你是什麼之間相互的機械運動
⑴ 物理學中還未解決的悖論有哪些
薛定諤貓是薛定諤在年提出的關於量子力學解釋的一個佯謬(也譯為悖論).貓被封在一個密室里,密室里有食物有毒葯.毒葯瓶上有一個錘子,錘子由一個電子開關控制,電子開關由放射性原子控制.如果原子核衰變,則放出阿爾法粒子,觸動電子開關,錘子落下,砸碎毒葯瓶,釋放出裡面的氰化物氣體,貓必死無疑.這個裝置由薛定諤所設計,所以貓便叫做薛定諤貓.原子核的衰變是隨機事件,物理學家所能精確知道的只是半衰期——衰變一半所需要的時間.如果一種放射性元素的半衰期是一天,則過一天,該元素就少了一半,再過一天,就少了剩下的一半.但是,物理學家卻無法知道,它在什麼時候衰變,上午,還是下午.當然,物理學家知道它在上午或下午衰變的幾率——也就是貓在上午或者下午死亡的幾率.如果我們不揭開密室的蓋子,根據我們在日常生活中的經驗,可以認定,貓或者死,或者活,這是它的兩種本徵態.但是,如果我們用薛定諤方程來描述薛定諤貓,則只能說,她處於一種活與死的疊加態.我們只有在揭開蓋子的一瞬間,才能確切地知道此貓是死是活.但是,也就是在揭開蓋子的一瞬間,描述貓的狀態的波函數由疊加態立即坍塌到某一個本徵態,即死態或者活態.量子理論認為:如果沒有揭開蓋子,進行觀察,我們永遠也不知道此貓是死是活,她將永遠到處於死與活的疊加態,即通常所說的半死不活.這與我們的日常經驗嚴重相違,要麼死,要麼活,怎麼可能不死不活,半死半活?
測不準原理:
測不準原理也叫不確定原理,是海森伯在1927年首先提出的,它反映了微觀粒子運動的基本規律,是物理學中又一條重要原理.
海森伯在創立矩陣力學時,對形象化的圖象採取否定態度.但他在表述中仍然需要「坐標」、「速度」之類的詞彙,當然這些詞彙已經不再等同於經典理論中的那些詞彙.可是,究竟應該怎樣理解這些詞彙新的物理意義呢?海森伯抓住雲室實驗中觀察電子徑跡的問題進行思考.他試圖用矩陣力學為電子徑跡作出數學表述,可是沒有成功.這使海森伯陷入困境.他反復考慮,意識到關鍵在於電子軌道的提法本身有問題.人們看到的徑跡並不是電子的真正軌道,而是水滴串形成的霧跡,水滴遠比電子大,所以人們也許只能觀察到一系列電子的不確定的位置,而不是電子的准確軌道.因此,在量子力學中,一個電子只能以一定的不確定性處於某一位置,同時也只能以一定的不確定性具有某一速度.可以把這些不確定性限制在最小的范圍內,但不能等於零.這就是海森伯對不確定性最初的思考.據海森伯晚年回憶,愛因斯坦1926年的一次談話啟發了他.愛因斯坦和海森伯討論可不可以考慮電子軌道時,曾質問過海森伯:「難道說你是認真相信只有可觀察量才應當進入物理理論嗎?」對此海森伯答復說:「你處理相對論不正是這樣的嗎?你曾強調過絕對時間是不許可的,僅僅是因為絕對時間是不能被觀察的.」愛因斯坦承認這一點,但是又說:「一個人把實際觀察到的東西記在心裡,會有啟發性幫助的……在原則上試圖單靠可觀察量來建立理論,那是完全錯誤的.實際上恰恰相反,是理論決定我們能夠觀察到的東西……只有理論,即只有關於自然規律的知識,才能使我們從感覺印象推論出基本現象.」
海森伯在1927年的論文一開頭就說:「如果誰想要闡明『一個物體的位置』(例如一個電子的位置)這個短語的意義,那麼他就要描述一個能夠測量『電子位置』的實驗,否則這個短語就根本沒有意義.」海森伯在談到諸如位置與動量,或能量與時間這樣一些正則共軛量的不確定關系時,說:「這種不確定性正是量子力學中出現統計關系的根本原因.」
海森伯測不準原理是通過一些實驗來論證的.設想用一個γ射線顯微鏡來觀察一個電子的坐標,因為γ射線顯微鏡的分辨本領受到波長λ的限制,所用光的波長λ越短,顯微鏡的解析度越高,從而測定電子坐標不確定的程度△q就越小,所以△q∝λ.但另一方面,光照射到電子,可以看成是光量子和電子的碰撞,波長λ越短,光量子的動量就越大,所以有△p∝1/λ.經過一番推理計算,海森伯得出:△q△p=h/4π.海森伯寫道:「在位置被測定的一瞬,即當光子正被電子偏轉時,電子的動量發生一個不連續的變化,因此,在確知電子位置的瞬間,關於它的動量我們就只能知道相應於其不連續變化的大小的程度.於是,位置測定得越准確,動量的測定就越不準確,反之亦然.」
海森伯還通過對確定原子磁矩的斯特恩-蓋拉赫實驗的分析證明,原子穿過偏轉所費的時間△T越長,能量測量中的不確定性△E就越小.再加上德布羅意關系λ=h/p,海森伯得到△E△T<h,並且作出結論:「能量的准確測定如何,只有靠相應的對時間的測不準量才能得到.」
海森伯的測不準原理得到了玻爾的支持,但玻爾不同意他的推理方式,認為他建立測不準關系所用的基本概念有問題.雙方發生過激烈的爭論.玻爾的觀點是測不準關系的基礎在於波粒二象性,他說:「這才是問題的核心.」而海森伯說:「我們已經有了一個貫徹一致的數學推理方式,它把觀察到的一切告訴了人們.在自然界中沒有什麼東西是這個數學推理方式不能描述的.」玻爾則說:「完備的物理解釋應當絕對地高於數學形式體系.」
玻爾更著重於從哲學上考慮問題.1927年玻爾作了《量子公設和原子理論的新進展》的演講,提出著名的互補原理.他指出,在物理理論中,平常大家總是認為可以不必干涉所研究的對象,就可以觀測該對象,但從量子理論看來卻不可能,因為對原子體系的任何觀測,都將涉及所觀測的對象在觀測過程中已經有所改變,因此不可能有單一的定義,平常所謂的因果性不復存在.對經典理論來說是互相排斥的不同性質,在量子理論中卻成了互相補充的一些側面.波粒二象性正是互補性的一個重要表現.測不準原理和其它量子力學結論也可從這里得到解釋.
雙生子悖論:
愛因斯坦提出著名的相對論即時間可以改變的理論不久以後,就有天才用雙生子悖論進行責難.雖然這個悖論早已被證偽,但我們卻可以一窺天才有悖於常理的思路.:說假設地球上出生了一對雙胞胎,一個孩子留在地球上,同時另一個孩子乘坐飛船以接近光速離開地球,當地球上的孩子長大到二十歲後飛船以相同的速度返航,當地球上的孩子四十歲的時候飛船安全的抵達到了地球.現在請問:他們雙生子中誰更加年輕?假如認為接近光速運動時時間會變得更慢,那麼大部分人一定會認為乘坐光速離開地球的孩子更加年輕,但是,當飛船以接近光速離開地球的時候,同時我們也可以認為飛船是靜止不動的而地球以接近光速離開飛船.那麼現在大部分人一定認為是地球上的孩子更加年輕!到底誰更加年輕,當然答案很容易只要把兩個孩子放在一起比較一把就可以了,千萬不要告訴大家這兩個孩子一樣年輕!那樣愛因斯坦的靈魂會不安的...
麥克斯韋妖:
麥克斯韋妖是在物理學中,假象的能探測並控制單個分子運動的「類人妖」或功能相同的機制,是1871年由19世紀英國物理學家麥克斯韋為了說明違反熱力學第二定律的可能性而設想的.
當時麥克斯韋意識到自然界存在著與熵增加相拮抗的能量控制機制.但他無法清晰地說明這種機制.他只能詼諧的假定一種「妖」,能夠按照某種秩序和規則把作隨機熱運動的微粒分配到一定的相格里.麥克斯韋妖是耗散結構的一個雛形
在19世紀早期,不少人沉迷於一種神秘機械——第一類永動機的製造,因為這種設想中的機械只需要一個初始的力量就可使其運轉起來,之後不再需要任何動力和燃料,卻能自動不斷地做功.在熱力學第一定律提出之前,人們一直圍繞著製造永動機的可能性問題展開激烈的討論.
直至熱力學第一定律發現後,第一類永動機的神話才不攻自破.
熱力學第一定律是能量守恆和轉化定律在熱力學上的具體表現,它指明:熱是物質運動的一種形式.這說明外界傳給物質系統的能量(熱量),等於系統內能的增加和系統對外所作功的總和.它否認了能量的無中生有,所以不需要動力和燃料就能做功的第一類永動機就成了天方夜譚式的設想.
熱力學第一定律的產生是這樣的:在18世紀末19世紀初,隨著蒸汽機在生產中的廣泛應用,人們越來越關注熱和功的轉化問題.於是,熱力學應運而生.1798年,湯普生通過實驗否定了熱質的存在.德國醫生、物理學家邁爾在1841?843年間提出了熱與機械運動之間相互轉化的觀點,這是熱力學第一定律的第一次提出.焦耳設計了實驗測定了電熱當量和熱功當量,用實驗確定了熱力學第一定律,補充了邁爾的論證.
在熱力學第一定律之後,人們開始考慮熱能轉化為功的效率問題.這時,又有人設計這樣一種機械——它可以從一個熱源無限地取熱從而做功.這被稱為第二類永動機.
1824年,法國陸軍工程師卡諾設想了一個既不向外做工又沒有摩擦的理想熱機.通過對熱和功在這個熱機內兩個溫度不同的熱源之間的簡單循環(即卡諾循環)的研究,得出結論:熱機必須在兩個熱源之間工作,熱機的效率只取決與熱源的溫差,熱機效率即使在理想狀態下也不可能的達到100%.即熱量不能完全轉化為功.
1850年,克勞修斯在卡諾的基礎上統一了能量守恆和轉化定律與卡諾原理,指出:一個自動運作的機器,不可能把熱從低溫物體移到高溫物體而不發生任何變化,這就是熱力學第二定律.不久,開爾文又提出:不可能從單一熱源取熱,使之完全變為有用功而不產生其他影響;或不可能用無生命的機器把物質的任何部分冷至比周圍最低溫度還低,從而獲得機械功.這就是熱力學第二定律的「開爾文表述」.奧斯特瓦爾德則表述為:第二類永動機不可能製造成功.
在提出第二定律的同時,克勞修斯還提出了熵的概念S=Q/T,並將熱力學第二定律表述為:在孤立系統中,實際發生的過程總是使整個系統的熵增加.但在這之後,克勞修斯錯誤地把孤立體系中的熵增定律擴展到了整個宇宙中,認為在整個宇宙中熱量不斷地從高溫轉向低溫,直至一個時刻不再有溫差,宇宙總熵值達到極大.這時將不再會有任何力量能夠使熱量發生轉移,此即「熱寂論」.
為了批駁「熱寂論」,麥克斯韋設想了一個無影無形的精靈(麥克斯韋妖),它處在一個盒子中的一道閘門邊,它允許速度快的微粒通過閘門到達盒子的一邊,而允許速度慢的微粒通過閘門到達盒子的另一邊.這樣,一段時間後,盒子兩邊產生溫差.麥克斯韋妖其實就是耗散結構的一個雛形.
1877年,玻爾茲曼發現了宏觀的熵與體系的熱力學幾率的關系S=KlnQ,其中 K為玻爾茲曼常數.1906年,能斯特提出當溫度趨近於絕對零度 T→0 時,△S / O = 0 ,即「能斯特熱原理」.普朗克在能斯特研究的基礎上,利用統計理論指出,各種物質的完美晶體,在絕對零度時,熵為零(S 0 = 0 ),這就是熱力學第三定律.
熱力學三定律統稱為熱力學基本定律,從此,熱力學的基礎基本得以完備
⑵ 機械運動
1,機械運動是事物之間空間位置的相對變化,比如以公路邊的一棵樹為參照物(就是認為它不動)那路上的行人、車輛相對它的運動就都是機械運動。所以你提到的太陽東升西落、同步衛星相對於地球的運動都是機械運動。
2,禾苗的生長不是機械運動,它是生物運動,或者叫生命運動。
3,熱運動是一個系統內部的組成粒子的機械運動,它的特點是雜亂無章,永不停息。比如,一杯空氣里的各種分子都在不停地到處亂撞,永不停息;金屬里的電子會到處亂跑等。
4,思維運動是特指人類的思考過程,是在人的大腦里進行的一系列活動,它可以包括概念,判斷,推理方式等。
5,核電運動這個名詞,不好意思,我還沒聽說過。要是你指原子核內部的運動的話,那它應該是組成原子核的質子,中子等的相互作用。要是指電磁現象的話,就是各種帶電的粒子和物體間因為帶有電荷而產生的相互作用。
6,所有這些運動被分成不同和等級,從低到高是:機械運動、物理運動、化學運動、生物運動、思維運動、社會運動。但它們之間不是無關的,一般高級的運動里包含低級運動的成分,但又有自己不同於低級運動的規律。比如,禾苗的生長,是一種生物運動,但它的生長過程有水分和營養的進出,這是這些物質相對地面的機械運動,而它們進出的機理則有物理的,化學的和生物的原因,就不能僅用機械運動的原理去解釋。
這么多,說得有點像政治書了,但還是不完全,可能也不是我這種水平的人幾句話能說清楚的,請你多參考一些其的資料。
⑶ 什麼是機械運動
物理學里把物體位置的變化叫機械運動。
如我們所知,力的作用效果有:
改變回物體的運動狀態
改變物體的形狀答
改變物的運動狀態大多會引起物體的位置變化,引起機械運動。
改變物體的形狀而不改變它的運動狀態就叫是非機械運動中的一種。
據個很簡單的例子,握緊拳頭去錘橡皮泥,橡皮泥有形變,但沒有得到速度,這就叫做非機械運動。
要是在轉化為另一種運動形態以後,該過程的機械運動消失不見了。剩下的就是非機械運動。這種不能歸結為物體位移的特性,將表現為不可逆性。力還可以是在實際的連續介質中的波動過程的結果。在被連續化的或是連續的介質中,過程的非力學的特徵必須運用在原則上不同於質點的位移和位移對時間導數的概念。在恩格斯的著作中,能量的概念及其與動量概念的區別,是同非機械運動的概念聯系在一起的。這種非機械的運動乃是機械運動的原因,並與其互相轉換聯系在一起。在相互轉換中作為運動的量度的功是守恆的。
⑷ 牛頓的機械運動的三個基本定律具體是什麼
牛頓三大定律
牛頓三大定律是力學中重要的定律,它是研究經典力學的基礎。
1.牛頓第一定律
內容:任何物體都保持靜止或勻速直線運動的狀態,直到受到其它物體的作用力迫使它改變這種狀態為止。
說明:物體都有維持靜止和作勻速直線運動的趨勢,因此物體的運動狀態是由它的運動速度決定的,沒有外力,它的運動狀態是不會改變的。物體的這種性質稱為慣性。所以牛頓第一定律也稱為慣性定律。第一定律也闡明了力的概念。明確了力是物體間的相互作用,指出了是力改變了物體的運動狀態。因為加速度是描寫物體運動狀態的變化,所以力是和加速度相聯系的,而不是和速度相聯系的。在日常生活中不注意這點,往往容易產生錯覺。
注意:牛頓第一定律並不是在所有的參照系裡都成立,實際上它只在慣性參照系裡才成立。因此常常把牛頓第一定律是否成立,作為一個參照系是否慣性參照系的判據。
2.牛頓第二定律
內容:物體在受到合外力的作用會產生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小正比於合外力的大小與物體的慣性質量成反比。
第二定律定量描述了力作用的效果,定量地量度了物體的慣性大小。它是矢量式,並且是瞬時關系。
要強調的是:物體受到的合外力,會產生加速度,可能使物體的運動狀態或速度發生改變,但是這種改變是和物體本身的運動狀態有關的。
真空中,由於沒有空氣阻力,各種物體因為只受到重力,則無論它們的質量如何,都具有的相同的加速度。因此在作自由落體時,在相同的時間間隔中,它們的速度改變是相同的。
3.牛頓第三定律
內容:兩個物體之間的作用力和反作用力,在同一條直線上,大小相等,方向相反。
說明:要改變一個物體的運動狀態,必須有其它物體和它相互作用。物體之間的相互作用是通過力體現的。並且指出力的作用是相互的,有作用必有反作用力。它們是作用在同一條直線上,大小相等,方向相反。
另需要注意:
(1)作用力和反作用力是沒有主次、先後之分。同時產生、同時消失。
(2)這一對力是作用在不同物體上,不可能抵消。
(3)作用力和反作用力必須是同一性質的力。
(4)與參照系無關。
⑸ 什麼是機械運動(物理題)
物理學里把物體位置的變化叫機械運動。
如我們所知,力的作用效果有:
改變物體的運動狀態專
改變物體的形狀屬
改變物的運動狀態大多會引起物體的位置變化,引起機械運動。
改變物體的形狀而不改變它的運動狀態就叫是非機械運動中的一種。
據個很簡單的例子,握緊拳頭去錘橡皮泥,橡皮泥有形變,但沒有得到速度,這就叫做非機械運動。
要是在轉化為另一種運動形態以後,該過程的機械運動消失不見了。剩下的就是非機械運動。這種不能歸結為物體位移的特性,將表現為不可逆性。力還可以是在實際的連續介質中的波動過程的結果。在被連續化的或是連續的介質中,過程的非力學的特徵必須運用在原則上不同於質點的位移和位移對時間導數的概念。在恩格斯的著作中,能量的概念及其與動量概念的區別,是同非機械運動的概念聯系在一起的。這種非機械的運動乃是機械運動的原因,並與其互相轉換聯系在一起。在相互轉換中作為運動的量度的功是守恆的。
⑹ 物理學專家在線問答
物理學是一種自然科學,注重於研究物質、能量、空間、時間,尤其是它們各自的性質回與彼此答之間的相互關系。
物理學分類:
牛頓力學與理論力學(Rational mechanics)研究物體機械運動的基本規律及關於時空相對性的規律。
電磁學與電動力學研究電磁現象,物質的電磁運動規律及電磁輻射等規律。
熱力學與統計力學研究物質熱運動的統計規律及其宏觀表現。
相對論研究物體的高速運動效應以及相關的動力學規律。
量子力學研究微觀物質運動現象以及基本運動規律。
粒子物理學、原子核物理學、原子與分子物理學、固體物理學、凝聚態物理學、激光物理學、等離子體物理學、地球物理學、生物物理學、天體物理學。
⑺ 力的概念是什麼
力是看不來見摸不著的自,它是人們在長期生產實踐中,觀察物體之間相互作用的表面現象而抽象出來的概念。這里所說的相互作用,僅指物體間的機械作用,這種機械作用的結果,總伴隨著物體機械運動狀態發生變化(包括變形)的表面現象。
由此力的定義為:力是物體間的機械作用,這種作用使物體的機械運動狀態發生變化或使物體的形狀發生變化。
物體間相互作用的方式,有的是直接接觸,例如:機車對車廂的牽引力、物體表面之間的摩擦力等;也有的不是直接接觸,例如:地球對物體的吸引力、磁性物體間的引力和斥力等。
實踐表明,力對物體的作用效果決定於三個要素:力的大小、力的方向、力的作用點。改變任何要素都會改變力對物體的作用效果。
⑻ 什麼是力學
「力學是研究物質機械運動規律的科學。自然界物質有許多層次,從宇宙體系,宏觀的天體和物體,細觀的顆粒、纖維
⑼ 物理歷史上著名的悖論
薛定諤貓是薛定諤在1935年提出的關於量子力學解釋的一個佯謬(也譯為悖論)。貓被封在一個密室里,密室里有食物有毒葯。毒葯瓶上有一個錘子,錘子由一個電子開關控制,電子開關由放射性原子控制。如果原子核衰變,則放出阿爾法粒子,觸動電子開關,錘子落下,砸碎毒葯瓶,釋放出裡面的氰化物氣體,貓必死無疑。這個裝置由薛定諤所設計,所以貓便叫做薛定諤貓。原子核的衰變是隨機事件,物理學家所能精確知道的只是半衰期——衰變一半所需要的時間。如果一種放射性元素的半衰期是一天,則過一天,該元素就少了一半,再過一天,就少了剩下的一半。但是,物理學家卻無法知道,它在什麼時候衰變,上午,還是下午。當然,物理學家知道它在上午或下午衰變的幾率——也就是貓在上午或者下午死亡的幾率。如果我們不揭開密室的蓋子,根據我們在日常生活中的經驗,可以認定,貓或者死,或者活,這是它的兩種本徵態。但是,如果我們用薛定諤方程來描述薛定諤貓,則只能說,她處於一種活與死的疊加態。我們只有在揭開蓋子的一瞬間,才能確切地知道此貓是死是活。但是,也就是在揭開蓋子的一瞬間,描述貓的狀態的波函數由疊加態立即坍塌到某一個本徵態,即死態或者活態。量子理論認為:如果沒有揭開蓋子,進行觀察,我們永遠也不知道此貓是死是活,她將永遠到處於死與活的疊加態,即通常所說的半死不活。這與我們的日常經驗嚴重相違,要麼死,要麼活,怎麼可能不死不活,半死半活?
測不準原理:
測不準原理也叫不確定原理,是海森伯在1927年首先提出的,它反映了微觀粒子運動的基本規律,是物理學中又一條重要原理。
海森伯在創立矩陣力學時,對形象化的圖象採取否定態度。但他在表述中仍然需要「坐標」、「速度」之類的詞彙,當然這些詞彙已經不再等同於經典理論中的那些詞彙。可是,究竟應該怎樣理解這些詞彙新的物理意義呢?海森伯抓住雲室實驗中觀察電子徑跡的問題進行思考。他試圖用矩陣力學為電子徑跡作出數學表述,可是沒有成功。這使海森伯陷入困境。他反復考慮,意識到關鍵在於電子軌道的提法本身有問題。人們看到的徑跡並不是電子的真正軌道,而是水滴串形成的霧跡,水滴遠比電子大,所以人們也許只能觀察到一系列電子的不確定的位置,而不是電子的准確軌道。因此,在量子力學中,一個電子只能以一定的不確定性處於某一位置,同時也只能以一定的不確定性具有某一速度。可以把這些不確定性限制在最小的范圍內,但不能等於零。這就是海森伯對不確定性最初的思考。據海森伯晚年回憶,愛因斯坦1926年的一次談話啟發了他。愛因斯坦和海森伯討論可不可以考慮電子軌道時,曾質問過海森伯:「難道說你是認真相信只有可觀察量才應當進入物理理論嗎?」對此海森伯答復說:「你處理相對論不正是這樣的嗎?你曾強調過絕對時間是不許可的,僅僅是因為絕對時間是不能被觀察的。」愛因斯坦承認這一點,但是又說:「一個人把實際觀察到的東西記在心裡,會有啟發性幫助的……在原則上試圖單靠可觀察量來建立理論,那是完全錯誤的。實際上恰恰相反,是理論決定我們能夠觀察到的東西……只有理論,即只有關於自然規律的知識,才能使我們從感覺印象推論出基本現象。」
海森伯在1927年的論文一開頭就說:「如果誰想要闡明『一個物體的位置』(例如一個電子的位置)這個短語的意義,那麼他就要描述一個能夠測量『電子位置』的實驗,否則這個短語就根本沒有意義。」海森伯在談到諸如位置與動量,或能量與時間這樣一些正則共軛量的不確定關系時,說:「這種不確定性正是量子力學中出現統計關系的根本原因。」
海森伯測不準原理是通過一些實驗來論證的。設想用一個γ射線顯微鏡來觀察一個電子的坐標,因為γ射線顯微鏡的分辨本領受到波長λ的限制,所用光的波長λ越短,顯微鏡的解析度越高,從而測定電子坐標不確定的程度△q就越小,所以△q∝λ。但另一方面,光照射到電子,可以看成是光量子和電子的碰撞,波長λ越短,光量子的動量就越大,所以有△p∝1/λ。經過一番推理計算,海森伯得出:△q△p=h/4π。海森伯寫道:「在位置被測定的一瞬,即當光子正被電子偏轉時,電子的動量發生一個不連續的變化,因此,在確知電子位置的瞬間,關於它的動量我們就只能知道相應於其不連續變化的大小的程度。於是,位置測定得越准確,動量的測定就越不準確,反之亦然。」
海森伯還通過對確定原子磁矩的斯特恩-蓋拉赫實驗的分析證明,原子穿過偏轉所費的時間△T越長,能量測量中的不確定性△E就越小。再加上德布羅意關系λ=h/p,海森伯得到△E△T<h,並且作出結論:「能量的准確測定如何,只有靠相應的對時間的測不準量才能得到。」
海森伯的測不準原理得到了玻爾的支持,但玻爾不同意他的推理方式,認為他建立測不準關系所用的基本概念有問題。雙方發生過激烈的爭論。玻爾的觀點是測不準關系的基礎在於波粒二象性,他說:「這才是問題的核心。」而海森伯說:「我們已經有了一個貫徹一致的數學推理方式,它把觀察到的一切告訴了人們。在自然界中沒有什麼東西是這個數學推理方式不能描述的。」玻爾則說:「完備的物理解釋應當絕對地高於數學形式體系。」
玻爾更著重於從哲學上考慮問題。1927年玻爾作了《量子公設和原子理論的新進展》的演講,提出著名的互補原理。他指出,在物理理論中,平常大家總是認為可以不必干涉所研究的對象,就可以觀測該對象,但從量子理論看來卻不可能,因為對原子體系的任何觀測,都將涉及所觀測的對象在觀測過程中已經有所改變,因此不可能有單一的定義,平常所謂的因果性不復存在。對經典理論來說是互相排斥的不同性質,在量子理論中卻成了互相補充的一些側面。波粒二象性正是互補性的一個重要表現。測不準原理和其它量子力學結論也可從這里得到解釋。
雙生子悖論:
愛因斯坦提出著名的相對論即時間可以改變的理論不久以後,就有天才用雙生子悖論進行責難.雖然這個悖論早已被證偽,但我們卻可以一窺天才有悖於常理的思路.:說假設地球上出生了一對雙胞胎,一個孩子留在地球上,同時另一個孩子乘坐飛船以接近光速離開地球,當地球上的孩子長大到二十歲後飛船以相同的速度返航,當地球上的孩子四十歲的時候飛船安全的抵達到了地球.現在請問:他們雙生子中誰更加年輕?假如認為接近光速運動時時間會變得更慢,那麼大部分人一定會認為乘坐光速離開地球的孩子更加年輕,但是,當飛船以接近光速離開地球的時候,同時我們也可以認為飛船是靜止不動的而地球以接近光速離開飛船.那麼現在大部分人一定認為是地球上的孩子更加年輕!到底誰更加年輕,當然答案很容易只要把兩個孩子放在一起比較一把就可以了,千萬不要告訴大家這兩個孩子一樣年輕!那樣愛因斯坦的靈魂會不安的...
麥克斯韋妖:
麥克斯韋妖是在物理學中,假象的能探測並控制單個分子運動的「類人妖」或功能相同的機制,是1871年由19世紀英國物理學家麥克斯韋為了說明違反熱力學第二定律的可能性而設想的。
當時麥克斯韋意識到自然界存在著與熵增加相拮抗的能量控制機制。但他無法清晰地說明這種機制。他只能詼諧的假定一種「妖」,能夠按照某種秩序和規則把作隨機熱運動的微粒分配到一定的相格里。麥克斯韋妖是耗散結構的一個雛形
在19世紀早期,不少人沉迷於一種神秘機械——第一類永動機的製造,因為這種設想中的機械只需要一個初始的力量就可使其運轉起來,之後不再需要任何動力和燃料,卻能自動不斷地做功。在熱力學第一定律提出之前,人們一直圍繞著製造永動機的可能性問題展開激烈的討論。
直至熱力學第一定律發現後,第一類永動機的神話才不攻自破。
熱力學第一定律是能量守恆和轉化定律在熱力學上的具體表現,它指明:熱是物質運動的一種形式。這說明外界傳給物質系統的能量(熱量),等於系統內能的增加和系統對外所作功的總和。它否認了能量的無中生有,所以不需要動力和燃料就能做功的第一類永動機就成了天方夜譚式的設想。
熱力學第一定律的產生是這樣的:在18世紀末19世紀初,隨著蒸汽機在生產中的廣泛應用,人們越來越關注熱和功的轉化問題。於是,熱力學應運而生。1798年,湯普生通過實驗否定了熱質的存在。德國醫生、物理學家邁爾在1841?843年間提出了熱與機械運動之間相互轉化的觀點,這是熱力學第一定律的第一次提出。焦耳設計了實驗測定了電熱當量和熱功當量,用實驗確定了熱力學第一定律,補充了邁爾的論證。
在熱力學第一定律之後,人們開始考慮熱能轉化為功的效率問題。這時,又有人設計這樣一種機械——它可以從一個熱源無限地取熱從而做功。這被稱為第二類永動機。
1824年,法國陸軍工程師卡諾設想了一個既不向外做工又沒有摩擦的理想熱機。通過對熱和功在這個熱機內兩個溫度不同的熱源之間的簡單循環(即卡諾循環)的研究,得出結論:熱機必須在兩個熱源之間工作,熱機的效率只取決與熱源的溫差,熱機效率即使在理想狀態下也不可能的達到100%。即熱量不能完全轉化為功。
1850年,克勞修斯在卡諾的基礎上統一了能量守恆和轉化定律與卡諾原理,指出:一個自動運作的機器,不可能把熱從低溫物體移到高溫物體而不發生任何變化,這就是熱力學第二定律。不久,開爾文又提出:不可能從單一熱源取熱,使之完全變為有用功而不產生其他影響;或不可能用無生命的機器把物質的任何部分冷至比周圍最低溫度還低,從而獲得機械功。這就是熱力學第二定律的「開爾文表述」。奧斯特瓦爾德則表述為:第二類永動機不可能製造成功。
在提出第二定律的同時,克勞修斯還提出了熵的概念S=Q/T,並將熱力學第二定律表述為:在孤立系統中,實際發生的過程總是使整個系統的熵增加。但在這之後,克勞修斯錯誤地把孤立體系中的熵增定律擴展到了整個宇宙中,認為在整個宇宙中熱量不斷地從高溫轉向低溫,直至一個時刻不再有溫差,宇宙總熵值達到極大。這時將不再會有任何力量能夠使熱量發生轉移,此即「熱寂論」。
為了批駁「熱寂論」,麥克斯韋設想了一個無影無形的精靈(麥克斯韋妖),它處在一個盒子中的一道閘門邊,它允許速度快的微粒通過閘門到達盒子的一邊,而允許速度慢的微粒通過閘門到達盒子的另一邊。這樣,一段時間後,盒子兩邊產生溫差。麥克斯韋妖其實就是耗散結構的一個雛形。
1877年,玻爾茲曼發現了宏觀的熵與體系的熱力學幾率的關系S=KlnQ,其中 K為玻爾茲曼常數。1906年,能斯特提出當溫度趨近於絕對零度 T→0 時,△S / O = 0 ,即「能斯特熱原理」。普朗克在能斯特研究的基礎上,利用統計理論指出,各種物質的完美晶體,在絕對零度時,熵為零(S 0 = 0 ),這就是熱力學第三定律。
熱力學三定律統稱為熱力學基本定律,從此,熱力學的基礎基本得以完備
⑽ 下列現象中,屬於機械運動的是
我想你應該是一位初中生吧。從初中所學物理知識的角度來說,機械能與整個物體的版機械運動情況有關權,也就是與物體間的相互作用力、相對位置的變化有關;而內能與物體內部分子的熱運動和分子間的相互作用情況有關,即與物體溫度的變化、物態變化的情況有關,因此內能和機械能是完全不同的兩種形式能的表現。冰塊熔化時,是由於冰塊吸熱使物質內部的分子結構發生變化,而在宏觀上它的機械運動情況並沒有發生變化,因此,冰塊熔化不時機械運動,而是物質內部分子的熱運動。
望採納,謝謝。
