Темы рефератов по квантовой физике
Обновлено: 05.07.2024
История наук как раздел культуры. Значение истории науки и изучение развития знаний для восстановления диалектики научного прогресса.
Значение изучения биографии ученых. Роль истории физики в формировании мировоззрения. История взаимосвязи физики с другими науками.
Тема 1. ФИЗИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ ЭПОХИ АНТИЧНОСТИ
Познание мира в древней культуре. Первые натурфилософские учения древней Греции. Концепция атомистики. Физическое учение Платона. Аристотельская физика. Статика и гидростатика Архимеда. Оптика Евклида и Птолемея. Роль физических концепций античности в развитии физики.
Тема 2. ФИЗИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ
Социокультурные особенности развития науки в эпоху средневековья. Основные физические цели средневековья.
Тема 3. ФИЗИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ ЭПОХИ ВОЗРОЖДЕНИЯ
Влияние потребностей практики и инженерии на развитие физики. Экспериментальные физические исследования Леонардо да Винчи. Влияние гелиоцентрической концепции Н.Коперника на развитие физики.
Тема 4. ФИЗИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ XII - XVIII ВВ
Особенности периода начала Нового времени. Механика Г.Галилея и начало критики аристотелевской физики. Особенности картезианской физики. Разработка основ классической физики. Физическая концепция И. Ньютона как итог развития опытного естествознания. Законы классической механики. Ньютоновская концепция пространства и времен Закон всемирного тяготения. Формирование механической картины мира. Корпускулярная и волновая концепции света. Принципы минимального времени П.Ферма и наименьшего действия П.Мопертюи. Особенности физических концепций XVIII века. Теория теплорода и механическая концепция теплоты. Концепция единого универсального взаимодействия частиц вещества Р.Бошковича.
Тема 5. ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ КЛАССИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ XIX ВЕКА
Становление классического естествознания. Волновая концепция света О.Френеля. Концепции классической электродинамики. Электромагнитное поле Максвелла и эфир. Молекулярно-кинетическая концепция тепловых процессов. Концепции классической термодинамики. Первое начало термодинамики. Второе начало термодинамики. Третье начало термодинамики. Возникновение предпосылок атомной и ядерной физики.
Тема 6. ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ ФИЗИКИ ХХ ВЕКА
Революция в физике. Теория относительности Кризис классических представлений о пространстве и времени. Специальная теория относительности. Общая теория относительности. Квантовая теория. Предпосылки квантовой теории. Принцип соответствия. Волновая механика Квантовая (матричная) механика. Принцип неопределенности. Интерпретации квантовой теории. Принцип дополнительности. Квантовая статистика Квантовая теория поля. Концепции физики атомных и ядерных процессов. Модели атома. Структура атомного ядра. Процессы ядерного превращения. Концепции физики элементарных частиц. Современный статус понятия. Элементарной частицы. Современные представления о характере фундаментальных физических взаимодействий и типах элементарных частиц. Связь принципов симметрии физической системы и законов сохранения (теорема Э.Нетер) Концепции объединения физики.
Какова тенденция развития современной физики.
1. История законов сохранения в физике.
2. История развития взглядов на физическое пространство.
3. История развития представлений о времени.
4. Развитие представлений на природу света.
5. Физика и математика.
6. История открытия электрона. Разработка методов измерения заряда и массы электрона.
7. Наука в России в XVIII-XIX вв.
8. Наука в России в ХХ в.
9. Труды Больцмана и современная физика.
10. Польза и уроки истории физики.
11. Роберт Гук и его исследования по физической оптике.
12. Роберт Вуд и его эксперименты по физической оптике.
13. История открытия электромагнитных волн.
14. Общая характеристика античной науки.
15. Развитие теоретической физики советскими учеными.
16. Наука арабских и среднеазиатских народов в средние века.
17. Возникновение и развитие экспериментального и математического методов. Галилей, Бэкон, Декарт.
18. Развитие ядерной физики в 1919-1938 гг.
19. Открытие сверхтекучести и сверхпроводимости. Перспективы.
20. История развития исследований по полупроводникам, их применений в технике.
21. О роли личности в развитии физики на примере научных биографий великих ученых.
22. О влиянии физики на естествознание.
23. История физических научных школ в России.
24. История мировых физических научных школ.
25. Влияние физики на развитие техники и технологии.
26. Физика в образовании: место, роль, перспектива.
27. Мировые физические центры и лаборатории.
28. История международных физических конференций и съездов.
29. Технический прогресс и физика в историческом контексте.
30. Энергетика и физика: история, современное состояние и перспектива.
31. Взаимовлияние физики и философии.
32. Концепция симметрии в физике.
33. Физика в общественном сознании на различных этапах развития культуры.
34. Физика как феномен культуры.
35. История законов сохранения и их роль в развитии физики.
36. История космогонической гипотезы Канта.
37. Развитие взглядов на физическое пространство и роль математики.
38. История развития представлений о времени. Проблемы измерения времени.
39. История создания атомной бомбы.
40. Периодическая система элементов и ее значимость для физики.
41. Эволюция астрономии и астрофизики.
42. Создание квантовой теории света: роль Планка и Эйнштейна.
43. Развитие физики в Московском университете на рубеже XIX - XX веков. Значение школ Столетова и Лебедева.
44. Космогония Больцмана и бесконечность Вселенной во времени и пространстве. Развитие представлений до наших дней.
45. Геометрия и физика.
46. Физика в научно-популярной литературе.
47. Архимед, Галилей, Ньютон - их методы выбора изучения мира.
1. Ампер А. Электродинамика. - М.: Изд-во АН СССР, 1954.
2. Аристотель. Сочинения. В 4 т. - Т. 3. - М.: Изд-во АН СССР, 1957.
3. Архимед. Сочинения. - М.: Физматгиз, 1962.
4. Больцман Л. Статьи и речи. - М.: Наука, 1970.
5. Вавилов С.И. Исаак Ньютон: Научная биография и статьи. - М.: Изд-во АН СССР, 1961.
6. Вернардский В.И. Избранные труды по истории науки. - М.: Наука, 1981.
7. Всеобщая история химии. Становление химии как науки. - М.: Наука, 1983.
8. Галилей Г. Избранные труды. В 2 т. - М.: Наука, 1964.
9. Галилео Галилей: Сб. / Под ред. А. Деборина. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1943.
10. Гильберт У. О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле. - М.: Изд-во АН СССР, 1962.
11. Григорян А.Т., Вяльцев А.Н. Генрих Герц. - М.: Наука, 1968.
12. Дорфман Я. Всемирная история физики. Т.1-2. - М.: Наука, 1974-1979.
14. Жизнь науки. Антология выступлений к классике естествознания / Составитель и автор биогр. очерков С. Капица. - М.: Наука, 1973.
15. Колмогоров А.И. Математика в ее историческом развитии. - М.: Наука, 1991.
16. Кудрявцев П.С. История физики. Т.1-2. М.: Учпедгиз, 1956.
17. Кудрявцев П.С. Курс истории физики. - М.: Просвещение, 1982.
18. Кузнецов Б.Г. Развитие физических идей от Галилея до Эйнштейна. - М.: Изд-во АН СССР, 1963.
19. Кузнецов Н.И. Наука в ее истории. - М.: Знание, 1977.
20. Лауэ М. История физики. - М.: Гостехиздат, 1956.
21. Липсон Г. Величие эксперименты в физике. - М.: Мир, 1972.
22. Лурье С.А. Архимед. - М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1945.
23. Льоцци М. История физики. - М.: Мир, 1976.
24. Нейгебауэр О. Точные науки в древности. - М.: Наука, 1986.
25. От машин до роботов: Очерки о знаменитых изобретениях, отрывки из документов, научных статей, воспоминаний; тексты патентов: Сб. статей. - Т. 1. - М.: Современник, 1990.
26. Развитие физики в России (очерки). - М.: Просвещение, 1970.
27. Спасский Б.И. История физики. В 2 т. - М.: Изд-во МГУ, 1963.
28. Творцы физической оптики: Сб. статей. - М.: Наука, 1973.
29. Традиции и революции в истории науки. - М., 1991.
30. Ученые о науке и ее развитии / Под ред. Р. Родонова и др. - М., 1972.
31. Хрестоматия по физике / Под ред. профессора Б.И. Спасского. Учебное пособие для учащихся. - М.: Просвещение, 1982.
Квантово-полевая картина мира. Возникновение и развитие квантовой физики. Теория атома Бора. Взгляды на природу света, формула Планка. Принцип неопределенности Гейзенберга. Концепция целостности в квантовой физике. Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена.
Подобные документы
Определение понятия флуктуации в физике. Соотношение неточностей Гейзенберга в определении принципа неопределенности и зависимости результатов измерений от процедуры измерений и свойств измерительных приборов. Парадокс Эйнштейна – Подольского – Розена.
статья, добавлен 10.02.2015
Проблемы постижения основополагающих принципов квантовой физики. Принцип корпускулярно-волнового дуализма как онтологический и теоретический базис квантовой физики. Квантово-физические вероятности и связанные с ними неопределенности в поведении объектов.
реферат, добавлен 12.11.2018
Квантовая теория: возникновение квантовой физики (ее основоположники), принцип неопределенности. Теория относительности и ее возникновение. Специальная и общая теория относительности: принцип относительности и постоянства скорости света, теория тяготения.
реферат, добавлен 01.06.2014
Изучение биографии Нильса Бора - датского физика-теоретика и общественного деятеля, одного из создателей современной физики. Основные положения теории Бора, принцип соответствия. Становление квантовой механики. Принцип дополнительности. Ядерная физика.
реферат, добавлен 18.10.2013
Изучение процессов излучения тел. Формулировка гипотезы квантов энергии. Теория атома Н. Бора, принцип соответствия. Создание нерелятивистской квантовой механики. Методологические установки неклассической физики. Причина корпускулярно-волнового дуализма.
реферат, добавлен 26.11.2017
Понятие кванта, принцип неопределенности, физическая картина мира на основе принципа неопределенности Гейзенберга. Характеристика принципа неопределенности с позиций квантовой теории. Методология исследования отношения неопределенности Гейзенберга.
статья, добавлен 29.04.2020
Анализ "Галилеевского варианта копенгагенской интерпретации" квантовой механики относительно теории "нелокальности" Эйнштейна-Подольского-Розена. Постулаты Шредингера-Борна о демифологизация измерения и Бора о принципах соответствия и дополнительности.
курсовая работа, добавлен 05.03.2014
Особенности возникновения и развития квантовой теории. Открытие корпускулярно-волнового дуализма частиц. Эффект Ааронова и Бома. Парадокс Энштейна, Подольского и Розена. Справедливость теоремы Белла и достоверность экспериментальных результатов.
статья, добавлен 02.05.2014
Сущность квантово-механической концепции, описание, сущность и определение микромира, изучение его явлений в классической физике. Взгляды Планка, Бройля, Шредингера, Гейзенберга, Бора и других ученых на природу микромира. Особенности волновой генетики.
контрольная работа, добавлен 29.11.2010
Природа массы в физике. История создания квантово-механической модели атома. Принцип неопределенности Гейзенберга. Основные виды взаимодействия (сильное и электрослабое) в стандартной модели. Анализ концепций и принципов квантового естествознания.
ГОСТ
Квантовая физика, представляя собой один из разделов теоретической физики, который занимается изучением квантово-механических и квантово-полевых систем, а также законов их движений. Квантовая физика сосредоточена исключительно на математическом описании измерительных и наблюдательных процессов.
Главные законы квантовой физики ориентированы на квантовую механику и квантовую теорию поля. Также они применяются и в некоторых других разделах физики. На квантовую механику опираются также все современные космологические теории.
История возникновения квантовой физики
Непосредственными участниками развития квантовой теории выступили такие ученые, как М. Борн, М. Планк, П. Эренфест, Э. Шредингер, а также В. Гейзенберг, П. Дирак и В. Паули.
Если проследить хронологию развития квантовой физики и ее основные события, то она будет выглядеть следующим образом:
- 50-60-е годы XIX в. У. Гамильтон высказывает сомнение в адрес стандартного изложения классической механики и предлагает свой вариант. Так, по его версии, классическая механика описывает движение тел не точно, а только приближенно, аналогично геометрической оптике, описывающей движение световых лучей в то время, как свет в действительности это волна. Гамильтон выстраивает полную аналогию геометрической оптики тел для классической механики, получившую название формализма Гамильтона-Якоби.
- 1895 г. В. Рентген обнаруживает при проведении исследований катодных лучей интересный факт: на месте их падения на стекло трубки (помимо фосфоресценции в видимом свете) возникает еще какое-то глубокое излучение. Свое открытие физик именует явлением Х-лучей. В электрическом и магнитном полях такие лучи не отклоняются, поэтому они не заряжены. При этом для ученых остается открытым вопрос корпускулярной и волновой природы излучения.
- 1900 г. Планк после 5-летних исследований проблем излучения абсолютно черного тела решает применить к вышеуказанному излучению метод Гиббса (метод максимальной энтропии) для континуума гармонических осцилляторов. Планк при этом заменяет непрерывный спектр энергетических состояний осциллятора на дискретный с шагом, пропорциональным его частоте: $\delta E=hν$. Полученная формула точно описывает спектр излучения, не используя при этом предельный переход.
- 1928 г. Дирак после продолжительных попыток получает основное уравнение квантовой механики (названо уравнением Дирака). Также удается определить такие понятия, как коэффициент-2, бесконечные энергии, позитроны, квантовая электродинамика.
Готовые работы на аналогичную тему
Основные положения квантовой физики
К основным положениям квантовой физики относятся следующие:
- Энергия в любом виде может поглощаться или, наоборот, выделяться исключительно отдельными порциями. При этом, они могут состоять только из целого числа условных объектов (квантов). Энергия одного кванта характеризуется частотой и коэффициентом пропорциональности.
- Любое физическое тело можно описать в виде волны и материального объекта одновременно.
- А. Эйнштейн выдвигает теорию о том, что свет можно считать состоящим из отдельных квантов. Формулы для описания энергии, импульса и массы фотонов относят к основным законам описания квантовой природы света и любого иного высокочастотного излучения.
Эйнштейн начинает с исследования проблемы излучения черного тела. Если допустить, что электромагнитные осцилляторы (молекулы тела) подчиняются законам для классической статистики Максвелла-Больцмана, в среднем каждый такой осциллятор будет обладать энергией, определяемой по формуле:
где $R$ считается постоянной Клапейрона, а $N$ — числом Авогадро.
Применяя соотношение Планка между объемной плотностью энергии и средней энергией осциллятора:
$E_ν$ здесь представляет среднюю энергию осциллятора для частоты $v$
$L$ это скорость света;
$ρ$ представляет объемную плотность энергии излучения.
На основании этого Эйнштейн выводит равенство:
Из него он определяет объемную плотность энергии:
Эйнштейн при этом утверждает, что данное соотношение, полученное при динамическом равновесии, не только демонстрирует противоречие опыту, но и утверждает невозможность однозначного распределения энергии между веществом и эфиром, поскольку суммарная энергия излучения получается бесконечной.
Квантовая теория поля
Квантовая теория поля ориентирована на изучение поведения квантовых систем, имеющих бесконечно большое число степеней свободы. Такая теория представляет теоретическую основу для описания микрочастиц, а также их превращений и взаимодействий.
Именно квантовая теория поля служит базой для физики:
- высоких энергий;
- элементарных частиц;
- конденсированных состояний.
Квантовая теория поля в формате стандартной модели представляет сегодня единственную экспериментально подтвержденную теорию, способную описать и предсказать, как поведут себя элементарные частицы при высоких энергиях (значительно превышающих их энергию покоя).
Уравнение Шредингера считается релятивистски неинвариантным. Нерелятивистское уравнение Шредингера будет соответствовать классической связи импульса частицы и кинетической энергии:
Презентация на тему: " (Квантовая механика) 2012 г. – 4-ый семестр Темы рефератов по дисциплине СПЕЦИАЛЬНЫЕ РАЗДЕЛЫ ФИЗИКИ Презентации прочитанных лекций и темы рефератов можно." — Транскрипт:
1 (Квантовая механика) 2012 г. – 4-ый семестр Темы рефератов по дисциплине СПЕЦИАЛЬНЫЕ РАЗДЕЛЫ ФИЗИКИ Презентации прочитанных лекций и темы рефератов можно скачать по адресу:
2 Объем реферата не должен превышать 5 страниц!! Мои координаты: Комолов Владимир Леонидович тел./факс: ; моб По дисциплине сдается ЗАЧЕТ. Для допуска к зачету представляется реферат. Тема реферата – на усмотрение студента! Реферат должен содержать: 1.Ф.И.О. студента, 2.номер группы, 3.заголовок (текст вопроса), 4.текст ответа (если надо, с формулами и рисунками). Форма представления - рукопись или документ WORD (.doc), или.PDF. Срок представления НЕ ПОЗЖЕ, ЧЕМ ЗА 2 НЕДЕЛИ ДО ДНЯ ЗАЧЕТА.
3 1.Спектр излучения абсолютно черного тела. Формула Планка. 2.Фотоэффект, эффект Комптона, линейчатые спектры испускания и поглощения света. 3.Опыт Франка - Герца. Опыт Штерна - Герлаха. Их значение для становления квантовой механики. 4.Планетарная модель атома и принципы квантования 5.Волновые свойства частиц. Гипотеза де Бройля. 6.Принципы неопределенности и дополнительности. 7.Волновая функция. Волновые пакеты в пространстве и времени. 8.Стационарное уравнение Шредингера. Сходство и различие с уравнением для механических колебаний. Собственные функции и собственные значения. 9.Уравнение Шредингера, зависящее от времени. Трехмерное уравнение Шредингера. 10.Статистическая интерпретация волновой функции. Нормировка волновой функции. Средние значения. Теоремы Эренфеста. Темы рефератов
4 11.Решение уравнения Шредингера для частицы в потенциальной яме 12.Понятие оператора. Свойства операторов и действия с ними. Операторы, используемые в квантовой механике 13.Математическая схема квантовой механики. Связь математического описания с физикой. 14.Основные постулаты квантовой механики. 15.Физические постулаты и собственные функции основных операторов физических величин 16.Операторы и собственные функции координаты и импульса в координатном и импульсном представлении. 17.Собственные функции и собственные значения оператора импульса. 18.Оператор углового момента в декартовых и сферических координатах, его коммутационные свойства. 19.Собственные значения и собственные функции оператор углового момента. Азимутальное и магнитное квантовые числа. 20.Оператор полной энергии частицы. Дискретный и непрерывный спектр собственных значений гамильтониана.
5 21.Линейный гармонический осциллятор метод решения. 22.Линейный гармонический осциллятор основные свойства решения. 23.Сферически симметричные потенциалы в трехмерном пространстве. Разделение переменных. Вид уравнений для радиальной и угловой функций. Сферические гармоники 24.Анализ поведения волновой функции сферически симметричного потенциала на малых и больших расстояниях от силового центра. 25.Движение частицы в трехмерной сферически симметричной потенциальной яме (нулевой момент). 26.Движение частицы в трехмерной сферически симметричной потенциальной яме (ненулевой момент). 27.Движение частицы в кулоновском поле. Атом водорода. 28.Понятие четности состояния. Оператор инверсии. Закон сохранения четности. 29.Матричная формулировка квантовой механики. Основы теории представлений. 30.Матричная формулировка квантовой механики. Матричная алгебра.
6 31.Матрицы в квантовой механике. Матрица энергии. Понятие коммутатора. Квантование классической системы. 32.Нестационарное уравнение Шредингера в матричной форме. 33.Теория возмущений. Возмущения, не зависящие от времени. 34.Теория возмущений. Вырожденные состояния. 35.Теория возмущений. Возмущения, зависящие от времени. 36.Теория возмущений. Периодическое возмущение. Резонансное приближение. 37.Теория квантовых переходов (общие положения). 38.Теория квантовых переходов. Переходы под влиянием возмущения, действующего в течение конечного времени 39.Теория квантовых переходов. Переходы под влиянием периодического возмущения. 40.Теория рассеяния. Борновское приближение. Эффективное сечение рассеяния. Рассеяние прямоугольной потенциальной ямой. Рассеяние экранированным кулоновским потенциалом. 41.Спин - внутренняя степень свободы микрочастицы. Экспериментальные доказательства существования спина. 42.Гипотеза спина. Матрицы Паули. Волновая функция электрона с учетом спина. 43.Спин-орбитальное взаимодействие.
7 44.Тождественность частиц и симметрия. Симметричная и антисимметричная волновая функция. 45.Связь симметрии со статистикой. Построение волновой функции ансамбля фермионов. Принцип запрета Паули. 46.Атомные уровни энергии. Сложение моментов. Мультиплеты. 47.Состояния электронов в атоме. Классификация состояний. Заполнение оболочек. Таблица Менделеева. 48.Прохождение частицы через потенциальный барьер (туннелирование). Коэффициенты отражения и прохождения. 49.Периодическая система квантовых ям. Возникновение энергетических зон. Модель Кронига-Пенни. 50.Полуклассическая теория излучения. Поглощение, спонтанное и индуцированное излучение. Дипольное приближение. 51.Ширина линии. Правила отбора. 52.Атом во внешнем электрическом поле. Эффект Штарка. 53.Понятие о квантовой механике молекул. Электронные, колебательные и вращательные уровни. Адиабатическое приближение 54.Физика ядра и элементарных частиц.
8 1.Л. Шифф, Квантовая механика, М.: ИЛ, Д. Бом, Квантовая теория, М.: Наука, Н. Мотт, И. Снеддон, Волновая механика, М.: Наука, Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Квантовая механика, Т. 3, М.: Наука, А. Мессиа, Квантовая механика, Т. 1 и 2, М.: Наука, А.С. Давыдов, Квантовая механика, М.: Наука, Д.И. Блохинцев, Основы квантовой механики, Высшая школа, М., В.А. Фок, Квантовая физика и строение материи, Изд. ЛГУ, М. Борн, Атомная физика, М., Мир, Луи де Бройль, Революция в физике, Госатомиздат, В.Г. Левич, Ю.А. Вдовин, В.А. Мямлин, Курс теоретической физики, т.2, часть V (Квантовая механика), М.: ГИФМЛ, Н.В. Карлов, Н.А. Кириченко, Начальные главы квантовой механики, М.: Физматлит, В.И. Смирнов, Курс высшей математики, т.3, ч.1, Физматгиз, Литература:
Читайте также: