Учебная работа № /3415. «Контрольная Контрольная по физике

Выдержка из похожей работы

Физика микрочастиц
В отличие от классической механики исследования микрочастиц к началу XX века были в начальной стадии, Лишь в самом конце XIX века в результате серии экспериментов В, Крукса, Ж, Перрена, Дж,Дж, Томпсона и Ч, Вильсона был открыт электрон, Результаты этих экспериментов показали, что электрон представляет собой микрочастицу, отрицательно заряженную, имеющую массу порядка 10~27 г (что примерно в 2000 раз меньше массы атома водорода), распространяющуюся в вакууме при отсутствии внешних полей прямолинейно и отклоняющуюся под действием электрического или магнитного полей, Такие свойства электрона находились в полном соответствии как с классической механикой, так и с классической электродинамикой,
В 1913 году Э, Резерфорд предложил планетарную модель атома с электронами, вращающимися вокруг атомного ядра, а Н, Бор сформулировал свои знаменитые постулаты, определяющие строение атома, При этом не возникало никаких сомнений, что этот новый и еще детально не изученный субатомный мир микрочастиц описывается законами классической механики,
Единственный эксперимент тех лет вызывал недоумение — это эксперимент К, Дэвиссона 1921—1922 годов, в котором наблюдался процесс рассеяния электронов тонкими металлическими фольгами, Было рассеяния достаточно узкого пучка достаточно монохроматических электронов классическая механика предсказывала, что электроны должны рассеиваться также в виде узкого пучка, направленного под определенным углом к падающему пучку, Предположили, что наблюдаемый эффект является результатом наличия неоднородностей на поверхности фольги,
Фундаментальным открытием в физике микромира явилась гипотеза французского физика Луи де Бройля (1899—1987) о корпускулярно-волновом дуализме природы микрочастиц, Из этой гипотезы и факта ее экспериментального подтверждения выросла новая волновая (квантовая) механика как метод описания микромира, Гипотеза де Бройля широко известна, она формулируется и обсуждается во всех монографиях и уче��никах, посвященных физике микромира и квантовой механике, а также во многих научно-популярных книгах, в том числе написанных как самим де Бройлем, так и другим основателем квантовой механики, В, Гейзенбергом,
2, Теория о корпускулярных и волновых свойствах
Так как частица, например электрон, представляет собой объект, который хорошо локализован в пространстве, то с ним не может быть связана бесконечная плоская волна, волна должна быть также хорошо локализована в пространстве, Де Бройль предположил, что это группа волн, имеющих весьма близкие частоты, то, что сейчас называется волновым пакетом, Центр волнового пакета перемещается с групповой скоростью, совпадающей со скоростью частицы (что видно из формулы Рэлея для групповой скорости волны в среде с дисперсией),
Де Бройль перенес на частицы с массой покоя уже известную к тому времени модель корпускулярно-волновой природы фотона, частицы, не имеющей массы покоя, что дало исходное соотношение для длины волны де Бройля (10), Однако ход его мысли при этом был противоположен ходу мысли Эйнштейна, Если Эйнштейн стартовал с волновых свойств света и предположил наличие его корпускулярных свойств (квантов света), то де Бройль стартовал с корпускулярных свойств частицы и предположил наличие у нее также и волновых свойств,
Исходя из его гипотезы, можно сказать:
Во-первых, корпускулярно-волновой дуализм был перенесен и на частицы с массой покоя, Во-вторых, использование групповой скорости волны в рамках принципа Ферма привело его в соответствие с принципом Мопертюи для частицы с массой покоя, двигающейся со скоростью т), Наконец, в-третьих, появилось и объяснение целым числам в теории атома Бора: стационарные орбиты (состояния электрона в атоме) — это те, на длине которых точно укладывается целое число п длин волн де Бройля (10) для электрона, движущегося по данной орбите»