Cтраница 1
Изучение микромира при помощи электронного микроскопа наталкивается еще на одно препятствие. Рассеяние электронов в очень маленьких частицах, состоящих к тому же из неплотного вещества, мало чем отличается от рассеяния электронов в участках пленки, окружающих частицы. А ведь принцип действия в нашем микроскопе именно и строится на этой разности. [1]
При изучении микромира сначала применяли понятия и законы, введенные и установленные для макроскопических тел. Электрон, например, рассматривался как твердый или деформируемый шарик, по объему которого распределен электрический заряд. Считалось, что поведение электрона управляется теми же законами механики и электродинамики, которые были экспериментально установлены для макроскопических электрически заряженных тел; что все понятия и законы макроскопической физики применимы и имеют смысл для тел сколь угодно малых размеров и сколь угодно малых промежутков времени; что для понимания явлений микромира не требуется новых понятий и законов, помимо тех, которыми располагает макроскопическая физика, т.е. микромир рассматривался просто как уменьшенная копия макромира. Такой подход к изучению явлений природы и теории, основанные на нем, называются классическими. [2]
При изучении микромира физики сначала применяли понятия и законы, введенные и установленные для макроскопических тел. Электрон, например, рассматривался как твердый или деформируемый шарик, по объему которого как-то распределен электрический заряд. [3]
Вычисление средних имеет важное значение при изучении микромира. Когда в рассматриваемом состоянии физическая величина не имеет определенного значения, среднее значение в какой-то мере характеризует состояние. [4]
Вопрос о применимости или неприменимости классического подхода к изучению микромира не может быть решен умозрительно. На этот вопрос может ответить только опыт. Опыты показали, что классический подход к изучению явлений микромира не применим, или, точнее, его применимость к этому кругу явлений ограничена. Адекватное описание явлений микромира ( применимое, конечно, также в каких-то пределах) дает квантовая механика, существенно отличающаяся от механики классической. Квантовая механика вводит радикальные изменения в наши представления о движении. Так, классическая артина движения частицы вдоль траектории, в каждой точке которой частица имеет определенную скорость, в общем случае не применима при описании движения микрочастиц. Движение в микромире является более сложной формой движения, чем механическое перемещение тел в пространстве. Вообще, описание явлений в квантовой механике лишено наглядности в том смысле, что здесь требуются принципиально новые представления и понятия, не сводимые к привычным представлениям и понятиям, возникшим при изучении макроскопических объектов. Поскольку наш курс механики посвящен изучению движения макроскопических тел, нет необходимости останавливаться на дальнейшей характеристике квантовой механики. Достаточно указать границы применимости понятий и законов, которыми мы будем пользоваться. [5]
Вопрос о применимости или неприменимости классического подхода к изучению микромира не может быть решен умозрительно. На этот вопрос может ответить только опыт. [6]
Развитие наших представлений о законах движения материи оказалось тесно связанным с изучением микромира. [7]
Обычное изображение столь малых цифр, с которыми приходится иметь дело при изучении микромира, является громоздким и неудобным. Поэтому в этих случаях для сокращения записи таких чисел, как, например, 1 / 1 000000, пишут Ю-6, что означает единицу, деленную на единицу с шестью нулями. [8]
Второй, совершенно новой и не известной из классики особенностью, раскрытой и обнаруженной в объективной действительности благодаря изучению микромира, является принцип Паули, или принцип антисимметрии волновых функций, который в общих чертах сводится к тому, что два электрона в системе не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии. [9]
Сам он считает, что его философия - особая, она выработана группой ведущих физиков при решении гносеологических проблем, поставленных физикой в период, когда она переходила к изучению микромира. С точки зрения Борна, эта философия - не материализм, а реализм. Ее сущность нигде не сформулирована. Но, по-видимому, характерным для нее является признание физической реальности вне человека; оценка опыта как единственного источника наших знаний; признание случайности в качестве основной формы взаимосвязи, и, как результат этого, признание статистической закономерности в качестве единственной формы закономерности; принцип дополнительности как метод совмещения противоречивых понятий, которыми мы вынуждены оперировать. [10]
Суть столь глубокого различия между определениями состояния в классической и квантовой области заключается в том, что в классических концепциях не существовало никакого абсолютного мерила малости. Изучение микромира открыло существование ряда атомных констант, дающих такое мерило: элементарный заряд е, элементарная масса электрона и позитрона ц, массы простейших тяжелых частиц протона тр и нейтрона т, постоянную Планка h и другие. [11]
Для повторения и углубления имеющихся у учащихся сведений о молекулах и их свойствах вначале решают задачи, подобные рассмотренным в главе 4, с учетом знаний, полученных учащимися в VII-VIII классах. Далее основное внимание уделяют задачам, дающим понятие о методах изучения микромира и его закономерностях. [12]
Другое ограничение, и притом не только ньютоновской, но и релятивистской макроскопической механики, было получено в результате изучения микромира - мира атомов, молекул, электронов и пр. [13]
Современные научные исследования предъявляют все более высокие требования к точности проводимых измерений. Несмотря на то, что точность измерений всегда была первостепенной задачей метрологии, исследования последнего времени, связанные с изучением микромира, освоением космического пространства, созданием, прецизионных устройств различного назначения, бурное развитие микроэлектроники, требуют проведения особо точных измерений. [14]
С точки зрения физики, все происходящие явления есть результат проявления взаимодействия тел, при этом под последними понимаются как космические объекты, так и элементарные частицы. В этом смысле Ньютон ввел в науку гравитационное взаимодействие, девятнадцатый век - электромагнитные взаимодействия, двадцатый век, век изучения микромира, открыл для нас сильные ( ядерные) и слабые взаимодействия. [15]