Тема 23. Концепции квантовой механики (Корпускулярно-волновой дуализм. Соотношения неопределенностей)

Знать: корпускулярно-волновой дуализм как всеобщее свойство материи; соотношения неопределенностей: координата - импульс, энергия - время; формулировку принципа дополнительности в узком   (квантовомеханическом) смысле; основные пары дополнительных величин: координата и импульс, энергия  и время; философское значение принципа дополнительности в узком смысле:   неотделимость познающего субъекта от познаваемого объекта; примеры проявления принципа дополнительности в широком смысле:   необходимость несовместимых точек зрения для полного понимания любого предмета или процесса; описание состояния в квантовой механике; статистический характер квантового описания природы; соответствие квантовой и классической механики;

уметь: применять знания по теме при анализе конкретных положений, примеров.

Рекомендуемая литература

№	Стр.		№	Стр.		№	Стр.
	от	до		от	до		от	до
1	74	84	6	114	120	13	169	174
2	31	41	7	178	190	14	88	111
2	107	121	9	67	86	15	318	326
4	378	395	10	328	343	15	364	373
4	444	462	11	98	115	16	171	179
5	185	207	12	108	123

Тезаурус

Корпускулярные свойства света: фотоэффект

Волновые свойства частиц. Дифракция электронов

Корпускулярно-волновой дуализм как всеобщее свойство материи

Мысленный эксперимент «микроскоп Гейзенберга»

Соотношение неопределенностей координата-импульс (скорость)

Соотношение неопределенностей энергия-время

Принцип дополнительности как утверждение о том, что:

- невозможны невозмущающие измерения (измерение одной величины делает невозможным или неточным измерение другой, дополнительной к ней величины)

- полное понимание природы микрообъекта требует учёта как его корпускулярных, так и волновых свойств, хотя они не могут проявляться в одном и том же эксперименте

- (в широком смысле) для полного понимания любого предмета или процесса необходимы несовместимые, но взаимодополняющие точки зрения на него

Описание состояния в квантовой механике: волновая функция

Статистический характер квантового описания природы

Соответствие квантовой и классической механики: их предсказания совпадают для макроскопических объектов, для которых несущественны соотношения неопределённостей и корпускулярно-волновой дуализм

Тесты

773. Согласно концепции корпускулярно-волнового дуализма, волновые свойства присущи любому материальному объекту. Однако волновые свойства человеческого тела затруднительно наблюдать в виду его…

-: слишком большой массы

-: неправильной формы

-: недостаточной упругости

-: слишком маленьких размеров

774. Радужная окраска слоя бензина появляется в следствие явления … света.

-: поляризации

-: дифракции

-: преломления

-: интерференции

775. Выдающийся французский физик Луи де Бройль предложил формулу, определяющую длину волны, названной затем «волной де Бройля». Волна де Бройля – это …

-: волна, которая соответствует любой частице, обладающей импульсом

-: отношение скорости света к частоте электромагнитного излучения

-: волна, возникающая в результате наложения отраженной волны на прямую при отражении волн от преград

-: волна, характеризующая упругие колебания атомов в кристаллической решетке

776. Физические величины, которые могут принимать лишь строго определенные дискретные значения, называются …

-: дополнительными

-: кратными

-: фундаментальными

-: квантованными

777. Координата и импульс квантового объекта не могут быть одновременно точно измерены, поскольку …

-: для квантового объекта эти величины не имеют физического смысла

-: они слишком малы, а точность измерительных приборов ограничена

-: являются дополнительными величинами

-: квантовый объект движется со скоростью, соизмеримой со скоростью света

778. Согласно идее М. Планка, выдвинутой им в 1900 г., энергия кванта …

-: пропорционально частоте излучения

-: зависит от массы

-: пропорциональна длине волны излучения

-: есть величина постоянная

779. В основу квантовой механики легла гипотеза о том, что …

-: энергия кванта есть величина постоянная

-: электромагнитное излучение испускается отдельными порциями – квантами

-: основой материи является фундаментальная частица – квант

-: все физические величины являются дискретными

780. Принципиальная невозможность точных измерений в квантовой механике обусловлена тем, что …

-: квантовый объект – это микрообъект, для изменения характеристик которого не существует микроскопических приборов

-: квантовомеханические явления неисчерпаемы, а возможности человеческого разума

-: измерительный прибор вступает во взаимодействие с исследуемой системой и меняет свои свойства

-: измеряемые величины в принципе являются условными, поэтому говорить о точности измерений можно лишь в рамках принятых допущений

781. Укажите правильное утверждение:

-: произведение погрешностей в определении координаты и импульса частицы не может быть постоянной Больцмана

-: произведение погрешностей в определении координаты и импульса частицы не может быть больше постоянной Планка

-: произведение погрешностей в определении координаты и импульса частицы не может быть меньше постоянной Планка

-: произведение погрешностей в определении координаты и импульса частицы не может быть меньше постоянной Больцмана

782. Волновые свойства света подтверждаются явлениями …

-: преломления света на границе двух сред

-: интерференции света

-: прямолинейного распространения света в однородной среде

-: дифракции света

783. Фотоэффект – это …

-: почернение фотографической пластинки под действием света

-: рассеяние электронов на атомах кристаллической решетки

-: образование органических веществ под действием солнечного света

-: явление испускания электронов из вещества под действием света

784. Нулевое состояние поля, с которым связаны виртуальные частицы, называют …

-: вакуумом

-: пустотой

-: мировым эфиром

-: эфиром

785. Найдите верное утверждение о корпускулярно-волновом дуализме объектов материального мира.

-: в любом эксперименте материальный объект может проявлять либо волновые свойства, либо корпускулярные, но не те и другие вместе

-: наблюдение волновых свойств объекта делает невозможным одновременное наблюдение его корпускулярных свойств

-: измерение волновых свойств материального объекта позволяет точно вычислить его корпускулярные свойства

-: исследование корпускулярных свойств материального объекта делает ненужным исследование его волновых свойств

786. Понятие кванта света использовалось для объяснения законов:

-: поляризации

-: дисперсии

-: фотоэффекта

-: конверсии

787. Явление огибания волнами препятствий, размеры которых меньше или сравнимы с длиной волны называется …

-: интерференцией

-: суперпозицией

-: дифракцией

-: поляризацией

788. Соотношение неопределенностей Гейзенберга …

-: обусловлено волновой природой частиц

-: позволяет по известному значению импульса определить координату частицы

-: противоречит специальной теории относительности

-: является одним из основных положений квантовой физики

789. Согласно концепции корпускулярно-волнового дуализма …

-: электромагнитное излучение обладает корпускулярными и волновыми свойствами, а вещество – только корпускулярными

-: электромагнитное поле составляет основу материального мира, вещество – вторично по своей природе

-: материя обладает одновременно как корпускулярными, так и волновыми свойствами

-: существуют два качественно различных и не переходящих друг в друга вида материи: вещество, имеющее корпускулярную природу и электромагнитное поле, обладающее волновыми свойствами

790. Физическая сущность представления о корпускулярно-волновом дуализме в теории излучения состоит в том, что …

-: энергия света должна быть квантована, а импульс света должен изменяться непрерывно

-: излучение высоких частот представляет поток фотонов, а излучение низких частот есть электромагнитные волны

-: электромагнитное излучение в начале 20-го века трансформировалось из волн в потоки частиц

-: свет может вести себя в одних взаимодействиях как поток частиц (фотонов), а в других взаимодействиях – как электромагнитная волна

791. Физический смысл соотношений неопределенностей состоит в том, что …

-: одновременно с высокой точностью могут быть определены лишь две дополняющих друг друга характеристики микрообъекта

-: одновременно с высокой точностью могут быть определены любые характеристики микрообъекта

-: невозможно наблюдать микрообъект, не изменяя его состояние

-: возможно наблюдать микрообъект, не изменяя его состояние

792. Невозможность одновременного точного измерения координаты и скорости электрона отражает соотношение …

-: неопределенности

-: инерции

-: дополнительности

-: соответствия

793. Классические понятия координаты и импульса применимы к микрочастицам лишь в пределах, устанавливаемых принципом …

-: инвариантности скорости света

-: неопределенности

-: соответствия

-: наблюдаемости

794. Принцип корпускулярно-волнового дуализма первоначально был сформулирован для объяснения …

-: взаимоисключающих свойств атома

-: противоположных свойств света

-: противоречивых свойств молекул

-: взаимоисключающих свойств электрона

795. Выдвижение гипотезы о волновых свойствах частиц стало важнейшим шагом на пути возникновения новой физической теории –

-: равновесной термодинамики

-: молекулярно-кинетической теории газов

-: квантовой механики

-: релятивистской механики

796. В квантовой механике состояние системы задается …

-: температурой, давлением и объемом системы

-: координатами и скоростями составляющих ее материальных точек

-: волновой функцией системы

-: распределением зарядов и физических полей в системе

797. Согласно соотношениям неопределенностей …

-: существуют физические величины, которые невозможно измерить точно

-: невозможно точно измерить значение никакой физической величины

-: невозможно в одном эксперименте одновременно точно измерить значения дополнительных физических величин

-: невозможно в одном эксперименте измерить значения разных физических величин

798. Найдите верное утверждение, которое следует из соотношения неопределенностей

-: можно одновременно с высокой точностью определить и координату и импульс частицы

-: максимальная возможная точность измерения энергии частицы не зависит от длительности измерения

-: более точное определение координаты частицы приводит к менее точному измерению ее импульса

-: более точное измерение энергии требует более короткого времени

799. Если в данном квантовом состоянии физическая величина Х не имеет определенного значения, это означает, что

-: можно предсказать лишь вероятность или иного результата измерения Х

-: измерение Х не даст результата, выражаемого числом

-: невозможно только предсказать результат измерения Х

-: никакой эксперимент по измерению Х вообще не возможен

800. Состояние объекта в квантовой механике

-: задается волной функцией объекта

-: в принципе не может задаваться значениями измеряемых величин

-: задается значением его энергии для каждого момента времени

-: задается координатами и скоростью объекта в данный момент времени

801. С волновой точки зрения невозможно объяснить следующий установленный экспериментально закон фотоэффекта:

-: наличие или отсутствие фотоэффекта зависит от длины волны света, но не зависит от его интенсивности

-: наличие или отсутствие фотоэффекта зависит от интенсивности света, но не зависит от его длины волны

-: количество электронов, выбиваемых с поверхности металлов светом, пропорционально его интенсивности

-: количество электронов, выбиваемых с поверхности металла светом, не зависит от его интенсивности

802. Согласно гипотезе Луи де Брайля, длина волны, описывающая волновые свойства тела, определяется его …

-: объемом

-: импульсом

-: энергией

-: размерами

803. Согласно соотношениям неопределенностей …

-: точное знание координаты частицы необходимо для точного знания ее скорости

-: точное измерение энергии системы требует очень короткого времени измерения

-: точное знание энергии частицы исключает точное знание ее импульса

-: точное знание координаты частицы исключает точное значение ее импульса

804. Соотношение неопределенностей отражают …

-: практическую невозможность очень точных измерений

-: невозможность измерения свойств виртуальных частиц

-: существование физических величин, для которых отсутствуют способы измерения

-: принципиальную невозможность невозмущающих измерений

805. Укажите верное утверждение:

-: дифракция проявляется в том, что некоторое направление колебаний в распространяющейся волне оказывается предпочтительнее других

-: поляризация волн проявляется в том, что они способны огибать препятствия на пути своего распространения

-: волновые свойства материальных тел проявляются в их способности взаимодействовать друг с другом

-: интерференция проявляется в том, что распространяющиеся волны при некоторых условиях могут гасить друг друга

806. Начиная с XVII века, в науке возникают различные теории света. Согласно современным представлениям свет …

-: имеет двигательную природу

-: представляет собой поток частиц – фотонов, и обладает корпускулярными свойствами

-: является электромагнитной волной и проявляет континуальные свойства

-: является потоком частиц – фотонов, электронов, протонов, и обладает только корпускулярными свойствами

807. В классической науке выделяют две формы материи: вещество и поле. Выберите верное утверждение:

-: поле и вещество – единый тип реальности, которая взаимодействует сама собой, проявляясь в одних условиях как вещество, а в других как поле

-: вещество обладает только корпускулярными свойствами

-: поле – абсолютно континуальная (непрерывная) среда и не связано с веществом

-: поле и вещество – две взаимоисключающие формы материи, их взаимопереход невозможен

808. В физическом вакууме имеются …

-: виртуальные электроны

-: реальные позитроны – античастицы электронов

-: свободные кварки – составные частицы адронов

-: виртуальные протоны

809. Выберите верные высказывания, характеризующие физический смысл соотношения неопределенностей:

-: Принципиально невозможны не возмущающие измерения

-: невозможно одновременно одинаково точно определить две дополнительные физические величины

-: это принцип, ограничивающий возможность любых экспериментов

-: ни одна характеристика объекта не может быть установлена с высокой точностью

810. В классической науке выделяют две формы материи: вещество и поле. Выберите неверное утверждение:

-: частица (вещество) не может переходить в изучение (поле)

-: микрочастица, в отличие от макрочастицы, не обладает точной траекторией

-: микрочастице свойственна дифракция, но в отличие от волны, она всегда обслуживает себя как неделимое целое

-: микрочастица обладает как корпускулярными, так и волновыми свойствами

811. Двойственность свойств микрочастиц называется …

-: дуализмом

-: аннигиляцией

-: комплементарностью

-: дупликацией

812. Корпускулярные свойства света проявляются в том, что:

-: свет поглощается порциями – квантами света

-: свет излучается квантовано, но поглощается непрерывно

-: свет может поглощаться как непрерывно, так и квантовано

-: свет излучается порциями – квантами света

813. Электромагнитные волны распространяются со скоростью..

-: звука

-: движения электрических зарядов

-: движения излучателя

-: света

814. Электромагнитные волны распространяются …

-: в вакууме и любой среде, не обладающей электропроводимостью

-: только по поверхности воды

-: только в воде

-: только в воздухе

815. Найдите верные утверждения, которые следуют из соотношения неопределенностей:

-: очень точное определение координаты частицы приводят к менее точному измерению ее импульса

-: чем определеннее величина энергии частицы, тем больше времени требуется на измерение

-: можно одновременно определить и координату, и импульс частицы с высокой точностью

-: если ограничено время измерения, то будет высокой погрешность определения энергии

816. Электромагнитные волны

-: волны, переносящие телевизионный сигнал

-: световые волны

-: волны на поверхности воды

-: упругие волны в воздухе

817. Явление дифракции электронов …

-: лежит в основе работы электронного микроскопа

-: используется для изучения структуры кристаллов

-: вызывает цепные химические реакции

-: приводит к взаимному отталкиванию

818. Явление внешнего фотоэффекта …

-: указывает на корпускулярные свойства света

-: применяется в фотоэлектронных приборах

-: лежит в основе фотосинтеза растений

-: приводит к постепенному повышению температуры земной атмосферы

819. Теория дифракции электромагнитных световых волн и теория выбивания электронов из металла ударами фотонов …

-: позволяют построить абсолютно истинную теорию взаимодействия света и вещества

-: взаимно исключают друг друга

-: не подлежат изучению в едином курсе естествознания

-: дополняют друг друга в нашем восприятии явлений взаимодействия света с веществом

820. Укажите положения, которые соответствуют квантовой механике:

-: в квантово-механических закономерностях некоторые физические величины квантованы, т.е. могут принимать только вполне определенные дискретные значения

-: законы квантовой механики носят динамический характер

-: любые физические характеристики объектов в квантовой механике могут принимать непрерывный ряд чисел

-: законы квантовой механики носят не статистический характер

821. Укажите положения, которые соответствуют квантовой механике:

-: невозможно одновременно одинаково точно определить два дополнительных параметра объекта

-: при рассмотрении природы микрочастиц не используют понятие о корпускулярно-волновом дуализме

-: законы квантовой механики носят статистический характер

-: все характеристики микрочастиц могут быть предсказаны одновременно строго и однозначно