Презентация Основные концепции неклассического естествознания онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Основные концепции неклассического естествознания абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 28 слайдов. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Презентации » Образование » Основные концепции неклассического естествознания
Оцените!
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:28 слайдов
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:167.50 kB
- Просмотров:73
- Скачиваний:0
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№2 слайд
Содержание слайда: Корпускулярно-волновой дуализм
Микрочастицы представляют собой образования особого рода, сочетающие в себе свойства и частицы, и волны.
Противоречие с классической физикой: отличие частицы от волны заключается в том, что она всегда обнаруживается как неделимое целое, в то же время волну можно разделить на части (пример - дифракция электрона).
№3 слайд
Содержание слайда: Принцип неопределенности
Любая микрочастица не может иметь одновременно точных значений координаты и импульса
p x h/2
и энергии и времени
E t h/2
Эти соотношения называются соотношениями неопределенности.
Принцип неопределенности Гайзенберга (1927 г.).
произведение неопределенностей двух сопряженных переменных не может быть по порядку величины меньше постоянной Планка.
№4 слайд
Содержание слайда: Принцип неопределенности
Соотношение неопределенностей является предпосылкой недетерминистского статистического описания микрообъектов. Оно отражает вероятностный характер поведения микрочастиц, в результате чего вместо классической траектории для микрочастицы следует использовать распределения вероятности обнаружения частицы в разных точках пространства.
Соотношение неопределенностей является конкретным выражением более общего положения – принципа дополнительности Бора.
№5 слайд
Содержание слайда: Принцип дополнительности Бора
При экспериментальном исследовании микрообъекта могут быть получены точные данные либо о его энергиях и импульсах, либо о поведении в пространстве и времени. Эти две взаимоисключающие картины – энергетически-импульсная и пространственно-временная, -получаемые при взаимодействии объекта с соответствующими макроскопическими измерительными приборами, дополняют друг друга.
№6 слайд
Содержание слайда: Принцип дополнительности Бора
Всякое истинно глубокое явление природы не может быть однозначно определено c помощью одного понятия, а требует для своего определения по крайней мер двух взаимоисключающих дополнительных понятий.
На вопрос, какое понятие дополнительно к понятию истинности, Бор ответил: «ясность».
№7 слайд
Содержание слайда: Неклассическая концепция измерения
В микромере ни один объект не является полностью независимым. Состояние микрообъекта чувствительно к любому неконтролируемому воздействию порядка кванта действия (постоянной Планка). Это выражается в неклассической концепции неконтролируемого и неустранимого случайного воздействия окружения.
Прибор является макроскопическим окружением для микрообъекта и сам является источником некоторого состояния микрообъекта, которое обнаруживается в измерении.
№8 слайд
Содержание слайда: Неклассическая концепция измерения
Соотношение неопределенностей ограничивает экспериментально достижимую точность измерения характеристик квантовых объектов. При точном измерении координаты микрочастицы ее импульс благодаря взаимодействию с макроскопическим измерительным прибором претерпевает неконтролируемое изменение.
Речь идет не о погрешности измерения, а о принципиальном ограничении на информацию о квантовом объекте, выраженную языком классической физики.
№9 слайд
Содержание слайда: Концепция моделирования состояния
В классическом подходе к описанию природы моделируется сам объект с помощью его установленных характеристик.
В квантовой механике моделируется не сам объект, а его состояние, которое задается вероятностями тех или иных значений характеристик микрообъекта.
Недетерминистский статистический подход к описания микрообъектов.
№10 слайд
Содержание слайда: Методологическая роль квантовой механики
Невозможность ограничиться наглядными образами и простыми механистическими моделями, когда мы выходим за рамки повседневного опыта;
В природе приоритетную роль играют вероятностные, статистические законы; закономерности динамического типа носят подчиненный характер;
Мы пытаемся представить цельный, но не представимый из-за своей многомерности микрообъект, изучая его отдельные, но воспринимаемые нами проекции, дополняя одну проекцию другими (принцип дополнительности).
№11 слайд
Содержание слайда: Неклассическая стратегия научного мышления
Признание случайности фундаментальным свойством природы;
Отказ от логики «или-или» в пользу логики «и-и» (электрон может обладать и волновыми, и корпускулярными свойствами и находиться одновременно в разных местах);
Невозможность экранирования исследователя от объекта изучения (электрон обнаруживает волновые или корпускулярные свойства в зависимости от выбранной исследователем аппаратуры для наблюдения);
Неклассическая рациональность воспринимает объективность с учетом взаимоотношения исследователя и системы, не разрушая представлений об объективности научного знания,
№12 слайд
Содержание слайда: Физика атомного ядра
Ядро простейшего атома – атома водорода – состоит из одного протона. Ядра всех остальных атомов состоят их двух видов частиц – протонов и нейтронов – которые называются нуклонами.
Протон (p)обладает зарядом +е и массой m=1.67*
10-27 кг , Е0= 938,28 МэВ, mp=938.28 МэВ/с2. Для сравнения масса покоя электрона mе=0.511 МэВ, следовательно, mp= 1836 mе.
Нейтрон (n) не обладает зарядом, m=1.68*10-27 кг , Е0= 939,57 МэВ.
У протона и нейтрона спин равен ½.
№13 слайд
Содержание слайда: Физика атомного ядра
В свободном состоянии нейтрон нестабилен (радиоактивен), он самопроизвольно распадается и превращается в протон, испуская электрон (е-) и антинейтрино (*).
Период полураспада, т.е. время, за которое распадается половина первоначального количества нейтронов, равен примерно 16 мин.
Схему распада можно написать следующим образом
n p + e- + * .
Масса нейтрона превышает суммарную массу частиц в правой части схемы распада на 1.5 mе ( масса нейтрино равна нулю), следовательно, энергия 0.78 МэВ выделяется при распаде нейтрона в виде кинетической энергии образующихся частиц.
№14 слайд
Содержание слайда: Характеристики атомного ядра
зарядовое число Z равно количеству протонов, входящих в состав ядра. Z определяет заряд ядра, который равен +Ze, а также номер химического элемента в периодической системе Менделеева.
Число нуклонов ( т.е. суммарное число протонов и нейтронов) в ядре обозначается буквой А и называется массовым числом ядра.
Для обозначения ядер применяется символ ZAX, где под X подразумевается химический символ данного элемента.
Ядра с одинаковыми Z, но разными А называются изотопами (водород имеет три изотопа)
№15 слайд
Содержание слайда: Масса и энергия связи ядер
Масса ядра всегда меньше суммы масс входящих в него частиц. Это обусловлено тем, что при объединении нуклонов в ядро выделяется энергия связи нуклонов друг с другом.
Есв = с2 { [ Zmp+ (A – Z ) mn ] – mя }.
Энергия связи в ядре атома гелия:
Есв=(2*938.3+2*939.6)-3726.028 МэВ
Энергия связи, приходящаяся на один нуклон Есв / А, называется удельной энергией связи нуклонов в ядре.
Ядерные взаимодействия называются сильными
№17 слайд
Содержание слайда: Деление тяжелых ядер
В 1938 г. немецкие физики О.Ган и Ф.Штрассман обнаружили, что при облучении урана нейтронами образуются элементы из середины периодической системы. Один из возможных путей деления
92 235U + n 55 140Cs + 37 93Rb +2n
с последующими превращениями осколков деления. Испускание при делении ядер U и Pt нескольких нейтронов делает возможным осуществление цепной реакции.
Процесс деления ядер урана или плутония под действием захватываемых ядрами нейтронов лежит в основе действия ядерных реакторов и атомной бомбы.
№18 слайд
Содержание слайда: Термоядерный синтез
Для слияния легких ядер они должны подойти друг к другу на весьма близкое расстояние
( 10-13 м ).
Для преодоления кулоновского отталкивания ядра должны иметь очень большую кинетическую энергию, соответствующую температурам порядка нескольких миллионов Кельвинов.
12d + 13H 24He + n
Процесс синтеза легких ядер называется термоядерной реакцией. Термоядерные реакции протекают в недрах Солнца и других звезд (земных условиях - при взрывах водородных бомб).
№19 слайд
Содержание слайда: Радиоактивные излучения
-лучи представляют собой поток ядер 24Не. Примером может служить распад изотопа урана 92238U 90234Tr + 24Не.
Существует три разновидности -распада: испускание электрона (распад нейтрона), позитрона или захват ядром одного из электронов К-оболочки.
При -распаде имеют место слабые взаимодействия частиц .
При исследовании -распада было обнаружено нарушение закона сохранения энергии, что и привело к предположению о существовании новой частицы (нейтрино) , для которой заряд и масса равны нулю.
№20 слайд
Содержание слайда: Фундаментальные взаимодействия
сильное взаимодействие, обеспечивает связь нуклонов в ядре, имеет радиус действия порядка 10-13 м;
электромагнитное взаимодействие, радиус действия не ограничен;
слабое взаимодействие, ответственно за все виды -распада и некоторые другие распады элементарных частиц, короткодействующее;
гравитационное взаимодействие, универсальное, радиус действия не ограничен.
№21 слайд
Содержание слайда: Элементарные частицы
фотон – квант эл.магн. поля, участвует в электромагнитных взаимодействиях;
лептоны – участвуют в слабых взаимодействиях, заряженные лептоны также участвуют в эл.магн. взаимодействиях. Все лептоны имеют спин, равный ½ и т.н. лептонный заряд. (e, , ,).
адроны – участвуют в сильных взаимодействиях
мезоны – нестабильные частицы, спин равен 0;
(+,-,0, +, -, 0, 0*, ).
барионы делятся на нуклоны ( р, n ) и гипероны ( , -, 0, +, 0, -, -). Спин равен ½ . Кроме протона, все барионы нестабильны, обладают специфическим свойством, называемым барионным зарядом, который подчиняется закону сохранения.
№22 слайд
Содержание слайда: Частицы и античастицы
П.Дирак записал релятивистское квантово-механическое уравнение.
Из уравнения Дирака следует, что полная энергия свободного электрона может принимать не только положительные, но и отрицательные значения
E = (p2c2 + m2c4).
Между положительным значением ( mc2 ) и отрицательным ( -mc2 ) лежит область энергий, которая не может реализоваться.
В классической механике область возможных отрицательных энергий отбрасывается как недостижимая.
№23 слайд
Содержание слайда: Частицы и античастицы
В квантовой механике энергия частицы может изменяться не только непрерывно, но и скачком, поэтому существование запрещенной зоны не может воспрепятствовать частице перейти в состояние с отрицательной энергией ( и следовательно, с отрицательной массой).
Согласно Дираку, вакуум – это такое состояние, в котором все имеющиеся уровни с отрицательной энергией уже заняты электронами, а уровни с положительными энергиями свободны.
№24 слайд
Содержание слайда: Частицы и античастицы
Если одному из электронов сообщить энергию Е 2mec2, то электрон перейдет в «обычное» состояние с положительной энергией, а образовавшаяся вакансия должна вести себя как электрон с положительным зарядом (отсутствие частицы с отрицательным зарядом и отрицательной массой может восприниматься как частица с положительным зарядом и положительной массой).
Первая из предсказанных теоретически частиц - позитрон.
№25 слайд
Содержание слайда: Частицы и античастицы
Позитрон был обнаружен в 1932 г. Андерсоном в составе космических лучей.
При встрече электрона с позитроном происходит аннигиляция: частицы превращаются в два (или три) -кванта
e+ + e- +
Рождение электрон-позитронной пары возможно, если энергия -кванта превышает 2mec2 = 1.02 МэВ. Для выполнения законов сохранения импульса в процессе рождения пары должна присутствовать еще одна частица (ядро), которая воспринимает избыток импульса
+ X X + e+ + e-
№26 слайд
Содержание слайда: Вакуум
Решение уравнения Шредингера приводит к квантованию энергии, при этом минимально возможная энергия не равна нулю. Квантовый объект с минимальной энергией находится в состоянии нулевых колебаний. Нулевые колебания являются фундаментальным свойством всех квантовых систем вплоть до физического вакуума.
В квантовой теории поля вакуум представляется не пустотой, а нулевым состоянием квантовых полей.
Флуктуации вакуума проявляются как непрерывный процесс рождения и исчезновения виртуальных частиц.
Под действие достаточно сильных полей виртуальные частицы могут превращаться в реальные.
№27 слайд
Содержание слайда: Кварки
В 1964 Гелл-Манн выдвинул гипотезу, согласно которой все элементарные частицы построены из трех частиц, называемых кварками. Этим частицам приписываются дробные квантовые числа, дробный электрический заряд и цвет (желтый, синий, красный)
U (up) q=+2/3 B=1/3 S=0
D (down) q=-1/3 B=1/3 S=0
S (strange) q=-1/3 B=1/3 S=1
Мезоны образуются из пары кварк-антикварк, а барионы – из трех кварков (p = uud, n = udd)
Глюоны – частицы, являющиеся переносчиками взаимодействия между кварками.
На данный момент можно считать элементарными лептоны, кварки, а также частицы, обеспечивающие четыре фундаментальных взаимодействия (гравитон, фотон, W и Z бозоны, глюоны).
№28 слайд
Содержание слайда: Попытки Великого объединения
Эйнштейн пытался единым образом описать гравитационное и эл.магн. взаимодействие;
В конце 70 г. ХХ века Вайнберг и Салам создали теория электрослабых взаимодействий;
Предполагается, что цепочка материальных структур ( атом, ядро, адрон, кварк…) базируется на объектах принципиально иной природы – протяженных образованиях размером 10-33 см, т.н. суперструнах.
М- теория (mystery) имеет перспективы свести четыре фундаментальных взаимодействия к одному – т.н. Суперсиле. М- теория оперирует в 12-мерном пространством.
Скачать все slide презентации Основные концепции неклассического естествознания одним архивом:
-
Классическое естествознание основные концепции
-
Рост и развитие научного знания: основные концепции Горбатов В. В.
-
Лекция 3 КОНЦЕПЦИЯ ЛОГИСТИКИ План 1. Концепция логистики и её основные положения 2. Основные цели и задачи логистики 3. Парадигмы
-
Суть и основные задачи реализации концепции профильного обучения в старшей школе А. А. Пинский Рамочный доклад
-
Лекция 1 Концепции современного естествознания Ерофеева Галина Васильевна
-
Концепции современного естествознания (КСЕ) Тема 1. Естествознание как феномен культуры Литература: В. П. Бондарев КСЕ. М,2003.
-
Тема: Культура как целостная система: основные концепции Подготовила студентка II курса ФТД, гр. Т-092 Тетеревенкова Екатерина
-
ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ Подготовили: Доценко Юлия Тс01/1301 Опутина Анна Тс01/1301
-
Синтетическая теория эволюции и концепция эволюции. Основные определения. Выполнила студентка группы ю-103 Мятлик Елена.
-
Тема 2 ЕКОНОМІЧНІ ТЕОРІЇ ТА БАЗИСНІ ІНСТИТУТИ НАЦІОНАЛЬНОЇ ЕКОНОМІКИ План Основні теоретичні концепції формування націона&s