№1

Физика – наука о природе, изучающая вещество (материю) , энергию и фундаментальные взаимодействия природы, управляющие движением материи.

Измерение - нахождение значения физ.величин опытным путем с помощью спец.средств. основные единицы в системе СИ: метр, кг, секунда, ампер, моль, кельвин, кандела.

Средняя скорость V=S/t.

Ускорение – изменение скорости за время а=Vt

Равноускоренное движение V=V0+at. Где V0 – какая-то нач.скорость, если она есть, или V0=0 Падение с высоты: H = h0 –gt2

Время падения – t=корень кв.из 2h0/g

Высота падения – h0=gt2/2; Скорость V=-gt

Скорость в момент удара об землю V0 = минус корень.кв из2gh

Прямолинейное движение точки (когда она всегда находится на прямой, скорость параллельна этой прямой)

Криволинейное движение - это движение точки по траектории, не представляющей собою прямую, с произвольным ускорением и произвольной скоростью в любой момент времени (например, движение по окружности).

№2

Инерциальная система отсчёта (ИСО) — "система отсчёта, в которой справедлив "закон инерции: все свободные тела (то есть такие, на которые не действуют внешние силы или действие этих сил компенсируется) движутся прямолинейно и равномерно или покоятся

Неинерциальная система отсчёта — всякая система отсчета, движущаяся с ускорением относительно инерциальной, является неинерциальной.

1 закон Ньютона (з-н инерции) - Существуют такие "системы отсчёта, называемые "инерциальными, относительно которых "материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей C"скорости неограниченно долго.

Фундаментальные взаимодействия — качественно различающиеся типы взаимодействия "элементарных частиц и составленных из них тел.

Масса - скалярная физическая величина, определяющая инерционные и гравитационные свойства материи.

инертная масса- входящая в выражение второго закона Ньютона (т. о., является мерой инерции тела)

а=F/m

гравитационная масса- входящая в выражение закона всемирного тяготения.

F=G * m₁m₂ / r²

№3

Сила тяготения(гравитационная)

Сила упругости(электромагнитная)

Сила трения(электромагнитная)

2 закон Ньютона

дифференциальный закон движения, описывающий зависимость ускорения тела от равнодействующей всех приложенных к телу сил. Один из трёх законов Ньютона.

Второй закон Ньютона в его наиболее распространённой формулировке утверждает: в инерциальных системах ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом), прямо пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки (тела).

или

где a — ускорение тела, F — сила, приложенная к телу, m — масса тела.

Действие 1 тела на другое не может быть односторонним, оба тела действуют друг на друга, т.е взаимодействуют.

3закон Ньютона

Материальные точки попарно действуют друг на друга с силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:

№4

Импульс — "векторная "физическая величина, характеризующая меру механического движения тела. p=mV

Закон сохранения импульса (Закон сохранения количества движения) утверждает, что векторная сумма %81"импульсов всех тел (или частиц) "замкнутой системы есть величина постоянная.

Из "законов Ньютона можно показать, что при движении в пустом пространстве импульс сохраняется во времени, а при наличии взаимодействия скорость его изменения определяется суммой приложенных сил.

№5

работа - физическая величина, равная произведению силы, перемещения и косинуса угла между направлением действия силы и перемещением:

А = Fs cos a.

Работа =0, когда тело движется по инерции (F = 0), когда нет перемещения (s = 0) или когда угол между перемещением и силой равен 90° (cos а = 0). (Дж).

1 джоуль - это такая работа, которая совершается силой 1 Н при перемещении тела на 1 м по линии действия силы.

Энергия - мера способности физической системы совершить работу, поэтому количественно энергия и работа выражаются в одних единицах.

Потенциальная энергия - энергия взаимодействия частиц (тел) механической системы.

Ep = mgh,

где Ep — потенциальная энергия тела, m — масса тела, g — ускорение свободного падения, h — высота положения центра масс тела над произвольно выбранным нулевым уровнем.

Кинетическая энергия — F"энергия "механической системы, зависящая от C"скоростей движения её точек

Механическая энергия консервативной механической системы сохраняется во времени. Проще говоря, при отсутствии диссипативных сил (например, сил трения) механическая энергия не возникает из ничего и не может никуда исчезнуть.

Для замкнутой системы физических тел, например, справедливо равенство

Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2,

где Ek1, Ep1 — кинетическая и потенциальная энергии системы какого-либо взаимодействия, Ek2, Ep2 — соответствующие энергии после.

Закон сохранения энергии — это интегральный закон. Это значит, что он складывается из действия дифференциальных законов и является свойством их совокупного действия.

Формулировка закона сохранения механической энергии.

Полная механическая энергия, т.е. сумма потенциальной и кинетической энергии тела, остается постоянной, если действуют только силы упругости и тяготения и отсутствуют силы трения.

№6

Вращательным называется движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной прямой – оси вращения.

Угловая скорость — векторная физическая величина, характеризующая скорость вращения тела. Вектор угловой скорости по величине равен углу поворота тела в единицу времени:

в системе СИ— радианы в секунду

- угол поворота тела за малое время

При равномерном вращении его быстроту также описывают частотой оборотов и периодом вращения .Частота оборотов равна числу оборотов, сделанных за единицу времени

- число оборотов за время . Т.к. за один оборот тело поворачивается на угол, равный 2 , то и

Период вращения - это время, за которое тело совершает один оборот. Т.к.

то

рад/с , об/с , с .

Угловое ускорение — псевдовекторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения угловой скорости твёрдого тела.

- изменение угловой скорости за время .

Векторы и направлены по оси вращения тела; вектор угловой скорости направлен в сторону хода правого винта при вращении винта в направлении вращения тела (рис.3). При ускоренном вращении тела направления векторов и совпадают, при замедленном – противоположны.

Момент импульса характеризует количество вращательного движения. Величина, зависящая от того, сколько массы вращается, как она распределена относительно оси вращения и с какой скоростью происходит вращение.

Момент импульса частицы относительно некоторого начала отсчёта определяется векторным произведением её радиус-вектора и импульса:

где — радиус-вектор частицы относительно выбранного неподвижного в данной системе отсчёта начала отсчёта, — импульс частицы.

Для нескольких частиц момент импульса определяется как (векторная) сумма таких членов:

где — радиус-вектор и импульс каждой частицы, входящей в систему, момент импульса которой определяется.

В пределе количество частиц может быть бесконечным, например, в случае твердого тела с непрерывно распределенной массой или вообще распределенной системы это может быть записано как где - импульс бесконечно малого точечного элемента системы.

В системе СИ момент импульса измеряется в единицах джоуль-секунда; Дж·с.

Из определения момента импульса следует его аддитивность: как, для системы частиц в частности, так и для системы, состоящей из нескольких подсистем, выполняется:

№7

Общие свойства жидких и газообразных тел

1. Способность как угодно изменять свою форму под действием сколь угодно малых сил.

2. Жидкости и газы ведут себя как упругие тела в отношении деформации всестороннего сжатия и растяжения.

3. Для всякой площадки в жидкостях и газах существует только нормальное напряжение , называемое гидростатическим давлением.

4. Величина гидростатического давления в данной точке жидкости и газа одинакова для всех направлений площадки

Закон Б. Паскаля

Давление в жидкости или газе перёдается во всех направлениях одинаково и не зависит от ориентации площадки, на которую оно действует.

p1 = p2 = p3 = p.

Закон Архимеда

На всякое тело, погруженное в жидкость (или газ), действует со стороны этой жидкости (или газа) выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости (или газа), направленная вертикально вверх и приложенная к центру тяжести вытесненного объема

Уравнение неразрывности струи

Гидростатическое давление

В покоящейся жидкости всегда присутствует сила давления, которая называется гидростатическим давлением. Жидкость оказывает силовое воздействие на дно и стенки сосуда. Частицы жидкости, расположенные в верхних слоях водоема, испытывают меньшие силы сжатия, чем частицы жидкости, находящиеся у дна.

В сосуде вес жидкости P(ж)=r(ж)ghS, где r(ж) - плотность жидкости, g - ускорение свободного падения, h - высота столба жидкости, S - площадь основания сосуда, поэтому на дно сосуда жидкость оказывает давление

р=P(ж)/S=r(ж)gh

эта формула определяет значение гидростатического давления.

Гидростатическое давление обладает свойствами:

1. В любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикулярно площадке касательной к выделенному объему и действует внутрь рассматриваемого объема жидкости.

2. Гидростатическое давление неизменно во всех направлениях.

3. Гидростатическое давление в точке зависит от ее координат в пространстве.

Сплошная среда — механическая система, обладающая бесконечным числом внутренних степеней свободы. Её движение в пространстве, в отличие от других механических систем, описывается не координатами и скоростями отдельных частиц, а скалярным полем плотности и векторным полем скоростей. В зависимости от задач, к этим полям могут добавляться поля других физических величин (концентрация, температура, поляризованность и др.)

Если плотность сплошной среды постулируется равной константе, то такая сплошная среда называется несжимаемой.

Сплошная среда — часто и успешно используемая в физике сплошных сред модель для более-менее однородных систем с очень большим числом частиц (то есть степеней свободы). Так, теория упругости, гидро- и аэродинамика, физика плазмы формулируются именно для сплошной среды. Однако с точки зрения математической строгости следует помнить об одной неточности: все реальные системы обладают пусть большим, но конечным числом степеней свободы. Сплошная же среда обладает не просто бесконечным, а несчётным числом степеней свободы.

Виды сплошных сред: Твёрдое тело, Жидкость Газ, Плазма, Мягкое вещество, Сыпучее тело.

№8

Закон Бернулли является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости:

— плотность жидкости, — скорость потока, — высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости, — давление в точке пространства, где расположен центр массы рассматриваемого элемента жидкости, — ускорение свободного падения.

Константа в правой части обычно называется напором, или полным давлением, а также интегралом Бернулли. Размерность всех слагаемых — единица энергии, приходящаяся на единицу объёма жидкости.

Для горизонтальной трубы h = 0 и уравнение Бернулли принимает вид:

Из закона Бернулли следует, что при уменьшении сечения потока, из-за возрастания скорости, то есть динамического давления, статическое давление падает. Закон Бернулли справедлив и для ламинарных потоков газа. Закон Бернулли справедлив в чистом виде только для жидкостей, вязкость которых равна нулю.

Формула Торричелли – это формула, позволяющая найти конечную скорость тела, движущегося с постоянным ускорением, если не известно время движения.

Формула выглядит следующим образом:

Ламинарное течение — течение, при котором жидкость или газ перемещается слоями без перемешивания и пульсаций (то есть беспорядочных быстрых изменений скорости и давления).

Только в ламинарном режиме возможно получение точных решений уравнения движения жидкости.

Переход к турбулентности

Ламинарное течение возможно только до некоторого критического значения числа Рейнольдса, после которого оно переходит в турбулентное. Критическое значение числа Рейнольдса зависит от конкретного вида течения (течение в круглой трубе, обтекание шара и т. п.).

В некоторых случаях для получения порогового числа Рейнольдса достаточно провести линейный анализ устойчивости — теоретический анализ устойчивости под воздействием бесконечно малых возмущений.

Однако в некоторых случаях линейного анализа недостаточно: для течения в круглой трубе он приводит к абсолютной устойчивости, что опровергается экспериментами.

В гидравлике, если труба некруглого сечения, то Re(кр) рассчитывается по гидравлическому диаметру dг=4F/χ, где F — площадь поперечного сечения трубы, χ — полный смоченный периметр.

Вязкость – свойство жидкости сопротивляться сдвигу ее слоев относительно друг друга, обусловливающее силы внутреннего трения между слоями, имеющими различные скорости движения.

Различают динамическую вязкость (единицы измерения: пуаз, 0,1Па·с) и кинематическую вязкость (единицы измерения: стокс, м²/с, внесистемная единица — градус Энглера).

Сила вязкого трения пропорциональна скорости относительного движения V тел, пропорциональна площади S и обратно пропорциональна расстоянию между плоскостями h.

.Коэффициент пропорциональности, зависящий от сорта жидкости или газа, называют коэффициентом динамической вязкости.

Закон вязкости (внутреннего трения) Ньютона

математическое выражение, связывающее касательное напряжение внутреннего трения τ (вязкость) и изменение скорости среды v в пространстве (скорость деформации) для текучих тел (жидкостей и газов): , где величина η называется коэффициентом внутреннего трения или динамическим коэффициентом вязкости (единица СГС — пуаз);

№9

Закон всемирного тяготения

В рамках классической механики гравитационное взаимодействие описывается законом всемирного тяготения. Этот закон был открыт Ньютоном в 1666 г.. Он гласит, что сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделёнными расстоянием R, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними — то есть: Здесь G — гравитационная постоянная, равная м³/(кг с²).

На поверхности Земли сила тяжести равна: F=mg

Модуль ускорения свободного падения, равен приближенно 9,8 м/с^2.

Понятие Вес тела определяется как сила, с которой тело давит на опору или подвес в результате гравитационного притяжения к планете.

Единица измерения веса в СИ — ньютон

Вес в инерциальной системе отсчёта вес тела совпадает с силой тяжести, следовательно: P=mg

При движении системы тело — опора (или подвес) относительно инерциальной системы отсчёта с ускорением a вес перестаёт совпадать с силой тяжести: P=m(g-a)

невесомость наступает при удалении тела от притягивающего объекта, либо когда тело находится в свободном падении, то есть g-a=0

Электростатический потенциал — скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию поля, которой обладает единичный заряд, помещённый в данную точку поля. Единицей измерения потенциала является, таким образом, единица измерения работы, деленная на единицу измерения заряда.

Электростатический потенциал равен отношению потенциальной энергии взаимодействия заряда с полем к величине этого заряда:

В ситеме СИ - вольт (В)

Напряжённость электрического поля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда q:

в системе СИ — в Ньютонах на Кулон или в Вольтах на метр

Напряжённость электростатического поля E и потенциал связаны соотношением:

Принцип суперпозиции —результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть просто сумма результатов воздействия каждой из сил.

Принцип суперпозиции в электростатике - электростатический потенциал, создаваемый в данной точке системой зарядов, есть сумма потенциалов отдельных зарядов.

Космическая скорость (первая v1, вторая v2, третья v3 и четвёртая v4) — это минимальная скорость, при которой какое-либо тело в свободном движении с поверхности небесного тела сможет:

v1 — стать спутником небесного тела (то есть способность вращаться по орбите вокруг НТ и не падать на поверхность НТ).

v2 — преодолеть гравитационное притяжение небесного тела.

v3 — покинуть звёздную систему, преодолев притяжение звезды.

v4 — покинуть галактику, преодолев притяжение сверхмассивной черной дыры.

№10

Принцип относительности — фундаментальный физический принцип, согласно которому все физические процессы в инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.

Отсюда следует, что все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчёта.

Различают принцип относительности Эйнштейна (который приведён выше) и принцип относительности Галилея, который утверждает то же самое, но не для всех законов природы, а только для законов классической механики.

Преобразования Галилея — в классической механике (механике Ньютона) преобразования координат и времени при переходе от одной инерциальной системы отсчет к другой.

Преобразования Галилея подразумевают одинаковость времени во всех системах отсчета («абсолютное время») и выполнение принципа относительности (принцип относительности Галилея).

Преобразования Галилея являются предельным (частным) случаем преобразований Лоренца для скоростей, малых по сравнению со скоростью света в пустоте и в ограниченном объёме пространства. Для скоростей вплоть до порядка скоростей движения планет в Солнечной системе (и даже больших), преобразования Галилея приближенно верны с очень большой точностью.

#11.Специальная теория относительности часто называется также релятивистской теорией, а специфические явления, описываемые этой теорией,-релятивистскими эффектами.

В основе специальной теории относительности лежат постулаты Эйнштейна,сформулированные им в 1905 г.

I.Принцип относительности: никакие опыты (механические, электрические, оптические), проведенные внутри данной инерциальной системы отсчета, не дают возможности обнаружить, покоится ли эта система или движется равномерно и прямолинейно; все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчета к другой.

II. Принцип инвариантности скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета.

Первый постулат Эйнштейна утверждает, что физические законы инвариантны по отношению к выбору инерциальной системы отсчета, а уравнения, описывающие эти законы, одинаковы по форме во всех инерциальных системах отсчета. Согласно этому постулату, все инерциальные системы отсчета совершенно равноправны, т. е. явления (механические, электродинамические, оптические и др.) во всех инерциальных системах отсчета протекают одинаково.

Согласно второму постулату Эйнштейна, постоянство скорости света-фундаментальное свойство природы, которое констатируется как опытный факт.

Специальная теория относительности потребовала отказа от привычных представлений о пространстве и времени, принятых в классической механике, поскольку они противоречили принципу постоянства скорости света. Потеряло смысл не только абсолютное пространство, но и абсолютное время.

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЛОРЕНЦА имеют вид:K(система с корд x,y,z)

1.K->K’,(под знаком системы)x’=(x-ut)/корень1-b²;y’=y;z’=z;t’=(t-ux/c²)/корень из1-b²

2.K’->K, (под знаком системы)x=(x’+ut’)/корень1-b²;y=y’;z=z’;t=(t’+ux’/c²)/корень из1-b²;где b=u/c

Они связывают координаты и время в различных инерциальных системах отсчета. В приделе при c à к бесконечности, преобразования Лоренца переходят в преобразования Галилея. Различие в течение времени в разных инерциальных системах отсчета обусловлено существованием предельной скорости взаимодействий. При малых скоростях движений và0 преобразования Лоренца переходят в преобразования Галилея.

12.относительность расстояний.

x2’=(x2-vt)/(корень из(1-v^2/c^2)) ;

x1’= (x1-vt)/(корень из(1-v^2/c^2))

x2’- x1’= (x2- x1)/(корень из(1-v^2/c^2)).

Lo=L/(корень из(1-v^2/c^2)) или L=Lo * (корень из(1-v^2/c^2))

длина не является неизменной величиной, а зависит от скорости движения.

т.к. x2’= x1’, то t2-t1= (t2’-t1’)/(корень из(1-v^2/c^2)) или

τ = τ1’/(корень из(1-v^2/c^2)) замедление времени. Проявление релятивистской механики.

Релятивистский закон сложения скоростей. V’=Vo(+/-)V

V’ , Vo – скорости в инерциальной системе отсчёта

Vox=(dx’/dt’ + v)/(1+(v/c^2)(dx’/dt’) = (Vx’+ V)/(1+V* (Vo/c^2))

при сложении любых скоростей рез-т не превышает скорость света в вакууме, а сам свет распространяется с одинаковой скоростью с точки зрения любого наблюдателя.

Основной закон релятивистской динамики.

F=(d/dt)*(moV/(корень из(1-v^2/c^2))

или F=dp/dt , где p=mv=(mov)/(корень из(1-v^2/c^2)) – релятивистский импульс материальной точки.

13.принцип относительности Эйнштейна. Следуя мысли, что все физические законы не должны меняться от преобразований Лоренца (т.е. должны иметь один и тот же вид во всех инерциальных системах отсчета), Эйнштейн пришел к выводу, что масса тел m должна возрастать по сравнению с массой покоя m0 вместе со скоростью их движения v: m=mo/(корень из(1-v^2/c^2)).

следствием специальной теории относительности, является, полученная Эйнштейном связь массы тела с его энергией: E=(mo*c^2)/(корень из(1-v^2/c^2)). Eo=mo*c^2. энергия тела всегда пропорциональна его массе. Изменение энергии тела всегда приводит к изменению его массы. ΔE Δm.

14.Любое нагретое тело излучает электромагнитные волны. Чем выше температура тела, тем более короткие волны оно испускает. Тело, находящееся в термодинамическом равновесии со своим излучением, называют абсолютно черным (АЧТ). Излучение абсолютно черного тела зависит только от его температуры. В 1900 году Макс Планк вывел формулу, по которой при заданной температуре абсолютно черного тела можно рассчитать величину интенсивности его излучения.

Австрийскими физиками Стефаном и Больцманом был установлен закон, выражающий количественное соотношение между полной излучательной способностью и температурой черного тела:

ε = σT4.

Этот закон носит название закон Стефана–Больцмана. Константа σ = 5,67∙10^–8 Вт/(м²∙К⁴) получила название постоянной Стефана–Больцмана.

Все планковские кривые имеют заметно выраженный максимум, приходящийся на длину волны

Этот закон получил название закон Вина. Так, для Солнца Т₀ = 5 800 К, и максимум приходится на длину волны λ_max ≈ 500 нм, что соответствует зеленому цвету в оптическом диапазоне.

С увеличением температуры максимум излучения абсолютно черного тела сдвигается в коротковолновую часть спектра. Более горячая звезда излучает большую часть энергии в ультрафиолетовом диапазоне, менее горячая – в инфракрасном.

Закон Кирхгофа. Отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности не зависит от природы тела; оно является для всех тел универсальной функцией частоты (длины волны) и температуры (закон Кирхгофа):

Из закона Кирхгофа вытекает, что спектральная плотность энергетической светимости любого тела в любой области спектра всегда меньше спектральной плотности энергетической светимости черного тела (при одинаковых значениях Т и n), так как  и поэтому   Кроме того, из (7.1) видно, что если тело при данной температуре Т не поглощает электромагнитные волны в интервале частот от n до n+dn, то оно их в этом интервале частот при температуре Т и не излучает, так как   и 

Используя формулу (7.1), выражение для энергетической светимости тела можно записать в виде:

3. Формула Релея-Джинса.

Релей и Джинс, исходя из классической теории о равном распределении энергии по степеням свободы, и представляя тело как набор осцилляторов, получили следующую формулу для испускательной способности АЧТ

,(8)

где k - постоянная Больцмана, kT -энергия колебаний осцилляторов на длине волны .

Формула (8) удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными лишь при больших длинах волн (см. рис. 2, штриховую кривую) и резко расходится с опытом для малых длин волн:   при 0. Этот результат, получивший название ультрафиолетовой катастрофы, находится в противоречии с опытом.

15.Формула Планка — выражение для спектральной плотности мощности излучения абсолютно чёрного тела, которое было получено Максом Планком. Электромагнитное излучение испускается в виде отдельных порций энергии (квантов), величина которых связана с частотой излучения выражением: ε= *ν = ( *с)/λ. Энергия излучаемого объекта пропорциональна излучаемости. = 1.054×10⁻³⁴ Дж·с – постоянная Планка.

16. Корпускулярно-волновой дуализм – свойство любой микрочастицы обнаруживать признаки частицы и волны. Наиболее ярко корпускулярно-волновой дуализм проявляется у элементарных частиц. Электрон, нейтрон, фотон в одних условиях ведут себя как хорошо локализованные в пространстве материальные объекты (частицы), двигающиеся с определёнными энергиями и импульсами по классическим траекториям, а в других – как волны, что проявляется в их способности к интерференции и дифракции. Так электромагнитная волна, рассеиваясь на свободных электронах, ведёт себя как поток отдельных частиц – фотонов, являющихся квантами электромагнитного поля (Комптона эффект), причём импульс фотона даётся формулой р = h/ , где   – длина электромагнитной волны, а h – постоянная Планка. Эта формула сама по себе – свидетельство дуализма. В ней слева – импульс отдельной частицы (фотона), а справа – длина волны фотона.      Дуализм электронов, которые мы привыкли считать частицами, проявляется в том, что при отражении от поверхности монокристалла наблюдается дифракционная картина, что является проявлением волновых свойств электронов. Количественная связь между корпускулярными и волновыми характеристиками электрона та же, что и для фотона: р = h/  (р – импульс электрона, а   – его длина волны де Бройля).  Корпускулярно-волновой дуализм лежит в основе квантовой физики.

Луи де Бройль высказал смелое предположение, что корпускулярно-волновым дуализмом обладают все микрочастицы, что и подтвердилось экспериментально, они подчиняются формуле:

l=h/mV (1), где l - длина волны частицы, h – постоянная Планка, m – масса частицы, V – скорость ее движения.

17.Соотношение неопределенностей Гейзенберга и волновые свойства микрочастиц. Наборы одновременно измеримых величин.

В классической механике всякая частица движется по определенной траектории, поэтому в любой момент времени можно точно определить ее координаты и импульс. В квантовой механике из-за наличия волновых свойств у микрочастиц нельзя говорить об определенной траектории движения и одновременно с одинаковой точностью определить координату и импульс микрочастицы.

1. - соотношение неопределенностей Гейзенберга, где - неточность в определении импульса, - неточность в определении координаты, .

В этом виде соотношение неопределенности используется для определения размеров атома.

2. Если заменить , то , где - неточность в определении скорости.

В этом виде соотношение неопределенности используется для определения границ применимости классической механики.

- классическая механика, - квантовая механика.

3. Если записать ; - подставим в 2, получим

В этом виде соотношение неопределенности Гейзенберга используется для определения разброса частот: .

Измеряя ширину спектральных линий можно определить время существования атома в возбужденном состоянии.

Если применить соотношение Гейзенберга для макрочастиц, т.е. частиц с большой массой, то для них и будут очень малы, но для макрочастиц не надо учитывать волновые свойства и для них одновременно могут быть измерены координата и скорость достаточно точно.

В качестве критерия применимости законов классической механики для описания движения микрочастиц рассмотрим пример соотношения неопределенностей для двух случаев.

1. Движение электрона внутри атома.

, где , . Тогда

- необходима квантовая механика.

2. Движение электронов вне атома.

, где , где , Тогда

- необходима классическая механика.