Основополагающие эксперименты квантовой механики. Часть 1. Двухщелевой эксперимент
Во второй половине XX века были сделаны эксперименты, в которых наблюдались удивительные вещи: отдельные электроны вели себя как волны, а световые волны вели себя как частицы (фотоны). И в первом, и во втором случае речь идет об эксперименте, в котором квантовые частицы (или волны) проходят сквозь "двухщелевой барьер". Удивительное здесь то, что результат эксперимента зависит от того, будем ли мы следить через какую щель осуществляется прохождение или не будем. Если мы следим, то каждый электрон или фотон пройдет через одну из двух щелей и ударится в экран, оставив там свой след. После большого числа электронов (или фотонов) на экране за каждой из щелью образуется максимум ударений. Если же мы не будем следить, то каждый электрон или фотон будет вести себя как волна, то есть пройдет одновременно через обе щели, а на экране после миллионов таких прохождений образуется дифракционная картина. В квантовой механике способность одного и того же объекта в одном случае проявлять свойства частицы, а в другом — волны, называется «корпускулярно-волновым дуализмом». Именно ему будет посвящена первая лекция.
Лектор: Лосев Александр Сергеевич, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей физики 1.
Основополагающие эксперименты квантовой механики #2. Принцип неопределенности Гейзенберга
Речь пойдет о фундаментальных измерительных ограничениях в квантовой механике.
В классической физике воздействие одного тела на другое может быть сколь угодно малым. Таким малым, что им можно пренебречь.
В квантовой физике это не так — нельзя полностью пренебречь воздействием одной квантовой частицы на другую.
В этом смысле существует так называемое соотношение неопределенности — математическое неравенство, связывающее между собой пары величин. В частности, координату и импульс. Это неравенство говорит, что, если вы в данный момент времени ТОЧНО измерили координату движущейся частицы, то вы АБСОЛЮТНО не будете знать, куда эта частица летит. Это из-за того, что измерение — это воздействие других квантовых частиц на вашу.
Об этом принципе и об экспериментах, подтверждающих его, пойдет речь в данной лекции.
Лектор: Лосев Александр Сергеевич, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей физики 1.
Основополагающие эксперименты квантовой механики. Часть 3. Принцип дополнительности
Для квантовых частиц характерен дуализм их свойств. Например, как мы уже рассматривали раньше, в зависимости от эксперимента проявляются либо волновые, либо корпускулярные свойства квантового объекта. О подобных двоякостях пойдет речь в этой лекции.
Вы узнаете:
- о споре между Эйнштейном и Бором на Солвеевской конференции;
- об информационной интерпретации принципа дополнительность;
- о связи принципа дополнительность и принципа неопределенности.
Лектор: Лосев Александр Сергеевич, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей физики 1.
Основополагающие эксперименты квантовой механики #4. Шрёдингеровский кот
В закрытом ящике: кот-экспериментатор, колба с цианидом и механизм, способный одновременно разбить и не разбить эту колбу. Вот краткое содержание самого знаменитого триллера в мире квантовой механики.
Вы узнаете:
- в чем парадокс Шрёдингеровскго кота;
- в чем различие между состоянием квантовой суперпозиции и состоянием смешанным;
- может ли квантовое поведение наблюдается в макроскопическом мире.
Лектор: Лосев Александр Сергеевич, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей физики 1.