ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ ИНСТИТУТ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ Курсовая работа По дисциплине: Концепции современного естествознания Кафедра: Естествознания Тема: Основные квантово-механические принципы Руководитель профессор Карпенков С.Х. Оценка Выполнил: Рудковский Ф.А. Группа: ФМ 3,5- 04/1 Москва, 2004 Содержание стр. Введение 1. Место квантовой механики среди других наук. 2. История развития квантовой механики. 1. Открытие явления фотоэффекта. 2. Опыт Резерфорда Ядерная модель атома. 3. Квантовые постулаты Бора. 4. Волновые свойства микрочастиц. Гипотеза де Бройля. 5. Дальнейшее развитие квантовой механики. 6.Матричная механика. Работы Гейзенберга. 3. Основные квантово-механические принципы. 1. Волны и вероятности. 2. Принцип дополнительности. 3. Основные положения современной квантовой механики. 4. Принцип неопределённости Гейзенберга. 5. Уравнение Шредингера. 4. Прикладной характер квантовой механики. 1. Строение Лазера. 2. Применение лазерных технологий. 5. Будущее квантовой механики. 23 Заключение. 27 Список литературы 29 Аннотация: В данной работе рассматривается одна из наиболее сложных для понимания (как простого человека так и профессионального учёного) наук – квантовая механика.
Приведена история формирования представлений о квантовых свойствах микрочастиц, обозначены основные принципы современной квантовой механики, приведён пример одного из многочисленных способов применения квантовых законов – лазеры.
В заключении предполагаются возможные варианты развития квантовых технологий и их применения.
Ведение. Квантовая механика, волновая механика – теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул, атомных ядер) и их систем (например, кристаллов), а также связь величин, характеризующих частицы и системы с физическими величинами, непосредственно измеряемыми в макроскопических опытах.
Законы квантовой механики составляют фундамент изучения строения вещества. Они позволили выяснить строение атомов, установить природу химической связи, объяснить периодическую систему элементов, понять строение ядер атомных, изучать свойства элементарных частиц.
Поскольку свойства макроскопических тел определяются движением и взаимодействием частиц, из которых они состоят, законы квантовой механики лежат в основе понимания большинства макроскопических явлений. Квантовая механика позволила, например, объяснить температурную зависимость и вычислить величину теплоёмкости газов и твёрдых тел, определить строение и понять многие свойства твёрдых тел (металлов, диэлектриков, полупроводников). Только на основе квантовой механики удалось последовательно объяснить такие явления, как ферромагнетизм, сверхтекучесть, сверхпроводимость, понять природу таких астрофизических объектов, как белые карлики, нейтронные звёзды, выяснить механизм протекания термоядерных реакций в Солнце и звёздах. Существуют также явления (например, Джозефсона эффект), в которых законы квантовой механики непосредственно Ряд крупнейших технических достижений 20 в. основан по существу на специфических законах квантовой механики.
Квантово-механические законы лежат в основе работы лазеров, ядерных реакторов, обусловливают возможность осуществления в земных условиях термоядерных реакций, проявляются в ряде явлений в металлах и полупроводниках, используемых в новейшей технике, и т.д. Фундамент такой бурно развивающейся области физики, как квантовая электроника, составляет квантово-механическая теория излучения, о которой речь пойдёт ниже. 1.
Место квантовой механики среди других наук. В начале 20 в. Эйнштейна. Для классической механики в целом характерно описание частиц путём зад... 2.
История развития квантовой механики . 1.
Открытие явления фотоэффекта. . Согласно этой модели, в центре атома располагается положительно заряже... Схема экспериментальной установки для изучения фотоэффекта. Так возникла ядерная модель атома.
Бор. Проанализировав всю совокупность опытных фактов, Бор пришел к выводу, ... Согласно первому постулату Бора, атом характеризуется системой энергет... Энергетические уровни атома и условное изображение процессов поглощени... Бор показал, что эта величина определяет также и движение электронов в...
Французский физик Л. Де Бройль утверждал, что не только фотоны, но и электроны и любые друг... В 1923 году произошло примечательное событие, которое в значительной с... Корпускулярные и волновые характеристики микрообъектов связаны такими ... .
Дальнейшая напряжённая разработка вопросов теории атома привела к убеж... 2.6. Борном и П. Иорданом. Так возникла матричная механика. В 1926 М.