Корпускулярно-хвильовий дуалізм

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

Зміст.

Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

1. Фотоелектричний ефект і дискретна природа світла ... ... ....

2. Дифракція електронів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

3. Застосування явища корпускулярно - хвильового дуалізму ... ... ...

Висновки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

Список використаної літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ....

Введення.

Довгий час у фізиці очолювала хвильова теорія світла, а мікроскопічним частинкам речовини, атомам наприклад, приписували виключно корпускулярні властивості. Але з цих позицій не вдалося створити струнку і несуперечливу теорію будови атома. Досліди Резерфорда показали «ажурне» будова атома, де основна маса міститься в ядрі діаметром порядку , А електрони заповнюють весь інший об'єм. Але було доведено, що така система не може бути стійкою без руху електронів. Цей факт і багато інших привели до розуміння того, що до мікроскопічних часток не можна підходити з рівняннями класичної механіки.

Відкриття явища фотоефекту також не вписувалося в рамки класичної фізики. Це призвело до створення квантової механіки, в якій микрочастицам приписують особливі властивості неможливі з точки зору класичної фізики.

Метою даної роботи буде розглянути поняття корпускулярно - хвильового дуалізму для мікрочастинок і випромінювання, розглянути основні формули і закони, що описують ці явища і проаналізувати як дуалізм властивостей мікрочастинок і випромінювання застосовується в науці, техніці, наскільки широко поширилися прилади та пристрої, які застосовують ці властивості речовини .

      1. Фотоелектричний ефект і дискретна природа світла.

Сутність фотоефекту полягає в випущенні речовиною швидких електронів під впливом досить короткохвильового випромінювання, що падає на цю речовину. При цьому виявляється, і це дуже суттєво, що енергія випускаються електронів абсолютно не залежить від інтенсивності поглинається випромінювання, а визначається тільки його частотою і властивостями самої речовини. Від інтенсивності випромінювання залежить тільки число випускаються електронів.

Цим простим емпіричним законам, виявилося, дуже важко дати задовільний теоретичне пояснення, про Зокрема, великі труднощі зустріли на своєму шляху спроби пояснити елементарний механізм вивільнення фотоелектричного електрона, або, як зараз прийнято говорити, фотоелектрон.

Дійсно, хвильова теорія світла, яка до 1900 року здавалася зовсім бездоганною і незаперечною, приводила до подання про рівномірний розподіл енергії випромінювання у світловій хвилі. Падаючи на електрон, світлова хвиля безперервно передає йому енергію, причому кількість енергії, отриманої електроном в одиницю часу, наприклад у секунду, згідно хвильової теорії має бути пропорційно інтенсивності падаючої на нього хвилі. Тому пояснити закони фотоефекту здавалося дуже важко.

У 1905 році Альберт Ейнштейн висловив думку про те, що фотоелектричний ефект вказує на дискретне будова світла, пов'язане з існуванням квантів. Спочатку гіпотеза Планка в її найбільш сміливою формі полягала в припущенні, що речовина може, поглинати енергію випромінювання лише кінцевими порціями, пропорційними частоті. Успіх планковой теорії чорного випромінювання підтвердив справедливість цієї гіпотези. Але якщо ця гіпотеза вірна, то видається цілком імовірним, що дискретна природа світла, що виявляється в моменти поглинання і випускання, повинна зберігатися також і в інші проміжні моменти часу, тобто тоді, коли випромінювання вільно поширюється в просторі. Ейнштейн припустив, що будь-яке монохроматичне випромінювання складається із сукупності квантів, причому енергія кожного кванта пропорційна частоті, а коефіцієнт пропорційності дорівнює, зрозуміло, постійної Планка. Це дозволило легко пояснити закони фотоефекту. У самому справі, електрон, що знаходиться усередині речовини, поглинаючи квант світла, або залишить речовина, або залишиться всередині нього. Все залежить від того, чи перевищує енергія світлового кванта роботу, яку треба зробити електрону, щоб залишити речовина, тобто, як кажуть, роботу виходу. Отже, кінетична енергія вибитого електрона буде дорівнює енергії поглиненого світлового кванта мінус робота виходу.

Альберт Ейнштейн у 1905 році також запропонував формулу яка зараз носить назву закону фотоефекту:

(1.1).

Оскільки кінетична енергія частинки дорівнює: , То формулу (1) можна переписати у вигляді:

(1.2)

де: А - робота виходу електрона з поверхні металу,

m - маса фотоелектрон, вона дорівнює ,

V - швидкість фотоелектронів,

h - постійна Планка, .

Таким чином, кінетична енергія випускаються електронів повинна бути лінійною функцією частоти падаючого випромінювання, а коефіцієнт пропорційності чисельно повинен бути рівний постійної Планка. Всі ці висновки виявилися у чудовому відповідно до досвіду. Дослідження залежності фотоефекту від частоти падаючого світла показують, що Фотоелектрони виникають лише тоді, коли частота починає перевищувати деяке значення: поріг фотоефекту, цей поріг отримав назву червоною кордону фотоефекту:

(1.3)

(1.4)

В області частот, що перевищують граничне значення, кінетична енергія електронів з великою точністю виявляється лінійною функцією частоти падаючого світла. Вимірювання тангенса кута нахилу кривої, що представляє залежність енергії фотоелектронів від частоти, показали, що він чисельно дорівнює постійної Планка. Цей метод використовується для знаходження значення постійної Планка. З точки зору висунутої Ейнштейном гіпотези інтенсивність падаючого світла визначається, природно, числом світлових квантів, що падають в секунду на один квадратний сантиметр освітлюваної поверхні. Отже, число фотоелектронів, що випускаються одиницею поверхні в одиницю часу, повинно бути пропорційно інтенсивності освітлення.

Таке було пояснення законів фотоефекту, запропоноване Ейнштейном у 1905р. Цю теорію він назвав квантової теорії світла. В даний час кванти світла називаються фотонами і тому теорія Ейнштейна отримала назву фотонної теорії. Протягом наступних тридцяти років існування фотонів було неодноразово підтверджено багатьма дослідами. Досліди по фотоефекту, що проводилися з дедалі більшою точністю, не тільки зі світлом, але також з рентгенівськими променями і γ-променями, підтвердили справедливість положень, висунутих Ейнштейном, і розвиненою їм фотонної теорії. Оскільки частоти, відповідні рентгенівським і γ-променів, сильно перевищують частоту видимого світла, то і енергія відповідних квантів багато більше енергії фотонів. Таким чином, ці промені виявляються здатними виривати не тільки слабко пов'язані електрони, що знаходяться в поверхневому шарі речовини, але також і внутрішні електрони, міцно пов'язані з ядрами атомів. Оскільки вивчення спектрів рентгенівських променів дозволяє дуже точно визначити роботу, необхідну для виривання будь-якого внутрішнього електрона даного атома, то вимірювання з рентгенівськими променями дозволяють знайти роботу виходу з відносною точністю, набагато більшою, ніж у випадку дослідів зі світлом.

Отже, експерименти з рентгенівськими променями і γ-променями послужили ще однією серйозною перевіркою правильності теоретичних положень Ейнштейна. Їх блискуче експериментальне підтвердження стало вагомим доказом на користь корпускулярної теорії світла.

Відкриття у 1923р. ще одного явища дало нові докази існування фотонів. Це ефект Комптона. Відомо, що при падінні випромінювання на деякий матеріальне тіло частина енергії випромінювання розсіюється у всіх напрямках у вигляді розсіяного випромінювання. Електромагнітна теорія пояснювала це явище наступним чином. Під дією електричного поля падаючої хвилі електрони, що входять до складу матеріальних тіл, починають коливатися і, випромінюючи, виявляються, таким чином, елементарними джерелами вторинних сферичних хвиль, що поширюються у всіх напрямках і призводять до перерозподілу енергії падаючої хвилі. Згідно з цим, якщо первинна хвиля була монохроматичної, то й розсіяне випромінювання повинно бути монохроматичним і володіти частотою, в точності рівній частоті первинної хвилі. Протягом досить тривалого часу здавалося, що електромагнітна теорія чудово пояснює не тільки розсіювання світла матеріальними тілами, але також і розсіяння рентгенівських променів. Закони розсіювання, що передбачаються цією теорією, підтверджувалися з великим ступенем точності.

Але більш ретельне вивчення цього питання показало, що в дослідах з розсіювання рентгенівських променів поряд з випромінюванням основної частоти є також компонента випромінювання з частотою, дещо меншою, ніж частота падаючого випромінювання - факт абсолютно незрозумілий з класичної точки зору. Це явище було встановлено американським фізиком Комптоном, який не тільки з достовірністю довів існування цього нового ефекту, але також ретельно вивчив закони цього явища і запропонував його пояснення. Найбільш характерною особливістю відкритого Комптоном явища була залежність частоти розсіяного випромінювання від кута розсіяння і незалежність її від природи розсіюючого тіла. Комптон і майже в той же час Дебай вказали, що всі основні особливості цього нового явища можуть бути пояснені, якщо розглядати взаємодію між електроном та електромагнітної хвилею як зіткнення електрона з падаючим квантом випромінювання, або фотоном. У момент зіткнення між електроном і первинним фотоном відбувається обмін енергією та імпульсом, а оскільки електрон майже завжди можна вважати нерухомим порівняно з фотоном, то в результаті такого зіткнення електрон набуває, а фотон втрачає енергію. Так як частота, що відповідає фотону, пропорційна його енергії, то після зіткнення він повинен володіти меншою частотою, ніж до зіткнення.

Чудово узгоджується з експериментальними даними теорія ефекту Комптона надзвичайно проста і дозволяє, використовуючи лише закони збереження імпульсу та енергії, точно визначити залежність частоти розсіяного фотона від кута розсіяння. Незалежність частоти розсіяного випромінювання від природи розсіюючого тіла пояснюється елементарно. Дійсно, в акті розсіювання беруть участь лише падаючі фотони й електрони, властивості яких зовсім не залежать від конкретної природи речовини, до складу якого вони входять.

Теорія Комптона - Дебая так просто і витончено пояснила найбільш суттєві особливості комптонівського розсіювання, що відразу стала ще одним блискучим доказом справедливості фотонної теорії світла.

В якості ще одного підтвердження фотонної теорії можна вказати, наприклад, на ефект Рамана, відкритий трохи пізніше ефекту Комптона. Ефект Рамана полягає в зміні частоти розсіяного випромінювання в області видимого світла. Важлива відмінність цього ефекту від ефекту Комптона полягає в тому, що в цьому випадку частота розсіяного світла істотно залежить від природи розсіюючого тіла. Крім того, розсіювання супроводжується також і збільшенням частоти. Проте інтенсивність розсіяного світла з більшою частотою набагато слабкіше інтенсивності світла, що розсіюється зі зменшенням частоти. Фотонна теорія дуже добре пояснила всі характерні особливості цього явища і дала просте пояснення навіть переважанню розсіяння з зменшенням частоти над розсіюванням зі збільшенням частоти, що було зовсім не під силу класичним теоріям.

За тридцять років свого існування гіпотеза про дискретності природи світла виявилася настільки плідною, що в даний час вже не залишається сумнівів в її достовірності. Вона відкриває нову істотну сторону фізичної реальності. Але ця гіпотеза зустрічає на своєму шляху також труднощі і викликає заперечення, що виникли ще за часів перших робіт Ейнштейна з квантової теорії світла.

Перш за все, виникає питання, як поєднати дискретність структури світла з хвильової теорії, настільки незаперечно підтвердженої багатьма точними експериментами? Як поєднати між собою існування єдиного й неподільного кванта світла і явища інтерференції? Зокрема, як показав Лоренц, неможливо визначити роздільну здатність оптичних інструментів (наприклад, телескопа), виходячи з припущення про концентрацію світлової енергії в фотони, локалізованих в просторі. А як пояснити з точки зору фотонної теорії ті ж явища інтерференції? Звичайно, можна було б припустити, що явища інтерференції пов'язані із взаємодією великої кількості фотонів, одночасно беруть участь у процесі. Але тоді інтерференційні явища повинні були б залежати від інтенсивності світла і у випадку досить малої інтенсивності, коли в інтерференційний прилад потрапляє одночасно не більше одного фотона, зовсім би були відсутні б. Досвід виявив, що якою б не була інтенсивність падаючого світла, інтерференційна картина залишається однією і тією ж таки за умови, звичайно, що час експозиції буде досить велика. Це вказує на те, що кожен фотон, взятий окремо, бере участь в явищі інтерференції - факт надзвичайно дивний, якщо вважати фотони локалізованими у просторі.

Інші труднощі, яка виникає, якщо намагатися послідовно дотримуватися гіпотези про чисто корпускулярну природу світла, полягає в наступному. Сам спосіб, яким Ейнштейн вводить поняття кванта світла, або фотона, спирається на поняття частоти, в свою чергу пов'язане з поданням про деяке безперервному періодичному процесі. Чисто ж корпускулярні уявлення про випромінювання як про сукупність фотонів ніяк не дозволяють визначити яку-небудь періодичність, частоту. У дійсності, частота, що фігурує у визначенні кванта, - це частота, запозичена у хвильової теорії, яка виводиться з явищ дифракції та інтерференції. Значить, саме визначення енергії фотона як твори частоти на постійну Планка з чисто корпускулярної точки зору непослідовно. Більш того, воно як би встановлює зв'язок між хвильової концепцією світла і знову відродилася з відкриттям фотоефекту корпускулярної концепцією. Однак було б неправильно думати, що до відкриття фотоефекту остання не мала під собою ніяких підстав.

Явища відображення світла від дзеркал, прямолінійність його поширення в однорідних середовищах, та й взагалі вся геометрична оптика з її поняттям світлових променів дуже природно укладаються в балістичну корпускулярну картину. Але теорія Френеля, чудово пояснивши всі ці балістичні аспекти з чисто хвильової точки зору, призвела до того, що корпускулярна картина виявилася не при справах. Відкриття фотоефекту змусило знову повернутися до уявлень такого роду, хоча, звичайно, вже співвідношення Ейнштейна між енергією фотона і його частотою показувало, що хвильова концепція не відкидається начисто і фотонна теорія повинна якось об'єднати хвильові і корпускулярні уявлення таким чином, щоб обидва аспекти мали певний фізичний зміст.

Нарешті, слід вказати ще на одну тонкість. Згідно класичним уявленням енергія матеріальної частинки - це величина, що має якесь цілком певне значення. У теорії ж випромінювання ніяке випромінювання не можна розглядати як суворо монохроматичне, оскільки воно завжди містить компоненти, частоти яких відрізняються один від одного. Ширина цього спектрального інтервалу може бути дуже мала, але все, же завжди відмінна від нуля. Цей факт Планк підкреслював вже в перших своїх працях з теорії випромінювання чорного тіла. Внаслідок цього співвідношення Ейнштейна, що прирівнюють енергію частки світла, фотона, частоті, відповідною класичною хвилі, помноженої на , Має дещо парадоксальний характер, оскільки воно прирівнює одну величину, що має цілком певне значення, до іншої, що не має, строго кажучи, ніякого певного значення. Подальший розвиток квантової механіки розкрило істинний сенс цього протиріччя. Отже, можна сказати, що фотонна гіпотеза, чудово пояснює явища фотоефекту і комптонівського розсіювання, не дає можливості побудувати послідовну корпускулярну теорію випромінювання. Вона вимагає розвитку більш глибокої теорії, в якій випромінювання може мати і хвильовим і корпускулярним аспектами, причому зв'язок між ними повинна бути встановлена ​​так, щоб виконувалося співвідношення Ейнштейна.

2. Дифракція електронів.

Де Бройль припустив, що між корпускулярними і хвильовими властивостями електрона існує така ж зв'язок, як і між відповідними характеристиками фотонів. Де Бройль припустив, що для електрона, як і для фотона справедливий вираз:

(2.1)

(2.2)

Згодом виявилося що формули (2.1) та (2.2) справедливі для будь-яких мікрочастинок і систем, що складаються з них.

Оскільки рух частинок нерозривно пов'язано з поширенням хвилі, було б дуже дивно, якщо б матеріальні частки, наприклад електрони, не виявляли інтерференційних і дифракційних властивостей подібно до того, як це відбувається з фотонами і вивченням яких займається фізична оптика. Щоб з'ясувати, які з цих явищ можна реально спостерігати, потрібно було, перш за все, оцінити довжину хвиль, пов'язаних з електронами. Формули хвильової механіки негайно дають відповідь на це питання: довжина хвилі, пов'язаної з електронами, при звичайних умовах завжди дуже мала, порядку довжини хвилі рентгенівських променів. Тому можна було сподіватися спостерігати у електронів ті явища, які відбуваються з рентгенівськими променями. Фундаментальне властивість фізики рентгенівських променів - це дифракція на кристалах. Надзвичайно мала довжина хвилі рентгенівських променів майже виключає можливість використання для спостереження їх дифракції приладів, зроблених руками людини. На щастя, сама природа подбала про те, щоб створити придатні для цих цілей дифракційні решітки - кристали.

Дійсно, в кристалах атоми і молекули розташовані в правильному порядку і утворюють тривимірну грати. Причому виявилося, що відстань між частинками в кристалі якраз порядку довжини хвилі рентгенівських променів. Направляючи пучок рентгенівських променів на кристал, можна отримати дифракційну картину, абсолютно аналогічну картині дифракції звичайного світла на тривимірній точкової решітці.

Взявши пучок електронів із заданою кінетичної енергією, ми повинні були б спостерігати явище дифракції, таке ж, як дифракція рентгенівських променів. Оскільки структура кристалів, що застосовуються в експериментах, добре вивчена різними методами, з отриманої при дифракції електронів інформації можна обчислити довжину хвилі електрона, і, отже, підтвердити правильність співвідношення.

Девіссон і Джермера - співробітникам лабораторії «Белл-телефон» в Нью-Йорку, випала честь відкриття дифракції електронів на кристалах. Бомбардуючи кристал нікелю пучком моноенергетіческіх електронів, вони твердо встановили, що електрони дифрагує як хвилі, і показали, що довжина цих хвиль в точності збігається з тією, яку дають формули хвильової механіки. Так було встановлено існування дифракції електронів, припущення про який за кілька років до цього викликало подив і недовіру фізиків.

Повторене майже одночасно в Англії Дж. П. Томсоном, сином Дж. Дж. Томсона, який застосував абсолютно інший метод, явище дифракції електронів незабаром стали спостерігати майже у всіх країнах.

Як це часто буває, явище дифракції електронів, як спочатку здавалося, дуже важко спостерігається і вимагає високого мистецтва експериментатора, тепер стало відносно простим і повсякденним. Прилади для спостереження явища дифракції стали настільки досконалими, що сьогодні це явище можна демонструвати студентам на лекції. Зрештою, умови цих експериментів варіювалися в таких широких межах, що справедливість основної формули, що виражає співвідношення між властивостями хвилі і характеристиками частки, можна вважати доведеною тепер у всьому інтервалі енергій від декількох еВ до мільйона еВ. Для великих значень енергії необхідно враховувати релятивістські поправки. Таким чином, побічно підтверджуються і результати теорії відносності.

Справедливість формули для довжини хвилі, пов'язаної із часткою, вважається сьогодні настільки очевидною, що явище дифракції електронів використовується вже не для підтвердження цієї формули, а для вивчення структури деяких кристалічних або частково орієнтованих середовищ. Експерименти по дифракції електронів дали чудове пряме підтвердження уявлення про зв'язок хвиль і частинок, яке послужило вихідним пунктом для створення нової механіки.

Доречно зазначити, що була отримана дифракція не тільки електронів, а й інших частинок. Так само, як і електрони, явище дифракції відчувають протони і атоми. Подібні експерименти дуже складні і не такі численні, проте встановлено, що навіть тут підтверджуються формули хвильової механіки. Це не повинно нас дивувати. Зв'язок між хвилями і частками - це, мабуть, великий закон природи, причому такий дуалізм тісно пов'язаний з існуванням та внутрішньою сутністю кванта дії. Немає жодних причин вважати, що тільки електрони володіють такими властивостями. Не дивно, що ми зустрічаємося з дуалізмом хвиля - частинка при вивченні всіх фізичних об'єктів.

3. Застосування явища корпускулярно - хвильового дуалізму.

У науці і техніці широко використовуються як корпускулярно - хвильові властивості мікрочастинок так і електронів.

Фотоефект знайшов широке застосування в телебаченні, на виробництві для рахунку деталей, їх сортування. У промисловій автоматиці. Останнім часом широко стали використовувати фотоелементи, головне завдання яких у перетворенні падаючого на них випромінювання в електричний струм. Фотоелементи використовують як елементи живлення побутової техніки, космічний апаратів (супутників).

Дифракція електронів широко використовується для дослідження будови речовини. Незважаючи на те, що діапазон довжин хвиль електронів той же, що і для рентгенівських променів, електронна дифракція дозволяє вирішувати задачі, що істотно відмінні від тих, які доступні рентгеноструктурному аналізу. Це має місце за таких причин:

  • рентгенівські промені розсіюються електронною оболонкою атома і практично не розсіюються атомними ядрами. Наочне класичне пояснення полягає в тому, що ядра атомів, в силу більшої маси, практично не відчувають прискорення в електромагнітному полі фотона і, отже, не випускають розсіяних хвиль, як електрони. Електрони ж взаємодіють завдяки електромагнітним силам не тільки з електронами атома, але і з ядром. Розрахунок показує, що інтенсивність розсіювання електронами пропорційна їх числа в атомі, тобто Z, а інтенсивність розсіювання ядром заряду Ze пропорційна Z 2. Таким чином, основна частка електронів розсіюється атомним ядром. Те, що інтенсивність розсіювання ядром пропорційна Z 2, дозволяє розрізняти атоми навіть з близькими Z. Крім того, рентгеноструктурний аналіз не дозволяє виявляти положення атома водню в молекулі або кристалі, тому що єдиний електрон атома водню при цьому "усуспільнюється", входячи до складу загальної електронної оболонки, а протон практично не розсіює рентгенівських променів. Електронографіческій аналіз дозволяє знаходити положення протонів.

  • рентгенівські промені розсіюються в речовині дуже слабо. Для отримання рентгенограми необхідна досить велика товща речовини і експозиція протягом багатьох годин. Електрони взаємодіють з речовиною, завдяки наявності заряду, дуже сильно і дозволяють отримувати прекрасні електронограмма від найтонших плівок товщиною, наприклад, у 20 - 30 А. Знімок виходить при експозиції в кілька секунд. Дифракція електронів дозволяє дослідити, наприклад, зміна структури найтоншого поверхневого шару металів при їх поліровці, що абсолютно неможливо зробити методами рентгеноструктурного аналізу, хоч і представляє величезний інтерес для прикладних цілей, так як саме структура поверхневих шарів металу визначає стійкість деталі на знос.

Формула де Бройля застосовна до будь-яких частинок, і простим і складним. Однак дифракційні явища, отже, хвильові властивості частинок, можна помітити далеко не завжди. Це відбуваються в силу того, що довжина хвилі де Бройля обернено пропорційна масі частинок.

Якщо для електрона з енергією в 1 ев виходить порівняно дуже велика величина λ = 12,3 А, то для протона тієї ж енергії вона становить уже λ = 0,28 А, а для молекули кисню при кімнатній температурі λ = 0,14 А. Крім малості довжини хвилі, дослідження дифракції атомів і молекул важко тим, що атоми і молекули нездатні проникати в товщу кристала і тому можуть дати лише дифракцію від поверхонь решітки кристала. Важко також отримати досить монохроматичне атомний або молекулярний пучок. В даний час проводять дослідження структури речовини за допомогою дифракції нейтронів - "нейтронографії". Дифракція нейтронів дозволяє дослідити впорядковані структури сплавів типу F есо, FeMn, у яких близькість атомних номерів не дозволяє розрізняти методами дифракції рентгенівських променів або електронів атоми різних типів. Нейтрони розсіюються ядрами цих атомів різна, і встановити їх взаємне розташування виявилося можливим методом нейтронографії. Цікаво, що встановити структуру кристала льоду - визначити розташування у ньому атомів кисню і водню - вдалося лише методом нейтронографії.

Що стосується макроскопічних частинок матерії, то їх дифракцію спостерігати неможливо. Наприклад, для пилинки масою 10 -12 грам хвиля де Бройля має величину порядку 10 -17 м.

При такій довжині хвилі неможливо реалізувати умови, за допомогою яких можна було б спостерігати дифракцію, тобто макроскопічні частинки проявляють явно тільки одну сторону своєї природи - корпускулярну.

Таким чином, нова теорія, що трактує матеріальні частинки як об'єкти двоїстої корпускулярно-хвильової природи, не відкидає старих корпускулярних уявлень про макроскопічних частинках матерії, але, обгрунтовуючи ці уявлення з нової точки зору, одночасно дає і межі їх застосування в нових умовах.

Висновки.

Корпускулярно - хвильовий дуалізм, а також досліди по дифракції електронів і протонів показали, що мікрочастинки володіють хвильовими властивостями і не є матеріальними частками в класичному розумінні цього слова. Це призвело до подальшого розвитку квантової механіки, яка для мікрочастинок ввела поняття д і локалізації і хвильової функції. Принцип невизначеності Гейзенберга показав неможливість одночасного перебування двох параметрів для мікрочастинок. Електрон, як і фотон не може мати одночасно певну координату і імпульс:

Корпускулярно - хвильовий дуалізм виступив тією основою, на якій була побудована майже вся сучасна фізика, квантова механіка, фізика мікрочастинок, астрономія. На основі цього принципу працюють сучасні наукові та побутові прилади, інструменти, як приклад можна навести різноманітні фотоелементи які можна зустріти як в науковій апаратурі, так і в побуті. Дослідження речовини не було б можливо без електронного мікроскопа і електронографіческіх методів.

Але, звичайно, не в цих численних прикладних застосуваннях корпускулярно - хвильового дуалізму його основна цінність. Виняткова роль даної теорії визначається тим, що вона виступає фундаментом всього природознавства. Рівень цієї науки визначає на сьогодні рівень розуміння всього оточуючого нас світу, визначає рівень інтелектуальної зрілості людства. Без цієї теорії і побудованих на ній висновків неможливо зрозуміти минуле нашого світу, неможливо зрозуміти основні процеси, що у ньому. Неможливо прогнозувати майбутнє.

Історія фізики вчить, що кожен новий успішний крок на шляху пізнання фундаментальних закономірностей природи неминуче призводив до величезних (і майже завжди досить несподіваним) змін в техніці і радикальним чином позначався на житті всього людства. Досить згадати про тих плодах, які принесли людям такі абстрактні теорії, як електродинаміка, теорія відносності. Тому й квантова електроніка, заснована на корпускулярно - хвильовому дуалізмі принесе чимало змін у наш світ.

Список використаної літератури.

  1. Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. - К.: Вища школа, 1995. - 430 с.

  2. Зисман Г. А., Тодес О. М. Курс загальної фізики. У 3 т. - М.: Наука, 1995. - 343 с.

  3. Кухлінг Х. Довідник з фізики: Пер. з нім. - М.: Світ, 1983. - 520 с.

  4. Л. Де Бройль Революція у фізиці. Пер. з фр. - М.: Атоміздат, 1965. - 230 с.

  5. Окунь Л. Б. Введення у фізику елементарних частинок. Бібліотечка «Квант». № 45. - М.: Наука, 1990, 112 с.

  6. Савельєв І.В. Курс загальної фізики. У 3 Т., Електрика і магнетизм. - М.: Наука, 2003. - Т.3. - 387 с.

  7. Филлипов Є. М. Ядра. Випромінювання. Всесвіт. - М.: Наука. 1984, 158 с.

  8. Яворський Б. М., Детлаф А. А. Довідник по фізиці. - М.: Наука, 1982. - 846 с.

19


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Фізика та енергетика | Реферат
71.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Корпускулярно хвильовий дуалізм
Корпускулярно-хвильовий дуалізм речовини
Корпускулярно-хвильовий дуалізм у сучасній фізиці
Хвильовий опір
Хвильовий генетичний код
Лекция 7 Хвильовий опір хвильовода
Дуалізм
Дуалізм права
Середньовічний релігійний дуалізм
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru