимо не только физикам-исследователям, но и инженерам.И

СТОРИЯКвантовая теория родилась в 1901 г., когда Макс Планк предложил теоретический вывод о соотношении между температурой тела и испускаемым этим телом излучением, вывод, который долгое время ускользал от других ученых. Как и его предшественники, Планк предположил, что излучение испускают атомные осцилляторы, но при этом считал, что энергия осцилляторов (и, следовательно, испускаемого ими излучения) существует в виде небольших дискретных порций, которые Эйнштейн назвал квантами. Энергия каждого кванта пропорциональна частоте излучения. Хотя выведенная Планком формула вызвала всеобщее восхищение, принятые им допущения оставались непонятными некоторое время, так как противоречили классической физике. В 1905 г. Альберт Эйнштейн воспользовался квантовой теорией для объяснения некоторых аспектов фотоэлектрического эффекта - испускания электронов поверхностью металла, на которую падает ультрафиолетовое излучение. Попутно Эйнштейн отметил кажущийся парадокс: свет, о котором на протяжении долгого времени было известно, что он распространяется как непрерывные волны, при поглощении и излучении проявляет дискретные свойства. Примерно через восемь лет Нильс Бор распространил квантовую теорию на атом и объяснил частоты волн, испускаемых атомами, возбужденными в пламени или в электрическом разряде. Эрнест Резерфорд показал, что масса атома почти целиком сосредоточена в центральном ядре, несущем положительный электрический заряд и окруженном на сравнительно больших расстояниях электронами, несущими отрицательный заряд, вследствие чего атом в целом электрически нейтрален. Бор предположил, что электроны могут находиться только на определенных дискретных орбитах, соответствующих различным энергетическим уровням, и что &quo ;перескок&quo ; электрона с одной орбиты на другую, с меньшей энергией, сопровождается испусканием фотона, энергия которого равна разности энергий двух орбит. Частота, по теории Планка, пропорциональна энергии фотона. Таким образом, модель атома Бора установила связь между различными линиями спектров, характерными для испускающего излучение вещества, и атомной структурой. Несмотря на первоначальный успех, модель атома Бора вскоре потребовала модификаций, чтобы избавиться от расхождений между теорией и экспериментом. Кроме того, квантовая теория на той стадии ещё не давала систематической процедуры решения многих квантовых задач. Однако стало ясно, что классическая физика неспособна объяснить тот факт, что движущийся с ускорением электрон не падает на ядро, теряя энергию при излучении эл.-м. волн. Новая существенная особенность квантовой теории проявилась в 1924 г., когда Луи де Бройль выдвинул радикальную гипотезу о волновом характере материи: если электромагнитные волны, например свет, иногда ведут себя как частицы (что показал Эйнштейн), то частицы, например электрон при определенных обстоятельствах, могут вести себя как волны. Таким образом в микромире стёрлась граница между классическими частицами и классическими волнами. В формулировке де Бройля частота, соответствующая частице, связана с её энергией, как в случае фотона (частицы света), но предложенное де Бройлем математическое выражение было эквивалентным соотношением между длиной волны, массой частицы и её скоростью (импульсом).

Существование электронных волн было экспериментально доказано в 1927 г. Клинтоном Дж. Дэвиссоном и Лестером Х. Джермером в Соединенных Штатах и Джорджем Паджетом Томсоном в Англии. В свою очередь это открытие привело к созданию в 1933 г. Эрнстом Руской электронного микроскопа. Под впечатлением от комментариев Эйнштейна по поводу идей де Бройля Эрвин Шрёдингер предпринял попытку применить волновое описание электронов к построению последовательной квантовой теории, не связанной с неадекватной моделью атома Бора. В известном смысле он намеревался сблизить квантовую теорию с классической физикой, которая накопила немало примеров математического описания волн. Первая попытка, предпринятая им в 1925 г., закончилась неудачей. Скорости электронов в теории Шрёдингера были близки к скорости света, что требовало включения в неё специальной теории относительности Эйнштейна и учета предсказываемого ею значительного увеличения массы электрона при очень больших скоростях. Одной из причин постигшей Шрёдингера неудачи было то, что он не учел наличия специфического свойства электрона, известного ныне под названием спина (вращение электрона вокруг собственной оси наподобие волчка, однако такое сравнение не совсем корректно), о котором в то время было мало известно. Следующую попытку Шрёдингер предпринял в 1926 г. Скорости электронов на этот раз были выбраны им настолько малыми, что необходимость в привлечении теории относительности отпадала сама собой. Вторая попытка увенчалась выводом волнового уравнения Шрёдингера, дающего математическое описание материи в терминах волновой функции. Шрёдингер назвал свою теорию волновой механикой. Решения волнового уравнения находились в согласии с экспериментальными наблюдениями и оказали глубокое влияние на последующее развитие квантовой теории. В настоящее время волновая функция лежит в основе квантовомеханического описания микросистем, подобно уравнениям Гамильтона в классической механике. Незадолго до того Вернер Гейзенберг, Макс Борн и Паскуаль Иордан опубликовали другой вариант квантовой теории, получивший название матричной механики, которая описывала квантовые явления с помощью таблиц наблюдаемых величин. Эти таблицы представляют собой определенным образом упорядоченные математические множества, называемые матрицами, над которыми по известным правилам можно производить различные математические операции. Матричная механика также позволяла достичь согласия с наблюдаемыми экспериментальными данными, но в отличие от волновой механики не содержала никаких конкретных ссылок на пространственные координаты или время. Гейзенберг особенно настаивал на отказе от каких-либо простых наглядных представлений или моделей в пользу только таких свойств, которые могли быть определены из эксперимента, так как по его соображениям микромир имеет принципиально иное устройство, чем макромир в виду особой роли постоянной Планка, несущественной в мире больших величин. Шрёдингер показал, что волновая механика и матричная механика математически эквивалентны. Известные ныне под общим названием квантовой механики, эти две теории дали долгожданную общую основу описания квантовых явлений.

Отдельные аспекты такой теории разрабатываются в русле современных методов квантовой механики (см. Квантовая химия , Валентность ).   Верхняя граница П. с. э. пока неизвестна, поэтому неизвестно и конечное количество элементов, охватываемых П. с. э. Вопрос о пределе искусственного синтеза элементов также пока не решен. Все изотопы уже известных элементов с Z ³ 101 являются короткоживущими (см. Ядерная химия ). Однако существуют предположения, что ядра атомов гипотетических элементов с Z = 114, 126, 164 и 184 будут достаточно устойчивы по отношению к спонтанному делению. Это даёт основания рассчитывать на осуществление синтеза таких элементов. Оценка электронных конфигураций и важнейших свойств неизвестных элементов седьмого периода показывает, что эти элементы, по-видимому, должны быть аналогами соответствующих элементов шестого периода. Напротив, для восьмого периода (состоящего, согласно теории, из 50 элементов) предсказывается весьма сложный характер изменения химических свойств по мере роста Z, связанный с резким нарушением последовательности заполнения электронных подоболочек в атомах.   Значение П. с. э. П. с. э. сыграла и продолжает играть огромную роль в развитии естествознания

1. Проблемы развитии современной демократии

2. Проблемы развития коммерческой деятельности в розничной торговле на современном этапе

3. Проблемы развития культуры на рубеже тысячелетий в современной России

4. Современные проблемы развития генетики

5. Склонность к употреблению психически активных веществ как проблема личностного развития современного подростка

6. Основные тенденции, перспективы развития современного мирового хозяйства
7. ЛИЗИНГ: правовые основы и проблемы развития правового регулирования в РФ
8. Экологические проблемы развития автомобильного транспорта

9. Атомная энергетика, проблемы развития и принцип действия

10. Финансовый лизинг: проблемы развития и становления в РФ

11. Проблемы развития рынка ценных бумаг в России

12. Предпринимательство. Проблемы развития предпринимательства в России

13. Проблемы развития международного туризма в 80-90-х гг

14. Развитие современной физики в 1932 - 1954 гг.

15. Некоторые проблемы развития одаренных детей

16. Проблемы развития и формирования среднего класса в России

Бумага чертежная "Mega Engineer", А1, 5 листов, 200 г/м2.
Бумага чертежная (ватман) предназначена для всех видов чертежных и графических работ. Используется для работы карандашом, линером,
333 руб
Раздел: Прочая
Гель "Meine Liebe" для стирки цветных тканей, 800 миллилитров.
Эффективно удаляет грязь, сохраняя цвет вещей, предохраняя одежду от выцветания. Содержит натуральные смягчители, поэтому ткани становятся
315 руб
Раздел: Гели, концентраты
Качели детские "Классик".
Деревянный каркас состоит из брусков. Капроновый шнур надежно соединяет детали качелей между собой. Подвеской является металлическое
343 руб
Раздел: Качели

17. Социально–культурные проблемы развития России

18. Проблемы развития и планирования работы Львовской железной дороги и хозяйство района ее обслуживания

19. Сверхпроводимость : история развития, современное состояние, перспективы

20. К проблеме развития теории физической культуры

21. Эстетические взгляды Платона на проблемы развития искусства и его роль в развитии древнегреческого общества

22. Фондовый рынок РФ: становление, проблемы развития
23. Некоторые социально-экологические проблемы развития важнейших промышленных комплексов
24. Диалектика развития современной экономики Англии

25. Совместные предприятия, проблемы развития, недостатки

26. Развитие современного капитализма (по М. Веберу).

27. Основные тенденции и проблемы развития внешнеэкономических связей России в условиях глобализации мировой экономики

28. Проблемы развития российского рынка нефти и нефтепродуктов

29. Экономические проблемы развития минерально-сырьевого комплекса республики Башкортостан

30. Социальные факторы и развитие современного русского языка

31. Актуальные проблемы развития и территориальная организация легкой промышленности мира

32. Основные тенденции и проблемы развития СНГ и Европы

Ручки шариковые "Replay. Пиши-стирай", 4 штуки, 1 мм.
Шариковая ручка со стираемыми чернилами. Исправления делаются просто, и поэтому она идеальна для использования в школе. Стирательная
307 руб
Раздел: Цветные
Эжектор концентрат Dr.Klaus от муравьёв других насекомых, 1 л.
Концентрированное средство Dr.Klaus "Insect Super" используется для уничтожения муравьев, клещей, блох, тараканов и других
674 руб
Раздел: От тараканов и прочих насекомых
Рюкзак школьный "Pixie Crew" с силиконовой панелью для картинок (Тролли).
Повседневные вещи кажутся скучными и однотонными, а тебе хочется выглядеть стильно и быть не как все? "Pixie Crew" сделает твою
2082 руб
Раздел: Без наполнения

33. Тенденции развития современной немецкой лексикографии

34. Проблемы развития маркетинга в России

35. Проблемы развития произвольного внимания у детей дошкольного и младшего школьного возраста

36. Смысл человеческого бытия. Проблема развития эгоизма

37. Венчурное инвестирование в России: проблемы развития

38. Актуальные проблемы развития фондового рынка Украины
39. Концепции развития современных технологий и энергетики
40. Экономико-географическая характеристика и экологические проблемы развития экономических районов России

41. Основные тенденции развития современного российского федерализма

42. Развитие современной публицистической картины мира

43. Роль информационного ресурса в развитии современного общества

44. Проблемы развития коммуникационной инфраструктуры Интернет

45. Мировое хозяйство: закономерности формирования, тенденции и проблемы развития

46. Гуманизация, как ведущая идея развития современной науки

47. Проблемы развития конфликтов между ветвями власти

48. Развитие современного костюма

Настольная игра "Мягкий знак".
«Мягкий знак» – это игра для детей и их родителей. Ее правила предельно просты. Для игры нужен только комплект карт. На каждой из них
357 руб
Раздел: Внимание, память, логика
Автомобильная термокружка Tramp TRC-004 (450 мл).
Термокружка - долго сохраняет тепло. Крышка-поилка из термостойкого пластика предохраняет от проливания жидкости и не дает напитку остыть.
360 руб
Раздел: Прочее
Набор для специй "Сад", 5 предметов, 19x14x13,5 см.
Набор для специй на деревянной подставке. Размер: 19x14x13,5 см. Материал: керамика.
552 руб
Раздел: Наборы для специй

49. Проблемы развития детей от младшего школьного возраста до юности

50. Развитие современной социологии

51. Социальные проблемы развития Южного федерального округа

52. Тенденции развития современных направлений науки

53. Проблемы развития туризма Брянской области

54. Туризм Узбекистана: проблемы развития отрасли
55. Опыт и проблемы развития туризма в республике Казахстан
56. Экологические проблемы развитых и развивающихся стран (на примере Германии и Индии)

57. Особенности экономического развития современной России в свете экономических учений

58. Проблема развития малого бизнеса в России и мировой экономике

59. Роль социальной политики государства в развитии современного общества

60. Малый бизнес: зарубежный опыт и проблемы развития в экономике Республики Беларусь

61. Проблемы развития экологических мероприятий в энергетике России

62. Развитие методов эффективного использования каналов связи

63. Нечеткая логика при решении криминологических задач

64. Пенсионная система России: современное состояние, правовые проблемы, дальнейшее развитие

Набор детской посуды "Домашние животные" (3 предмета).
Набор детской посуды "Домашние животные" в подарочной упаковке. В наборе 3 предмета: - кружка 240 мл; - тарелка 19 см; - миска
310 руб
Раздел: Наборы для кормления
Тележка багажная ручная ТБР-02.
Грузоподъемность: 30 кг. Предназначена для перевозки грузов. Удобна для любого путешествия. Легко собирается в транспортное положение,
538 руб
Раздел: Хозяйственные тележки
Полотенце махровое "Нордтекс. Aquarelle", серия "Палитра", цвет: аметистовый, 70х130.
Полотенца махровые гладкокрашеные изготовлены из 100% хлопка, плотность 300 г/кв.м. Размер: 70х130 см.
361 руб
Раздел: Большие, ширина свыше 40 см

65. Развитие философских идей после Декарта в сравнении с современным положением в квантовой теории

66. Информационно-вычислительная система федеральной службы государственной статистики: проблемы и перспективы развития

67. Банковская система России: современные проблемы и перспективы развития

68. Современные проблемы управления городом: местное самоуправление и городское развитие

69. Неравномерность экономического развития как глобальная проблема современности

70. Актуальные проблемы стратегии экономического и социального развития Украины на современном этапе
71. Банковская система Российской Федерации: проблемы и задачи ее развития
72. Агропромышленный комплекс России: современное состояние, проблемы, перспективы развития

73. Роль предприятий в современной экономике России и основные проблемы их развития

74. Основные проблемы и перспективы развития и размещения отраслей агропромышленного комплекса в Донецком экономическом районе

75. Проблема применения моделей устойчивого развития на региональном уровне

76. Некоторые проблемы современных гидрологических исследований на Алтае

77. Проблемы и перспективы развития денежной системы России

78. Проблемы избирательного права современной России

79. Актуальные проблемы конституционно-правового развития в России

80. Налоговая система России: сущность, проблемы, перспективы развития

Ручка перьевая "Silk Prestige", синяя, 0,8 мм, корпус черный/хром.
Перьевая ручка Silk Prestige. Цвет корпуса: черный/хром. Материал корпуса: металл. Материал пера: иридий.
375 руб
Раздел: VIP-ручки
Средство для мытья посуды Finish "All in 1 Shine&Protect", (лимон), 65 штук.
Средство для посудомоечных машин с функцией "блеск и защита" обеспечивает сверкающую чистоту и блеск посуды, а также защищает
880 руб
Раздел: Для посудомоечных машин
Головоломка "Шар-лабиринт 138 шагов", диаметр 19 см.
Это средняя по сложности, самая известная и популярная модель. Диаметр сферы составляет 19 см, внутренний лабиринт насчитывает 138 шагов.
679 руб
Раздел: Головоломки

81. Медицинское страхование в России, проблемы его развития

82. Финансовая политика России на современном этапе развития

83. Национально-культурное развитие Исилькульского района на современном этапе

84. О некоторых проблемах современной английской лексикографии

85. Музыкальные способности. Проблемы диагностики и развития

86. Тенденции развития филармонического искусства в современной России
87. Антигитлеровская коалиция: военно-политические проблемы и отражение их в современной и советской историографии
88. Современные тенденции развития настольных издательских систем

89. Эвтаназия, как проблема современной медицины

90. Становление и современное состояние криминологии. Основные этапы ее развития

91. Экологические проблемы современной экономики

92. Экологические проблемы современного мира

93. Современные экологический проблемы и возможные пути их решения

94. Современные проблемы климата земли

95. Места обучения детей с проблемами в развитии

96. Проблемы использования и пути развития интернет-компьютерных технологий в России

Настольная игра "Маленький балансир".
Классическая настольная игра – балансир. Смешные, зеленые лягушата прыгают в пруду, нужно помочь им забраться на кувшинки. Настольная игра
1699 руб
Раздел: Игры на ловкость
Сейф-книга Alparaisa СС0072/1 "Вокруг света", 17х11х5 см.
Размеры: 17х11х5 см. Бокс-сейф в виде книги для хранения мелких ценных вещей. Встроенный замок, запирающийся на ключ. Аксессуары: ключ - 2 штуки.
572 руб
Раздел: Копилки
Магнитный конструктор 3D из 20 деталей.
Магнитный конструктор из 20 квадратов и треугольников различных ярких цветов порадует Вашего ребенка. Изготовлен из высококачественного
997 руб
Раздел: Магнитные и металлические конструкторы

97. Проблема гуманизации человеческой деятельности. Развитие альтруистического поведения как одно из направлений гуманизации

98. Проблемы современной энергетики

99. Прогнозирование развития проблемы перенаселения


Поиск Рефератов на сайте za4eti.ru Вы студент, и у Вас нет времени на выполнение письменных работ (рефератов, курсовых и дипломов)? Мы сможем Вам в этом помочь. Возможно, Вам подойдет что-то из ПЕРЕЧНЯ ПРЕДМЕТОВ И ДИСЦИПЛИН, ПО КОТОРЫМ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РЕФЕРАТЫ, КУРСОВЫЕ И ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ. 
Вы можете поискать нужную Вам работу в КОЛЛЕКЦИИ ГОТОВЫХ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ, выполненных преподавателями московских ВУЗов за период более чем 10-летней работы. Эти работы Вы можете бесплатно СКАЧАТЬ.