Тренировочные задания. 1. В чем проявляются волновые свойства света, а в чем — корпускулярные?

1. В чем проявляются волновые свойства света, а в чем — корпускулярные?

2. Одна из самых известных апорий Зенона — «Стрела», которая
формулируется так: «В каждый момент времени летящая стрела
неподвижна. В течение времени полета стрела неподвижна каж­дый момент. Следовательно, она неподвижна каждый момент».
Как можно возразить Зенону, исходя из представлений Аристотеля о непрерывности?

3. Какие общими свойствами обладают вещество, поле и вакуум, по­зволяя тем самым утверждать, что вакуум — одна из форм суще­ствования материи, а не просто пустота, «ничто»?

4. С какой наименьшей погрешностью можно измерить скорость
электрона в атоме водорода? Диаметр атома принять равным
1 ангстрему (10-¹⁰ м).

5. Согласно теории Бора, радиус орбиты электрона в атоме водоро­да описывается формулой г = h²/me², где % — постоянная Планка, т — масса электрона, е — его заряд. Основываясь на этом, опреде­лите, можно ли построить классическую, не квантовую теорию строения атома.

116 Тлава 3. Кониегшия дополнительности

Тест 117

Вопросы для самоконтроля

1. В чем суть атомистической концепции? Континуальной? Какая из них победила в современном естествознании?

2. Что нового внесли в развитие атомизма Эпикур и Лукреций?

3. Что такое свет с современной точки зрения?

4. Что такое корпускулярно-волновой дуализм?

5. Каковы были представления о взаимодействии в аристотелевой картине мира?

6. Каковы были представления о взаимодействии в механической картине мира?

7. Каковы были представления о взаимодействии в электромагнит ной картине мира?

8. Каковы современные представления о механизме переноса взаи модействий?

9. В чем разница между концепциями дальнодействия и близкодействия? Какая из них соответствует реальности?

10. Что такое поле и чем оно отличается от вещества?

11. Сколько и каких типов фундаментальных взаимодействий сейчас известно? Чем они отличаются друг от друга?

12. Что такое вакуум? Каковы его свойства? Как их исследуют?

13. Что такое «нулевые колебания»?

14. В чем состоит концепция механического детерминизма?

15. Что такое состояние системы? Как описывается состояние в раз­ных фундаментальных теориях?

16. Почему концепция механического детерминизма оказалась несостоятельной?

17. В какой научной теории впервые был применен вероятностный подход к описанию природных явлений?

18. Почему в молекулярно-кинетической теории приходится использовать методы теории вероятностей?

19. Что такое динамический хаос?

20. Чем различаются понятия «хаос» и «беспорядок»?

21. Почему невозможен точный прогноз погоды?

22. Почему невозможно предсказать траекторию броуновской частицы?

23. В чем смысл и значение квантовых соотношений неопределен­ностей?

24. Почему невозможно обнаружить нарушение закона сохранения энергии в процессах с участием виртуальных частиц?

25. В чем состоит смысл и значение принципа дополнительности?

26. Почему квантовая механика дает лишь вероятностное описание природы?

27. Почему концепция механического детерминизма оказалась в ко­нечном счете все же несостоятельной?

28. Что такое динамическая теория? Приведите примеры динамиче­ских теорий.

29. Что такое статистическая теория? Приведите примеры статисти­ческих теорий.

30. Что такое флуктуация? Что может служить причиной флуктуации?

31. Какие теории фундаментальнее — динамические или статистиче­ские? Почему?

Тест

1. В современном естествознании концепция возобладала:

■ атомистическая; ■ континуальная;

■ обе оказались необходимыми и взаимодополняющими;

■ обе оказались неверными.

2. Длина волны больше:
■ у красного света;

■ у синего;

■ поскольку свет представляет собой поток частиц — фотонов, о его длине волны говорить бессмысленно;

■ это зависит от выбора системы отсчета.

3. Укажите неверное утверждение:

■ поле — это взаимодействие между телами, состоящими из ве­щества;

■ поле — это материальный объект, переносящий взаимодействие;

■ свет — это электромагнитная волна, т. е. распространяющиеся колебания электромагнитного поля;

дополнительности

&Щ^Ш^О сложный объект, который в зависимости от условий

Проявляет сиопства либо волны, либо частицы. 4. Укажите верное утверждение:

ф радиус электромагнитного взаимодействия бесконечно велик но оно несущественно в космических масштабах из-за взаим^ ной компенсации электрических зарядов;

* радиус гравитационного взаимодействия бесконечно велик, не оно несущественно в космических масштабах из-за взаимно! компенсации гравитационных зарядов;

<$> сильное ядерное взаимодействие наиболее существенно в мак-' роскопических масштабах;

ф радиус слабого ядерного взаимодействия бесконечен, но онс несущественно в космических масштабах из-за взаимной ком­пенсации своих зарядов.

5. Причины невозможности точного прогноза погоды:

«> потому что атмосфера — слишком сложная система, и мощно-' сти современных компьютеров не хватает, чтобы рассчитать ее поведение точно;

•$> потому что атмосфера обладает хаотической динамикой, и по­следствия даже небольших ошибок в определении метеодан­ных быстро нарастают;

«> потому что на погоду влияют непредсказуемые космические воздействия;

<8> потому что человек своей деятельностью нарушил равновесие атмосферы.

6. Укажите неверное утверждение:

<$> положение частицы невозможно измерить абсолютно точно; <$> положение частицы невозможно измерить абсолютно точно, не сделав совершенно неопределенной ее скорость;

<$> абсолютно точное измерение энергии требует бесконечного вре­мени;

<?> абсолютно точное измерение времени требует бесконечно боль­шой энергии.

7. Принцип дополнительности:

«■ позволяет не обращать внимания на противоречивые результа­ты экспериментов;

Тест 119

«> указывает на неотделимость свойств предмета исследования от действий исследователя;

* после измерения одних характеристик объекта делает невоз­можным измерение других;

<$> подчеркивает принадлежность'человека к миру животных.

8. Квантовая механика дает вероятностное описание природы, пото­
му что:

«■ это упрощает вычисления;

<з> не может учесть влияние некоторых скрытых параметров, опре­деляющих поведение частиц;

«> случайность и неопределенность объективно присущи природе; <е> является неполной теорией.

9. Динамическая теория:

«> позволяет по заданному начальному состоянию системы одно­значно установить значение характеризующих ее физических величин на любой момент времени;

«■ это развивающаяся, не закостеневшая теория;

«> это теория, позволяющая по заданному состоянию системы установить лишь вероятность того или иного значения физи­ческих величин, характеризующих систему;

® это, например, термодинамика. 10. Соотношение между динамическими и статистическими теориями:

ф для каждой динамической теории существует статистическая теория, играющая роль ее приближения, которое облегчает рас­четы;

<?> для каждой статистической теории существует динамическая теория, играющая роль ее приближения, справедливого, когда можно пренебречь флуктуациями;

«> сначала возникает приближенная статистическая теория, ко­торая по мере уточнения превращается в строгую динамиче­скую теорию;

«• динамическая теория всегда описывает более широкий круг явлений, чем ее статистический аналог.

4.2. Возникновение представлений о развитии науки 121

Глава 4