Пример готовой курсовой работы по предмету: Физика
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Единство мира и универсальность физической теории 6
2. Мир элементарных частиц 9
3. Классификация элементарных частиц 12
3.1. Характеристики субатомных частиц 12
3.2. Свойства основных типов частиц 14
3.3. Андроны 16
4. Теории элементарных частиц 18
4.1. Квантовая электродинамика 18
4.2. Теория кварков 19
5. Нобелевская премия по физике 2013 года 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 34
Выдержка из текста
Как известно, в конце ХІХ века окончательно сформировался ряд физических теорий, которые составили фундамент классической физики. Это механика, термодинамика, статистическая физика и электродинамика. Каждая из них была усовершенствована фундаментальными уравнениями таких ученых: Исаака Ньютона, Джеймса Максвела, Людвига Больцмана и т.д. С помощью уравнений, создающих основу указанных теорий возможно не только качественно, но и количественно описывать наблюдаемые явления окружающего нас мира.
Более того, основываясь на решениях полученных уравнений удавалось предусматривать новые явления, понимать их протекание и последовательность, описывать возможные результаты при изменениях тех или иных параметров в системе. Таким образом, уже тогда возникло понятие “теоретическая физика” как самостоятельный инструмент изучения природы вместе с экспериментом.
Классический период физики закончился в начале ХХ века созданием Альбертом Эйнштейном специальной теории относительности, которая учитывала предел скорости распространения светового сигнала, положила конец использованию понятия эфира и установила внутреннюю взаимосвязь пространства и времени, которые в ньютоновской механике считались независимыми. Важно то, что теория относительности не отбросила ньютоновскую механику, а наоборот: определила область её применения – малые в сравнении со световой скоростью движения материальных тел. И как выяснилось позже теория относительности абсолютно необходима в физике ядра и ядерных реакций, а также физике элементарных частиц, где типичные скорости могут приближаться к световой.
В то же время были открыты явления, которые никак не могли быть объяснены с помощью позиций существующих теорий. Главным образом они проявились в оптических экспериментах: в появлении дискретных линий в непрерывном спектре излучения подогретых газов и в аномалиях частотного спектра абсолютно черного тела. Немецкий теоретик Макс Планк был первым, кто предложил принципиально новую и такую, которая не согласовывалась с классической физикой, идею о том, что электромагнитное излучение имеет структуру и существует в виде квантов (можно сказать, порций) с энергией, пропорциональной частоте. Коэффициент пропорциональности получил название постоянной Планка, которая теперь входит в относительно небольшой ряд фундаментальных мировых постоянных, что определяют строение и наблюдаемый нами вид Вселенной. Идея Планка использовали А. Эйнштейном, Н. Бор и другие ученые для объяснения дискретности излучательных спектров атомов.
В 1926 г. появилось основное уравнение квантовой (новой, отличающейся от классической, науки) механики – уравнение Шредингера, с помощью которого можно было описывать поведение частиц или более сложных систем в произвольном поле. Использовался при этом недетерминистический в классическом понимании характер поведения квантовых объектов в полной мере, что согласовывалось с новыми представлениями для них в квантовой механике: любая частица одновременно проявляет черты и корпускулы (то есть материальной точки), и волны. Такой дуализм – принципиально новое свойство микрообъектов, которое раскрыто именно квантовой механикой.
Но большинству ученых так и не удолось ответить на вопрос: возможно ли сформулировать теорию, в которой одновременно присутствовали бы и постоянная Планка, и скорость света. Поль Дирак в 1928 г. сумел записать релятивистское квантовое уравнение для электрона, открыв путь к построению релятивистской квантовой теории. При безграничной скорости света уравнения Дирака превращается в уравнение Шредингера, которое, в свою очередь, может быть возведено к уравнению Ньютона путем предельного перехода по постоянной Планка. Из уравнения Дирака последовало объяснения существования собственного момента количества движения у электрона – так называемого спину, а также необходимость существования античастицы электрона – позитрона. Позже она была экспериментально открыта.
Дальнейшие важные открытия элементарных частиц происходили уже с использованием квантовой механики, а именно – принципом тождественности частиц: все частицы делятся на два типа – фермионы (электроны, протоны, нейтроны и т. п., подчиняются принципу Паули) и бозоны (не подвиняются принципу Паули).
Оказалось, что статистика частиц, или их принадлежность к фермионам или бозонам, зависит от величины спина. При этом частицы с полубелым спином – фермионы, а целым – бозоны.
Поскольку квантовая теория, как наука существует уже более 80-и лет, то почти все последующее развитие физики ХХ-го века является в сущности развитием квантовой теории – релятивистской и нерелятивистской.
Таким образом, рассмотрим, какими же новыми открытиями пополнилась данная наука в последнее время.
Список использованной литературы
1. Басин М.А. Волны. Кванты. События: Волновая теория взаимодействия структур и систем. Часть
1. СПб, 2000. – 168 с.
2. Басин М.А., Шилович И.И. Синергетика и Internet (путь к Synergonet).
СПб, 1999. – 71 с.
3. Визгин В. П. Релятивистская теория тяготения (истоки и формирование, 1900— 1915).
- М.: Наука, 1981. – 352 c.
4. Визгин В. П. Единые теории в 1-й трети ХХ в. М.: Наука, 1985. — 304c.
5. Готтфрид К., Вайскопф В. Концепции физики элементарных частиц. — М.: Мир, 1988. — 240 с.
6. Кудрявцев, П. С. Курс истории физики. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Просвещение, 1982. — 448 с.
7. Евдокимов Е.В. и др., Биофизика, 1986, т.31, в.3, с.517.
8. Евдокимов Е.В., Биофизика,1984, т.29, в.5, с.752.
9. Кейн Г. Современная физика элементарных частиц. — М.: Мир, 1990. — 360 с.
10. Льоцци М. История физики. — М.: Мир, 1970. – 464 с.
11. Лохтин И.П., Сарычева Л.И., Снигирев А.М. Сб. ЭЧАЯ, т.
30. вып. 3, с. 660-719, 1999. − Диагностика сверхплотной материи в ультрарелятивистских столкновениях ядер.
12. Перкинс Д. Введение в физику высоких энергий. — М.: Мир, 1975. — 416 с.
13. Садбери А. Квантовая механика и физика элементарных частиц. — М.: Мир, 1989. — 488 с.
14. Фрауэнфельдер Г., Хенли Э. Субатомная физика. — М.: Мир, 1979. — 736 с.
