Тема: Концепции квантовой механики

1. Согласно соотношению неопределенностей В. Гейзенберга, …

 

= невозможно точно и одновременно измерить и координату, и импульс материального объекта

невозможно точно и одновременно измерить и энергию, и импульс материального объекта

принципиально невозможно провести точное измерение координаты материального объекта

принципиально невозможно провести точное измерение импульса материального объекта

Решение:

Соотношение неопределенностей В. Гейзенберга гласит, что произведение погрешностей одновременного измерения координаты и импульса материального объекта не может быть меньше некоторой конечной величины порядка постоянной Планка

 

2. Квантовая механика дает статистическое, вероятностное описание природы, поскольку …

 

=случайность и неопределенность объективно присущи природе

это упрощает громоздкие вычисления

она не может учесть влияния скрытых параметров, определяющих поведение частиц

она является внутренне противоречивой теорией

Решение:

А. Эйнштейн, один из отцов-основателей квантовой механики, так и не принял ее, поскольку не мог согласиться с вероятностным характером предсказаний квантовой механики. До конца жизни он пытался построить теорию «скрытых параметров», которые, по его мысли, надо учесть, чтобы сделать выводы квантовой механики точными и однозначными, как у механики классической. Уже после смерти А. Эйнштейна выяснилось, что само предположение о существовании таких параметров влечет за собой проверяемые следствия. Проверка показала, что никаких «скрытых параметров» существовать не может. Следовательно, квантовая механика описывает мир статистически не потому, что она ошибочна или неполна, а потому, что так устроен мир.

 

3. В соответствии с принципом дополнительности …

 

= для полного описания объекта всегда требуется такой набор его характеристик, что измерение одних делает невозможным или неточным измерение других

полное понимание любого объекта требует, чтобы его квантовое описание дополнялось классическим

научное познание любого объекта требует, чтобы его эмпирическое описание дополнялось теоретическим

всеми мировыми процессами движет постоянная борьба противоположных сил и тенденций, которые, однако, не отрицают, а дополняют друг друга

 

Решение:

Нильс Бор в 1928 году выдвинул принцип дополнительности, который в первоначальной формулировке гласил: ввиду неотделимости свойств объекта от обстоятельств его взаимодействия с измерительным прибором, результаты, получаемые в разных экспериментах, не могут быть сведены в единую картину, но должны рассматриваться как взаимодополняющие в том смысле, что все они необходимы для исчерпывающего описания объекта. Другими словами, для полного описания объекта всегда требуется такой набор его характеристик, что измерение одних делает невозможным или неточным измерение других.

 

4. Согласно концепции корпускулярно-волнового дуализма, любой материальный объект …

 

=обладает свойствами как волны, так и частицы, но в каждом эксперименте проявляет либо первые, либо вторые

обладает свойствами как волны, так и частицы, причем может проявлять и те, и другие свойства в одном и том же эксперименте

является либо волной, либо частицей (коллективом частиц), причем превращение из волны в частицу или наоборот невозможно

может свободно превращаться из волны в частицу (коллектив или поток частиц) и обратно

 

Решение:

В начале XX века было установлено, что многие объекты микромира в одних экспериментах ведут себя подобно частице (материальной точке), движущейся по определенной траектории, а в других – подобно волне, занимающей протяженную область. Обобщением этой наблюдаемой двойственности (дуализма) свойств микрообъектов стала концепция корпускулярно-волнового дуализма, согласно которой вообще любой материальный объект обладает и свойствами частицы (группы частиц), и свойствами волны; а какие из них он проявит, зависит от ситуации, в которую он поставлен. Волновые и корпускулярные свойства объекта не могут проявляться одновременно, в одном и том же эксперименте.

 

5. Значение соотношения неопределенностей Гейзенберга состоит в том, что оно показывает …

 

= невозможность избежать неконтролируемого воздействия на измеряемый объект со стороны исследователя и его приборов

слишком низкую точность существующих приборов для измерения физических величин

невозможность уменьшить до нуля погрешность измерения любой отдельно взятой физической величины

ограниченность научного метода познания, основанного на наблюдениях, измерениях и экспериментах

 

Решение:

Ограничение, накладываемое соотношением неопределенностей В. Гейзенберга, не связано с деталями измерительного процесса и носит принципиальный характер, отражая неотделимость измеряемого объекта от взаимодействующего с ним измерительного прибора.