Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Топ:
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Дисциплины:
2022-12-20 | 34 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Авароха: Продолжим нашу беседу, рассмотрев простой пример - камеру Вильсона. Как вы знаете, этот прибор представляет собой стеклянный сосуд, в который помещен кусочек радиоактивного материала. Если поддерживать влажность воздуха в камере на пределе насыщенности, то наблюдатель видит туманные (диффузные) треки, исходящие от радиоактивного вещества. Вы можете объяснить это явление?
Янтри: Разумеется. На примере этого несложного эксперимента студентам младших курсов демонстрируют явление радиоактивности. Находящиеся в камере распадающиеся радиоактивные атомы испускают элементарные частицы, движущиеся с большой скоростью. На своем пути частицы ионизируют воздух, на ионах конденсируются капельки воды, отмечая путь движения частиц видимыми туманными треками..
Аварха: При этом подразумевается, что известные ныне законы физики способны, по крайней мере, в принципе, полностью описать человека, наблюдающего за работой камеры.
Янтри: Да. Кончено, мы не должны забывать о том, что современная физика недетерминистична. Любое физическое описание неизбежно содержит элемент случайности. Мы понимаем, что случайность есть неотъемлемое свойство природы.
Авароха: Не могли бы вы привести пример?
Янтри: Вы сами только что привели типичный пример. Невозможно даже в принципе точно указать, в какой именно момент произойдет распад атома. Мы можем лишь указать вероятность того, что распад произойдет в течение данного временного интервала. Точно так же и напрвление вылета частицы высокой энергии является абсолютно случайным.
Авароха: И тем не менее, вы согласны с тем, что распад атома происходит в определенный момент времени и вызывает образование трека в конкретном направлении.
|
Янтри: Да, разумеется.
Авароха: Согласны ли вы также с тем, что, как только происходит это явление, человек воспринимает его как вполне определенное событие и что законы физики обязаны давать возможность исчерпывающим образом описать процессы, посредством которых происходит восприятие?
Янтри: Вы совершенно правы.
_______ Рис. 1 След в камере Вильсона, возникший в результате радиоактивного распада атома. Считается, что след возникает в результате пролета альфа-частицы, испущенной атомом радона, расположенным на картинке слева. (C. T. R. Wilson, Proc. Roy. Soc., London (A) 87, 277 (1912)
Авароха: Отлично. Давайте для простоты предположим, что в центре камеры находится один-единственный радиоактивный атом. Тогда в течение некоторого интервала времени наблюдатель не видит ничего, а затем в какой-то определенный момент появляется туманный трек, исходящий по прямой линии из центра камеры. Давайте подумаем, какие процессы внутри атома приводят к появлению туманного следа.
Кутарк: Мы можем легко и просто обяснить это явление действием квантовомеханического “туннельного" эффекта. Представим себе частицу, запертую в ядре атома потенциальным барьером такой высоты, что у частицы не хватает энергии, чтобы покинуть ядро. В согласии с квантовой теорией существует определенная вероятность того, что частица проникнет сквозь барьер, хотя с точки зрения классической физики это невозможно. Это и есть туннельный эффект, лежащий в основе явления радиоактивности.
Авароха: Подобные объяснения приходится слышать нередко, однако в квантовой механике эффект туннелирования не может быть описан через понятие локализованной частицы. Вместо этого применяется волновое описание. В нашем случае мы можем представить себе упомянутый вами потенциальный барьер в виде оболчки, изготовленной из полупрозрачного стекла. Попав в такую ловушку, свет вновь и вновь отражается от стенок оболочки, однако с каждым отражением какая-то его часть выходит за пределы ловушки. Точно так же можно представить себе процесс радиоактивного распада: волна, частично захваченная ядром, постепенно проникает наружу, однородно распространяясь во всех направлениях.
|
Кутарк: Вы правы: слово "частица" носит в квантовой механике скорее метафоричный характер. Для физического описания применяется понятие волны или, более обобщенно, "волнового вектора" в гильбертовом пространстве, которое можно определить математически самыми разными способами.
____ Рис. 2. Квантовомеханическая волна, описывающая испускание частицы ядром радиоактивного атома.
Янтри: Я так понимаю, что обсуждаемый вопрос связан с проблемой дуализма "волны и частицы", о которой так часто приходится слышать. Однако ваше утверждение выглядит несколько запутанным. Вы говорите, что радиоактивный распад объясняется в квантовой теории волновыми явлениями и что понятие "частица" используется метафорически. Я еще могу понять, каким образом частица оставляет четко определенный след, но мне неясно, как это может сделать волна, однородно распространяющаяся во всех направлениях.
Кутарк: Ответ очень прост. До сих пор мы рассматривали одну радиоактивную частицу. Для полного описания процессов, вызывающих появление диффузного трека, мы обязаны включить в рассматриваемую систему атомы воздуха, находящиеся в камере. Мы должны также принять во внимание взаимодействия этих атомов с нашей частицей. Проделав это, вы увидите, что вектор состояния системы полностью и точно описывает процесс возникновения следа. Однако в такой ситуации мы уже не сможем называть вектор состояния волновым; теперь он представляет собой гораздо более сложную математическую конструкцию.
Что же в действительности
|
|
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!