Історія розвитку квантових уявлень

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Державна освітня установа вищої професійної освіти

Тюменського державного АРХІТЕКТУРНО-технічний університет

Виконала: Отраднова О. Ю.

Група УП10-2

1 курс

Перевірила: Мар'їнський С. Г.

Тюмень 2010р.

Зміст

1.Відкриття елементарних частіц.3

2.Хронологія становлення квантової теоріі.3

3. Виникнення і розвиток квантової фізики. 3

3.1. Гіпотеза квантів. 3

3.2. Теорія атома І. Бора. Принцип відповідності. 3

3.3. Історія створення квантової механіки. 3

4.Создание нерелятивистской квантової механіки. 3

5.Проблема інтерпретації квантової механіки. Принцип додатковості. 3

6.Квантово-польова картина світу. 3

Список використаної літератури.3

Відкриття елементарних частинок стало закономірним результатом загальних успіхів у вивченні будови речовини, досягнутих фізикою в кінці 19 ст. Воно було підготовлено всебічними дослідженнями оптичних спектрів атомів, вивченням електричних явищ в рідинах і газах, відкриттям Фотоелектрика, рентгенівських променів, природної радіоактивності, що свідчили про існування складної структури матерії.

Історично першою відкритою елементарною частинкою був електрон - носій негативного елементарного електричного заряду в атомах. У 1897 Дж. Томсон встановив, що катодні промені утворені потоком найдрібніших частинок, які були названі електронами. У 1911 Е. Резерфорд, пропускаючи альфа-частинки від природного радіоактивного джерела через тонкі фольги різних речовин, з'ясував, що позитивний заряд в атомах зосереджений в компактних утвореннях - ядрах, а в 1919 виявив серед частинок, вибитих з атомних ядер, протони - частки з одиничним позитивним зарядом і масою, в 1840 разів перевищує масу електрона. Інша частинка, що входить до складу ядра, - нейтрон - була відкрита в 1932 Дж. Чедвиком при дослідженнях взаємодії a-частинок з берилієм. Нейтрон має масу, близьку до маси протона, але не володіє електричним зарядом. Відкриттям нейтрона завершилося виявлення частинок - структурних елементів атомів і їх ядер.

Висновок про існування частинки електромагнітного поля - фотона - бере свій початок з роботи М. Планка (1900). Припустивши, що енергія електромагнітного випромінювання абсолютно чорного тіла квантування, Планк отримав правильну формулу для спектра випромінювання. Розвиваючи ідею Планка, А. Ейнштейн (1905) постулював, що електромагнітне випромінювання (світло) в дійсності є потоком окремих квантів (фотонів), і на цій основі пояснив закономірності фотоефекту. Прямі експериментальні докази існування фотона були дані Р. Міллікеном (1912- 1915) і А. Комптоном (1922).

Відкриття нейтрино - частинки, майже не взаємодіє з речовиною, веде свій початок від теоретичної здогадки В. Паулі (1930), що дозволила за рахунок припущення про народження такої частинки усунути труднощі з законом збереження енергії в процесах бета-розпаду радіоактивних ядер. Експериментально існування нейтрино було підтверджено лише в 1953 (Ф. Райнес і К Коуен, США).

З 30-х і до початку 50-х рр. вивчення елементарних частинок було тісно пов'язане з дослідженням космічних променів. У 1932 в складі космічних променів К. Андерсоном був виявлений позитрон (е +) - частинка з масою електрона, але з позитивним електричним зарядом. Позитрон був першою відкритою античастинкою. Існування е + безпосередньо випливало з релятивістської теорії електрона, розвинутої П. Діраком (1928-31) незадовго до виявлення позитрона. У 1936 американські фізики К. Андерсон і С. Неддермейер виявили при дослідженні космічних променів мюони (обох знаків електричного заряду) - частинки з масою приблизно в 200 мас електрона, а в іншому дивно близькі за властивостями до е-, е +.

У 1947 також в космічних променях групою С. Пауелла були відкриті p + і p - мезони з масою в 274 електронні маси, які відіграють важливу роль у взаємодії протонів з нейтронами в ядрах. Існування подібних частинок було припущено Х. Юкавой в 1935.

Кінець 40-х - початок 50-х рр. ознаменувалися відкриттям великої групи частинок з незвичайними властивостями, що одержали назву "дивних". Перші частинки цієї групи К + - і К - мезони, L-, S + -, S- -, X- -гиперона були відкриті в космічних променях, наступні відкриття дивних частинок були зроблені на прискорювачах - установках, що створюють інтенсивні потоки швидких протонів і електронів. При зіткненні з речовиною прискорені протони й електрони народжують нові елементарні частинки, які і стають предметом вивчення.

З початку 50-х рр. прискорювачі перетворилися на основний інструмент для дослідження елементарних частинок. У 70-х рр. енергії частинок, розігнаних на прискорювачах, склали десятки і сотні млрд. електронвольт (Гев). Прагнення до збільшення енергій частинок обумовлено тим, що високі енергії відкривають можливість вивчення будови матерії на тим менших відстанях, чим вище енергія зіштовхуються частинок. Прискорювачі істотно збільшили темп отримання нових даних і в короткий термін розширили і збагатили наше знання властивостей мікросвіту. Застосування прискорювачів для вивчення дивних частинок дозволило більш детально вивчити їх властивості, зокрема особливості їх розпаду, і незабаром привело до важливого відкриття: з'ясуванню можливості зміни характеристик деяких мікропроцеси при операції дзеркального відображення - т. Зв. порушення просторів, парності (1956). Введення в дію протонних прискорювачів з енергіями в мільярди електронвольт дозволив відкрити важкі античастинки: антипротон (1955), антинейтрон (1956), антісігма-гіперонів (1960). У 1964 був відкритий найважчий гіперонів W- (з масою близько двох мас протона). У 1960-х рр. на прискорювачах було відкрито велику кількість вкрай нестійких (у порівнянні з ін. нестабільними елементарними частинками) частинок, які отримали назву "резонансів". Маси більшості резонансів перевищують масу протона. Перший з них D1 (1232) був відомий з 1953. Виявилося, що резонанси складають основна частина елементарних частинок.

У 1962 було з'ясовано, що існують два різних нейтрино: електронне і мюонне. У 1964 у розпаді нейтральних К-мезонів було виявлено незбереження т. Н. комбінованої парності (введеної Лі Цзун-дао і Ян Чжень-Ніномія і незалежно Л. Д. Ландау в 1956), що означає необхідність перегляду звичних поглядів на поведінку фізичних процесів при операції відображення часу.

У 1974 були виявлені масивні (в 3-4 протонні маси) і в той же час відносно стійкі y-частинки, з часом життя, незвично великим для резонансів. Вони виявилися тісно пов'язаними з новим сімейством елементарних частинок - "зачарованих", перші представники якого (D0, D +, Lс) були відкриті в 1976. У 1975 було отримано перші відомості про існування важкого аналога електрона і мюона (важкого лептона t). У 1977 були відкриті Ў-частинки з масою порядку десятка протонних мас.

Таким чином, за роки, що минули після відкриття електрона, було виявлено величезну кількість різноманітних мікрочастинок матерії. Світ елементарних частинок виявився досить складно влаштованих. Несподіваними у багатьох відношеннях виявилися властивості виявлених елементарних частинок. Для їх опису, крім характеристик, запозичених з класичної фізики, таких, як електричний заряд, маса, момент кількості руху, треба було ввести багато нових спеціальних характеристик, зокрема для опису дивних елементарних частинок - дивина (К. Нішіджіма, М. Гелл-Ман , 1953), "зачарованих" елементарних частинок - "чарівність" (американські фізики Дж. Бьyoркен, Ш. Глешоу, 1964); вже назви приведених характеристик відображають незвичайність описуваних ними властивостей елементарних частинок.

Вивчення внутрішньої будови матерії і властивостей елементарних частинок з перших своїх кроків супроводжувалося радикальним переглядом багатьох усталених понять і уявлень. Закономірності, що керують поведінкою матерії в малому, виявилися настільки відмінними від закономірностей класичної механіки та електродинаміки, що зажадали для свого опису абсолютно нових теоретичних побудов.

хронологічно уявити етапи розвитку квантової теорії, починаючи з моменту її виникнення до наших днів.

· Дата народження квантової теорії - це 1900 р Макс Планк прийшов до висновку, що енергія осцилятора (механічної системи) - частинки, що коливається біля положення рівноваги - змінюється дискретно. Класична фізика стверджувала, що енергію будь-механічної системи (осцилятора) можна змінювати тільки безперервно.

· 1905 - А. Ейнштейн висунув гіпотезу світлових квантів і показав, що вона пояснює феномен фотоефекту, незрозумілий з позицій хвильової теорії поширення світла. Він припустив, що світло є набір часток квантів з енергією, пропорційною частоті, і масою, що дорівнює нулю. По суті справи він відродив вже забуту всіма корпускулярну теорію світла. Завдяки цій гіпотезі з'явилася можливість перенести ідею Планка про дискретності енергії з механічних систем на електромагнітне поле.

· 1913 - Н. Бор видав роботу «Про будову атомів і молекул». Він поширив ідею про дискретності можливих значень енергії осцилятора на рух електронів в атомі. Їм пояснювалася дискретність спектральних ліній *, що випускаються атомами. Енергія такої лінії дорівнювала різниці енергій двох можливих станів електрона. Н. Бор фактично інтуїтивно сформулював знамениті «правила квантування», відомі як постулати Бора.

· 1923 - Луї де Бройль висунув гіпотезу про універсальність корпускулярно-хвильового дуалізму. З рухом матеріальної частинки пов'язаний хвильової процес. Електрон проявляє себе і як частка і як хвиля. Не тільки фотони, але і електрони, і будь-які інші частинки поряд з корпускулярним володіють хвильовими властивостями. У 1927 р була виявлена ​​дифракція електронів, яка підтвердила цю гіпотезу.

· 1926 - Ервін Шредінгер отримав рівняння для хвильової функції і застосував його до атому водню. Підтвердилися правила квантування Бора. Були описані хвильові властивості електрона в атомі водню. З'явився спосіб, що дозволяє розраховувати всі явища атомної фізики. Було покладено початок квантової механіки. Макс Борн уточнив, що хвильова функція описує ймовірність знаходження частинки в тій чи іншій точці і є вільний інформації.

· 1927 - В. Гейзенберг отримує співвідношення невизначеностей, згідно з яким спроба вимірювання координати частинки призводить до невизначеності в спробі визначення її імпульсу і навпаки. Об'єкт мікросвіту неможливо одночасно з будь-який заздалегідь заданою точністю характеризувати і координатою і імпульсом. Поняття класичної траєкторії не застосовується до микрочастицам. Н. Бор висуває загальний принцип додатковості, одним з конкретних виразів якого є співвідношення невизначеностей.

· 1927 - П. Дірак застосував квантову механіку до електромагнітного поля. Виникла квантова теорія поля. Поле як квантовий об'єкт відрізняється від будь-якої системи частинок тим, що має нескінченне число ступенів свободи.

· 1928 - П. Дірак узагальнив рівняння Шредінгера для електронів, що рухаються з довільними швидкостями. Було покладено початок релятивістської квантової механіки і квантової електродинаміки, яка описує два взаємодіючих поля - електромагнітне і електрон-позитронне.

· Об'єктом дослідження стає вакуум.Напрямок пошуків: пошук симетрії полів, що описують різні частки і тенденція до об'єднання різних видів взаємодії між частинками.

· У 1973 висувається гіпотеза кварків, відповідно до якої всі відомі сільновзаімодействующіх частки складені з декількох видів елементарних частинок - кварків, скріплених глюонів полями. Так виникає квантова хромодинамика. Поставлено завдання теорії Великого об'єднання - електрослабкої і сильне взаємодія, а також теорія «Супероб'едіненія» - єдина теорія всіх відомих полів.

3.1. гіпотеза квантів

Витоки квантової фізики можна знайти в дослідженнях процесів випромінювання тел. Ще в 1809 р П. Прево зробив висновок, що кожне тіло випромінює незалежно від навколишнього середовища. Розвиток спектроскопії в XIX в. призвело до того, що при вивченні спектрів випромінювання починають звертати увагу і на спектри поглинання. При цьому з'ясовується, що між випромінюванням і поглинанням тіла існує простий зв'язок: в спектрах поглинання відсутні або послаблюються ті ділянки спектру, які випускаються даним тілом. Цей закон отримав пояснення тільки в квантової теорії.

Г. Кірхгоф в 1860 р сформулював новий закон, який говорить, що для випромінювання однієї і тієї ж довжини хвилі при одній і тій же температурі відношення іспускательной і поглощательной здібностей для всіх тіл однаково. Кірхгоф ввів поняття абсолютно чорного тіла як тіла, що поглинає всі падаючі на нього промені.

Л.Больцман показав, що повна енергія випромінювання абсолютно чорного тіла пропорційна четвертого ступеня його температури. Однак дослідження в цьому напрямку, засновані на термодинаміки і оптиці, не привели до успіху.

Досвід давав картину, що не зрозумілу з точки зору класичних уявлень: при термодинамічній рівновазі між хитаються атомами речовини і електромагнітним випромінюванням майже вся енергія зосереджена в тих, хто вагається атомах і лише незначна частина її припадає на частку випромінювання, тоді як згідно з класичною теорією практично вся енергія повинна була б перейти до електромагнітного поля.

У 80-і рр. XIX ст. емпіричні дослідження закономірностей розподілу спектральних ліній і вивчення функції φ (λ, Т) стали більш інтенсивними і систематичними. Була вдосконалена експериментальна апаратура. Для енергії випромінювання абсолютно чорного тіла В. Вином в 1896 р, Дж. Релея і Дж. Джинси в 1900 р було запропоновано дві різні формули. Як показали експериментальні результати, формула Вина асимптотично вірна в області коротких хвиль і дає різкі розбіжності з досвідом в області довгих хвиль, а формула Релея - Джинса асимптотично вірна для довгих хвиль, але не може бути застосована для коротких.

У 1900 р на засіданні Берлінського фізичного товариства М. Планк запропонував нову формулу для розподілу енергії в спектрі сірчаного тіла. Ця формула давала повну відповідність з досвідом, але її фізичний зміст був не цілком зрозумілий. Додатковий аналіз показав, що вона має сенс тільки в тому випадку, якщо опустити, що випромінювання енергії відбувається не безперервно, а пределеніе порціями - квантами (ε). Більш того, ε не є будь-який величиною, а саме,

ε = hν,

де h - певна константа,

av - частота світла.

Це вело до визнання нарівні з атомизмом речовини атомізму енергії або дії, дискретного, квантового характеру випромінювання, що не вкладалося в рамки уявлень класичної фізики.

Формулювання гіпотези квантів енергії була початком нової ери в розвитку теоретичної фізики. З великим успіхом цю гіпотезу почали застосовувати для пояснення інших явищ, які не піддаючись опису на основі уявлень класичної фізики.

Істотно новим кроком у розвитку квантової гіпотези було ведення поняття квантів світла. Ця ідея була розроблена в 1905 р Ейнштейном і використана їм для пояснення фотоефекту. В цілому ряді досліджень були отримані підтвердження істинності цієї ідеї. У 1909 р Ейнштейн, продовжуючи дослідження законів випромінювання, показує, що світло має одночасно і хвильовими, і корпускулярним властивостями. Ставало дедалі очевидніше, що корпускулярно-хвильовий дуалізм світлового випромінювання не можна пояснити з позицій класичної фізики. У 1912 р А. Пуанкаре остаточно довів несумісність формули Планка і класичної механіки. Були потрібні нові поняття, нові уявлення і новий науковий мову, для того щоб фізики могли осмислити ці незвичайні явища. Все це з'явилося пізніше - разом зі створенням і розвитком квантової механіки.

3.2. Теорія атома І. Бора. принцип відповідності

У світлі тих видатних відкриттів кінця XIX в., Які революціонізували фізику, однією з ключових стала проблема будови атомів. Ще в 1889 році у своїй фарадеевского лекції Д.І. Менделєєв відзначав, що в результаті виявлення специфічної періодичності хімічних властивостей елементів, розташованих по зростаючим атомним вагам, центральною проблемою фізики стає проблема будови атома.

У 1909-1910 рр. Е. Резерфордом були проведені експериментальні дослідження розсіювання α-частинок тонким шаром речовини. Як показали ці дослідження, більшість α-частинок, які пронизують тонкий шар речовини, розсіюються силовими центрами, які діють на них з силою, обернено пропорційною квадрату відстані. Деякі порівняно небагато частки відхилялися на кут 90 ° і більше; мабуть, вони зустрілися з дуже сильними електричними полями. Результати цього дослідження дозволили Резерфорду в 1911 р сформулювати планетарну модель атома. За моделлю Резерфорда, атом складається з позитивного ядра набагато менших розмірів, ніж атом, - близько 10-13 см. Навколо ядра обертаються електрони. Загальний заряд атома дорівнює нулю, тому заряд ядра по абсолютній величині дорівнює nе, де n - число електронів в атомі, е - заряд електрона. Резерфорд вважав також, що число електронів в атомі має дорівнювати порядковому номеру елемента в періодичній системі Менделєєва. Але модель Резерфорда не пояснювала багатьох виявлених на той час закономірностей випромінювання атомів, вид атомних спектрів і ін.

Більш досконалу квантову модель атома запропонував в 1913 р молодий датський фізик Н. Бор, який працював в лабораторії Резерфорда. Бор зрозумів, що для побудови теорії, яка пояснювала б і результати дослідів з розсіювання α-частинок, і стійкість атома, і серіальні закономірності, і ряд інших експериментальних даних, потрібно відмовитися від ряду принципів класичної фізики. Бор взяв за основу модель атома Резерфорда і доповнив її новими гіпотезами, які не дотримуються або навіть суперечать класичним уявленням. Ці гіпотези відомі як постулати Бора. Вони зводяться до наступного.

1. Кожен електрон в атомі може здійснювати стійке орбітальний рух по певній орбіті, з певним значенням енергії, що не випускаючи і не поглинаючи електромагнітного випромінювання. У цих станах атомні системи мають енергіями, що утворюють дискретний ряд: Е1, Е2, ..., Еn. Стану ці характеризується своєю стійкістю. Будь-яке зміна енергії в результаті поглинання або випускання електромагнітного випромінювання може відбуватися тільки стрибком з одного стану в інший.

2. Електрон здатний переходити з однієї стаціонарної орбіти на іншу. Тільки в цьому випадку він випускає або поглинає певну порцію енергії монохроматичноговипромінювання певної частоти. Ця частота залежить від рівня зміни енергії атома при такому переході. Якщо при переході електрона з орбіти на орбіту енергія атома змінюється від Еm до ЕN, то випускається або поглинається частота визначається умовою

Ці постулати Бор використовував для розрахунку найпростішого атома (водню), розглядаючи спочатку найбільш просту його модель: нерухоме ядро, навколо якого по круговій орбіті обертається електрон. Пояснення спектра водню було великим успіхом теорії Бора.

Квантові постулати Бора були лише першим кроком у створенні теорії атома, тому довелося скористатися таким прийомом: спочатку завдання вирішувалася за допомогою класичної механіки (завідомо непридатною повністю до внутрішньоатомних рухам), а потім з усього безперервного безлічі станів руху, до яких призводить класична механіка, на основі квантових постулатів відбиралися квантові стану. Незважаючи на всю недосконалість цього методу, він привів до великих успіхів - дозволив пояснити складні закономірності в атомних і молекулярних спектрах, осмислити природу хімічних взаємодій і ін. Такий підхід, по суті, є окремим випадком загального принципу, що грає важливу роль в сучасній теоретичній фізиці - принципу відповідності, який свідчить, що будь-яка некласична теорія у відповідному граничному випадку переходить в класичну.

Важливим досягненням Бора та інших дослідників було розвиток уявлення про будову багатоелектронних атомів. Вжиті кроки в розвитку теорії будови більш складних (ніж водень) атомів і поясненні структури їх спектрів принесли деякі успіхи, однак тут дослідники зіткнулися з великими труднощами. Введення чотирьох квантових чисел, що характеризують стану електрона в атомі, встановлення принципу Паулі (згідно з яким дві тотожний частинки з напівцілим спіном не можуть одночасно перебувати в одному стані) і пояснення періодичної системи Менделєєва - великі успіхи теорії атома Бора. Однак вони не означали, що цю теорію можна вважати завершеною. По-перше, постулати Бора і багато принципів його теорії мали характер незрозумілих, ні звідки не які належать їм тверджень, які ще повинні отримати своє обгрунтування. По-друге, в деяких навіть досить простих випадках застосування даної теорії зустрічало непереборні труднощі; так, наприклад, спроби теоретично розрахувати навіть такий, здавалося б, простий атом, як атом гелію, не привели до успіху. Фізики ясно розуміли незадовільність боровськой теорії атома.

Таким чином, в першій чверті XX ст. перед фізикою все ще стояло завдання пошуку нових шляхів розвитку теорії атомних явищ. Її рішення вимагало відмови від ряду давно встановлених понять і вироблення абсолютно нових теоретичних уявлень і принципів.

3.3. Історія створення квантової механіки

На початку 20 ст. були виявлені дві (здавалося, не пов'язані між собою) групи явищ, які свідчать про непридатність звичайної класичної теорії електромагнітного поля (класичної електродинаміки) до процесів взаємодії світла з речовиною і до процесів, що відбуваються в атомі. Перша група явищ була пов'язана з встановленням на досвіді подвійної природи світла (дуалізм світла); друга - з неможливістю пояснити на основі класичних уявлень стійке існування атома, а також спектральні закономірності, відкриті при вивченні випускання світла атомами. Встановлення зв'язку між цими групами явищ і спроби пояснити їх на основі нової теорії і привели, в кінцевому рахунку, до відкриття законів квантової механіки.

Вперше квантові уявлення (в т. Ч. Квантова постійна h) були введені в фізику в роботі М. Планка (1900), присвяченій теорії теплового випромінювання.

Існуюча на той час теорія теплового випромінювання, побудована на основі класичної електродинаміки і статистичної фізики, приводила до безглуздого результату, який складався в тому, що теплове (термодинамічне) рівновага між випромінюванням і речовиною не може бути досягнуто, тому що вся енергія рано чи пізно повинна перейти у випромінювання. Планк дозволив це протиріччя і отримав результати, прекрасно узгоджуються з досвідом, на основі надзвичайно сміливої ​​гіпотези. На противагу класичної теорії випромінювання, що розглядає випускання електромагнітних хвиль як безперервний процес, Планк припустив, що світло випускається певними порціями енергії - квантами. Величина такого кванта енергії залежить від частоти світла n і дорівнює E = hn. Від цієї роботи Планка можна простежити дві взаємопов'язані лінії розвитку, що завершилися остаточним формулюванням К. м. У двох її формах (1927).

Перша починається з роботи Ейнштейна (1905), в якій було дано теорія фотоефекту - явища виривання світлом електронів з речовини.

У розвиток ідеї Планка Ейнштейн припустив, що світло не тільки випускається і поглинається дискретними порціями - квантами випромінювання, але і поширення світла відбувається такими квантами, т. Е. Що дискретність властива самому світлу - що сам світ складається з окремих порцій - світлових квантів (які пізніше були названі фотонами). Енергія фотона E пов'язана з частотою коливань n хвилі співвідношенням Планка E = hn.

Подальше доказ корпускулярного характеру світла було отримано в 1922 А. Комптоном, який демонстрував невідому експериментально, що розсіювання світла вільними електронами відбувається за законами пружного зіткнення двох частинок - фотона і електрона. Кінематика такого зіткнення визначається законами збереження енергії та імпульсу, причому фотону поряд з енергією E = hn слід приписати імпульс р = h / l = hn / c, де l - довжина світлової хвилі.

Енергія і імпульс фотона пов'язані співвідношенням E = cp, справедливим в релятивістській механіці для частинки з нульовою масою. Т. о., Було доведено експериментально, що поряд з відомими хвильовими властивостями (проявляються, наприклад, в дифракції світла) світло має і корпускулярним властивостями: він складається як би з частинок - фотонів. У цьому виявляється дуалізм світла, його складна корпускулярно-хвильова природа.

Дуалізм міститься вже у формулі E = hn, що не дозволяє вибрати будь-яку одну з двох концепцій: в лівій частині рівності енергія E відноситься до частинки, а в правій - частота n є характеристикою хвилі. Виникло формальне логічне протиріччя: для пояснення одних явищ необхідно було вважати, що світло має хвильову природу, а для пояснення інших - корпускулярну. По суті вирішення цього протиріччя і привело до створення фізичних основ квантової механіки.

У 1924 Л. де Бройль, намагаючись знайти пояснення постулював в 1913 Н. Бором умовам квантування атомних орбіт, висунув гіпотезу про загальність корпускулярно-хвильового дуалізму. Згідно де Бройля, кожній частинці, незалежно від її природи, слід поставити у відповідність хвилю, довжина якої L пов'язана з імпульсом частинки р співвідношенням. За цією гіпотезою не тільки фотони, але і всі «звичайні частки» (електрони, протони та ін.) Мають хвильовими властивостями, які, зокрема, повинні виявлятися в явищі дифракції.

У 1927 К. Девіссон і Л. Джермер вперше спостерігали дифракцію електронів. Пізніше хвильові властивості були виявлені і у інших частинок, і справедливість формули де Бройля була підтверджена експериментально

У 1926 Е. Шредінгер запропонував рівняння, що описує поведінку таких «хвиль» в зовнішніх силових полях. Так виникла хвильова механіка. Хвильове рівняння Шредінгера є основним рівнянням нерялітівістской К. м.

У 1928 П. Дірак сформулював релятивістське рівняння, що описує рух електрона в зовнішньому силовому полі; Дирака рівняння стало одним з основних рівнянь релятивістської квантової механіки.

Друга лінія розвитку починається з роботи Ейнштейна (1907), присвяченій теорії теплоємності твердих тіл (вона також є узагальненням гіпотези Планка). Електромагнітне випромінювання, що представляє собою набір електромагнітних хвиль різних частот, динамічно еквівалентно деякому набору осциляторів (коливальних систем). Випромінювання або поглинання хвиль еквівалентно порушення або загасання відповідних осциляторів. Той факт, що випромінювання і поглинання електромагнітного випромінювання речовиною відбуваються квантами енергії hn. Ейнштейн узагальнив цю ідею квантування енергії осцилятора електромагнітного поля на осцилятор довільної природи. Оскільки тепловий рух твердих тіл зводиться до коливань атомів, то і тверде тіло динамічно еквівалентно набору осциляторів. Енергія таких осциляторів теж квантована, т. Е. Різницю сусідніх рівнів енергії (енергій, якими може володіти осцилятор) повинна дорівнювати hn, де n - частота коливань атомів.

Теорія Ейнштейна, уточнена П. Дебаєм, М. Борном і Т. Карманом, відіграла визначну роль у розвитку теорії твердих тіл.

У 1913 Н. Бор застосував ідею квантування енергії до теорії будови атома, планетарна модель якого слідувала з результатів дослідів Е. Резерфорда (1911). Відповідно до цієї моделі, в центрі атома знаходиться позитивно заряджене ядро, в якому зосереджена майже вся маса атома; навколо ядра обертаються по орбітах негативно заряджені електрони.

Розгляд такого руху на основі класичних уявлень приводило до парадоксального результату - неможливості стабільного існування атомів: згідно з класичною електродинаміки, електрон не може стійко рухатися по орбіті, оскільки обертається електричний заряд повинен випромінювати електромагнітні хвилі і, отже, втрачати енергію. Радіус його орбіти повинен зменшиться і за час порядку 10-8 сек електрон повинен впасти на ядро. Це означало, що закони класичної фізики не стосуються руху електронів в атомі, тому що атоми існують і мають надзвичайну стійкість.

Для пояснення стійкості атомів Бор припустив, що з усіх орбіт, що допускаються Ньютоновой механікою для руху електрона в електричному полі атомного ядра, реально здійснюються лише ті, які задовольняють певним умовам квантування. Т. е. В атомі існують (як в осцилляторе) дискретні рівні енергії.

Ці рівні підпорядковуються певній закономірності, виведеної Бором на основі комбінації законів Ньютоновой механіки з умовами квантування, які вимагають, щоб величина дії для класичної орбіти була цілою кратним постійної Планка.

Бор постулював, що, перебуваючи на певному рівні енергії (т. Е. Здійснюючи допускається умовами квантування орбітальний рух), електрон не випромінює світлових хвиль.

Випромінювання відбувається лише при переході електрона з однієї орбіти на іншу, т. Е. З одного рівня енергії Ei, на інший з меншою енергією Ek, при цьому народжується квант світла з енергією, що дорівнює різниці енергій рівнів, між якими здійснюється перехід:

hn = Ei - Ek.

Так виникає лінійчатий спектр - основна особливість атомних спектрів, Бор отримав правильну формулу для частот спектральних ліній атома водню (і водородоподобних атомів), що охоплює сукупність відкритих раніше емпіричних формул.

Існування рівнів енергії в атомах було безпосередньо підтверджено Франка - Герца дослідами (1913-14). Було встановлено, що електрони, що бомбардують газ, втрачають при зіткненні з атомами тільки певні порції енергії, рівні різниці енергетичних рівнів атома.

Н. Бор, використовуючи квантову постійну h, яка відображатиме дуалізм світла, показав, що ця величина визначає також і рух електронів в атомі (і що закони цього руху істотно відрізняються від законів класичної механіки). Цей факт пізніше був пояснений на основі універсальності корпускулярно-хвильового дуалізму, що міститься в гіпотезі де Бройля. Успіх теорії Бора, як і попередні успіхи квантової теорії, був досягнутий за рахунок порушення логічної цілісності теорії: з одного боку, використовувалася Ньютонова механіка, з іншого - залучалися чужі їй штучні правила квантування, до того ж суперечать класичної електродинаміки. Крім того, теорія Бора виявилася не в змозі пояснити рух електронів в складних атомах виникнення молекулярної зв'язку.

«Напівкласична» теорія Бора не могла також відповісти на питання, як рухається електрон при переході з одного рівня енергії на інший.

Подальша напружена розробка питань теорії атома призвела до переконання, що, зберігаючи класичну картину руху електрона по орбіті, логічно струнку теорію побудувати неможливо.

Усвідомлення того факту, що рух електронів в атомі не описується в термінах (поняттях) класичної механіки (як рух по певній траєкторії), привело до думки, що питання про рух електрона між рівнями несумісний з характером законів, що визначають поведінку електронів в атомі, і що необхідна нова теорія, в яку входили б тільки величини, що відносяться до початкового і кінцевого стаціонарним станам атома.

У 1925 В. Гейзенберг вдалося побудувати таку формальну схему, в якій замість координат і швидкостей електрона фігурували якісь абстрактні алгебраїчні величини - матриці; зв'язок матриць з спостерігаються величинами (енергетичними рівнями і интенсивностями квантових переходів) давалася простими повинні суперечити одна одній правилами. Робота Гейзенберга була розвинена М. Борном і П. Йордану. Так виникла матрична механіка. Незабаром після появи рівняння Шредінгера була показана математична еквівалентність хвильової (заснованої на рівнянні Шредінгера) і матричної механіки. У 1926 М. Борн дав імовірнісну інтерпретацію хвиль де Бройля (див. Нижче).

Велику роль у створенні квантової механіки зіграли роботи Дірака, що відносяться до цього ж часу. Остаточне формування квантової механіки як послідовної фізичної теорії з ясними основами і струнким математичним апаратом сталося після роботи Гейзенберга (1927), в якій було сформульовано невизначеностей співвідношення - найважливіше співвідношення, що висвітлює фізичний зміст рівнянь квантової механіки., Її зв'язок з класичною механікою і інші як принципові питання, так і якісні результати квантової механіки. Ця робота була продовжена і узагальнена в працях Бора і Гейзенберга.

Детальний аналіз спектрів атомів привів до уявлення (введеному вперше Дж. Ю. Уленбеком і С. Гаудсмитом і розвиненому В. Паулі) про те, що електрону, крім заряду і маси, повинна бути приписана ще одна внутрішня характеристика (квантове число) - спин.

Важливу роль зіграв відкритий В. Паулі (1925) так званий принцип заборони має фундаментальне значення в теорії атома, молекули, ядра, твердого тіла.

Протягом короткого часу квантової механіка була з успіхом застосована до широкого кола явищ. Були створені теорії атомних спектрів, будови молекул, хімічного зв'язку, періодичної системи Д. І. Менделєєва, металевої провідності і феромагнетизму. Ці та багато ін. Явища стали (принаймні якісно) зрозумілими.

Такі нові уявлення і принципи були створені плеядою видатних фізиків XX ст. в 1925-1927 рр .: В. Гейзенберг встановив основи так званої матричної механіки; Л. де Бройль, а за ним Е. Шредінгер розробили хвильову механіку. Незабаром з'ясувалося, що і матрична механіка, і хвильова механіка - різні форми єдиної теорії, що отримала назву квантової механіки.

До створення матричної механіки В. Гейзенберг прийшов в результаті досліджень спектральних закономірностей, а також теорії дисперсії, де атом представлявся деякої символічної математичною моделлю - як сукупність віртуальних гармонійних осциляторів. Уявлення про атом як про систему, що складається з ядра і що обертаються навколо нього електронів, які мають певну масою, рухаються з певною швидкістю по певній орбіті, потрібно розуміти лише як аналогію для встановлення математичної моделі. Зазначений метод дослідження і розвинув Гейзенберг, поширивши його взагалі на теорію атомних явищ.

У 1926 р Гейзенберг вперше висловив основні положення квантової механіки в матричної формі. Теорія атомних явищ, за Гейзенберг, повинна обмежуватися встановленням співвідношень між величинами, які безпосередньо вимірюються в експериментальних дослідженнях ( «спостерігаються» величинами, в термінології Гейзенберга) - частотою випромінювання спектральних ліній, їх інтенсивністю, поляризацією і т.п. «Неспостережуваних» величини, такі, як координати електрона, його швидкість, траєкторія, по якій він рухається, і т.д., не слід використовувати в теорії атома.

Однак в згоді з принципом відповідності нова теорія должнa певним чином відповідати класичним теоріям, т.е. співвідношення величин нової теорії повинні бути аналогічними співвідношенням класичних величин. При цьому кожній класичної величиною потрібно знайти відповідну їй квантову величину і, користуючись класичними співвідношеннями, скласти відповідні їм співвідношення між знайденими квантовими величинами. Такі відповідності можуть бути отримані тільки з операцій вимірювання.

Аналізуючи закономірності вимірювання величин у квантовій механіці, Гейзенберг приходить до важливого принципового результату про неможливість одночасного точного вимірювання двох канонічно пов'язаних величин і встановлює так зване співвідношення невизначеностей

де Δqi- точність вимірювання будь-якої з координат частинки;

Δpi - точність одночасного вимірювання відповідного імпульсу;

h- постійна Планка.

Цей принцип є основою фізичної інтерпретації квантової механіки.

Другий напрямок у створенні квантової механіки спочатку розвивалося в роботах Л. де Бройля. Він висловив ідею про хвильову природу матеріальних частинок. На підставі вже встановленого факту одночасно і корпускулярної, і хвильової природи світла, а також оптико-механічною аналогією де Бройль прийшов до ідеї про існування хвильових властивостей будь-яких частинок матерії.

На перші роботи де Бройля, в яких висловлювалася ідея хвиль, пов'язаних з матеріальними частками, не звернули серйозної уваги. Де Бройль згодом писав, що висловлені ним ідеї були прийняті з «подивом, до якого безсумнівно домішувалася якась частка скептицизму». Але не все скептично поставилися до ідей де Бройля. Особливо сильний вплив ідеї де Бройля надали на Е. Шредінгера, який побачив в них основу для створення нової теорії квантових процесів. У 1926 р Шредінгер, розвиваючи ідеї де Бройля, побудував так звану хвильову механіку.

Шредінгер приходить до думки, що квантові процеси слід розуміти як якісь хвильові процеси, що характеризуються хвильової функцією Ψ. Тоді образ матеріальної точки, що займає певне місце в просторі, строго кажучи, є наближеним і може бути збережений лише при розгляді макропроцесів, подібно до того як ми користуємося поданням про світловому промені, яке втрачає сенс, якщо розглядати явища дифракції та інтерференції. Функція Ψ повинна задовольняти хвильовому рівнянню ( «рівняння Шредінгера»). Шредінгер поставив питання про зв'язок його теорії з теорією Гейзенберга і показав, що при всій відмінності вихідних фізичних положень вони математично еквівалентні.

Інакше кажучи, у квантовій механіці різниця між полем і системою частинок зникає. Так, наприклад, електрон, що обертається навколо ядра, можна уявити як хвилю, довжина якої залежить від її швидкості. Там, де укладається ціле число довжин хвиль електрона, хвилі складаються і утворюють Борівський дозволені орбіти. А там, де ціле число довжин хвиль не вкладається, гребені хвиль компенсують западини, там орбіти не будуть вирішені.

Хвильова механіка отримала пряме експериментальне підтвердження в 1927р., Коли К-Дж. Девіссон і П. Джермер виявили явище дифракції електронів. Крім того, з'ясувалося, що правильно і кількісне співвідношення для довжин «хвиль де Бройля».

Квантова механіка - теоретична основа сучасної хімії. Ядро атома з порядковим номером N і масовим числом М містить N протонів і (М-N) нейтронів (всього М нуклонів). Число електронів оболонок дорівнює числу протонів в ядрі, тому в нормальному стані атом нейтральний. Електрони розподіляються на оболонках в строгому порядку: на першій до ядра не більше 2 електронів; на другий - не більше 8; на третій - не більше 18 і т.д. Коли два атоми стикаються, вони або об'єднуються разом, обобществляя свої оболонки, або знову розходяться після перерозподілу електронів. Число електронів на зовнішній оболонці і визначає хімічну активність елемента.

За допомогою квантової теорії вдалося побудувати також більш досконалі теорії твердого тіла, електричної провідності, термоелектричних явищ і т.д. Вона дала підстави для побудови теорії радіоактивного розпаду, а в подальшому стала базою для ядерної фізики.

Слідом за основними роботами Шредінгера по хвильової механіки були зроблені перші спроби релятивістського узагальнення квантово-механічних закономірностей, і вже в 1928 р П. Дірак заклав основи релятивістської квантової механіки.

Створений групою фізиків в 1925-1927 рр. формальний математичний апарат квантової механіки переконливо продемонстрував свої широкі можливості за кількісним охопленням значного емпіричного матеріалу; не залишалося сумнівів, що квантова механіка придатна для опису певного кола явищ. Разом з тим виняткова абстрактність квантово-механічних формализмов, значні відмінності від класичної механіки (заміна кінематичних і динамічних змінних абстрактними символами некомутативної алгебри, відсутність поняття електронної орбіти, необхідність інтерпретації формализмов і ін.) Народжували відчуття незавершеності, неповноти нової теорії. В результаті виникла думка про необхідність її завершення.

Виникла дискусія про те, яким шляхом це потрібно робити. А. Ейнштейн і ряд фізиків вважали, що квантово-механічне опис фізичної реальності істотно неповно. Інакше кажучи, створена теорія не є фундаментальною теорією, а лише проміжним ступенем по відношенню до неї, тому її необхідно доповнити принципово новими постулатами і поняттями, тобто допрацьовувати ту частину підстав нової теорії, яка пов'язана з її принципами.

Інші фізики (Н. Бор, В. Гейзенберг, М. Борн та ін.) Вважали, що нова теорія є фундаментальною і дає повний опис фізичної реальності, а «прояснити стан речей можна було тут тільки шляхом більш глибокого дослідження проблеми спостережень в атомній фізиці ». Інакше кажучи, Бор і його однодумці вважали, що «доопрацювання» квантової механіки слід вести по лінії уточнення тієї частини її підстав, які пов'язані не з принципами теорії, а з її методологічними установками, по лінії інтерпретації створеного математичного формалізму. Розробка методологічних установок квантової механіки, що була найважливішою ланкою в інтерпретації цієї теорії, тривала аж до кінця 40-х рр. Завершення вироблення цієї інтерпретації означало і завершення наукової революції у фізиці, що почалася в кінці XIX в.

Основною відмінною рисою експериментальних досліджень в галузі квантової механіки є фундаментальна роль взаємодії між фізичним об'єктом і вимірювальним пристроєм. Це пов'язано з корпускулярно-хвильовим дуалізмом. І світло, і частинки проявляють в різних умовах суперечливі властивості, в зв'язку з чим про них виникають суперечливі уявлення. В одному типі вимірювальних приладів (дифракційна решітка) вони представляються у вигляді безперервного поля, розподіленого в просторі, будь то світлове поле або поле, яке описується хвильової функцією. В іншому типі приладів (бульбашкова камера) ці ж мікроявленій виступають як частки, як матеріальні точки. Причина корпускулярно-хвильового дуалізму, по Бору, в тому, що сам мікрооб'єкт не є ні хвилею, ні часткою в звичайному розумінні.

Неможливість провести різку межу між об'єктом і приладом у квантовій фізиці висуває дві задачі:

1) яким чином можна відрізнити знання про об'єкт від знань про прилад;

2) яким чином, розрізнивши їх, зв'язати в єдину картину, теорію об'єкта.

Внаслідок того що відомості про мікрооб'єкті, про його характеристики отримують в результаті його взаємодії з класичним приладом (макрооб'ёктом), мікрооб'єкт можна інтерпретувати тільки в класичних поняттях, т. Е. Використовувати класичні уявлення про хвилі і частинки. Ми ніби змушені говорити на класичному мовою, хоча з його допомогою можна висловити все особливості мікрооб'єкту, який не є класичним. Тому перше завдання дозволяється введенням вимоги описувати поведінку приладу на мові класичної фізики, а принципово статистичне поводження мікрочастинок - на мові квантово-механічних формализмов. Друге завдання вирішується за допомогою принципу додатковості: хвильове і корпускулярне опису микропроцессов не виключають і не замінюють один одного, а взаємно доповнюють один одного. При одному поданні мікрооб'єкту використовується причинне опис відповідних процесів, в іншому випадку - просторово-тимчасове. Єдина картина об'єкта синтезує ці два описи.

Згідно електромагнітної картині світу навколишній світ людини являє собою суцільну середу - поле, яке може мати в різних точках різну температуру, концентрувати різний енергетичний потенціал, по-різному рухатися і т.д. Суцільна середу може займати значні області простору, її властивості змінюються безперервно, у неї немає різких кордонів. Цими властивостями поле відрізняється від фізичних тіл, що мають певні і чіткі межі. Поділ світу на тіла і частинки поля, на поле і простір є свідченням існування двох крайніх властивостей світу - дискретності і безперервності. Дискретність (переривчастість) світу означає кінцеву подільність всього просторово-часового будови на окремі обмежені предмети, властивості і форми руху, тоді як безперервність (континуальность) висловлює єдність, цілісність і неподільність об'єкта.

В рамках класичної фізики дискретність і безперервність світу спочатку виступають як протилежні один одному, окремі і незалежні, хоча в цілому і взаємодоповнюючі властивості. У сучасній фізиці це єдність протилежностей, дискретного і безперервного знайшло своє обгрунтування в концепції корпускулярно-хвильового дуалізму.

В основі сучасної квантово-польової картини світу лежить нова фізична теорія - квантова механіка, що описує стан і рух мікрооб'єктів матеріального світу.

Квантовою механікою називають теорію, яка встановлює спосіб опису і закони руху мікрочастинок (елементарних частинок, атомів, молекул, атомних ядер) і їх систем, а також зв'язок величин, що характеризують частки і системи, з фізичними величинами, безпосередньо вимірюваними дослідним шляхом.

Закони квантової механіки складають фундамент вивчення будови речовини. Вони дозволяють з'ясувати будову атомів, встановити природу хімічного зв'язку, пояснити періодичну систему елементів, вивчити властивості елементарних частинок.

Оскільки властивості макроскопічних тіл визначаються рухом і взаємодією частинок, з яких вони складаються, то закони квантової механіки лежать в основі розуміння більшості макроскопічних явищ. Наприклад, квантова механіка дозволила визначити будову і зрозуміти багато властивостей твердих тіл, послідовно пояснити явища феромагнетизму, надплинності, надпровідності, зрозуміти природу астрофізичних об'єктів - білих карликів, нейтронних зірок, з'ясувати механізм протікання термоядерних реакцій на Сонці і зірках.

Розробка квантової механіки відноситься до початку XX ст., Коли були виявлені фізичні явища, які свідчать про непридатність механіки Ньютона і класичної електродинаміки до процесів взаємодії світла з речовиною і процесів, що відбуваються в атомі. Встановлення зв'язку між цими групами явищ і спроби пояснити їх на основі теорії привели до відкриття законів квантової механіки.

Вперше в науці уявлення про квант висловив в 1900 р М. Планк в процесі дослідження теплового випромінювання тіл. Своїми дослідженнями він продемонстрував, що випромінювання енергії відбувається дискретно, певними порціями - квантами, енергія яких залежить від частоти світлової хвилі. Експерименти Планка призвели до визнання двоїстого характеру світла, який має одночасно і корпускулярним, і хвильовими властивостями, представляючи собою, таким чином, діалектичну єдність цих протилежностей. Діалектика, зокрема, виражається в тому, що чим коротше довжина хвилі випромінювання, тим яскравіше проявляються квантові властивості; чим більше довжина хвилі, тим яскравіше проявляються хвильові властивості світла.

У 1924 рфранцузький фізик Л. де Бройль висунув гіпотезу, що корпускулярно-хвильовий дуалізм має універсальний характер, тобто всі частинки речовини мають хвильовими властивостями. Пізніше ця ідея була підтверджена експериментально, і принцип корпускулярно-хвильового дуалізму був поширений на всі процеси руху і взаємодії в мікросвіті.

Зокрема, Н. Бор застосував ідею квантування енергії до теорії будови атома. Згідно з його уявленням в центрі атома знаходиться позитивно заряджене ядро, в якому зосереджена майже вся маса атома, а навколо ядра обертаються по орбітах негативно заряджені електрони. Обертові електрони повинні втрачати частину своєї енергії, що тягне за собою нестабільний існування атомів. Однак на практиці атоми не тільки існують, але і є дуже стійкими. Пояснюючи це питання, Бор припустив, що електрон, здійснюючи рух по своїй орбіті, не випускає квантів. Випромінювання відбувається лише при переході електрона з однієї орбіти на іншу, тобто з одного рівня енергії на інший, з меншою енергією. У момент переходу і народжується квант випромінювання.

Відповідно до квантово-польової картиною світу будь-мікрооб'єкт, володіючи хвильовими і корпускулярним властивостями, не має певної траєкторії руху і не може мати певних координат і швидкості (імпульсу). Це можна зробити тільки через визначення хвильової функції в даний момент, а потім знайти його хвильову функцію в будь-який інший момент. Квадрат модуля дає ймовірність знаходження частинки в даній точці простору.

Крім того, відносність простору-часу в цій картині світу призводить до невизначеності координат і швидкості в даний момент, до відсутності траєкторії руху мікрооб'єктів. І якщо в класичній фізиці імовірнісним законам підпорядковувалося поводження великої кількості частинок, то в квантовій механіці поведінка кожної мікрочастинки підпорядковується не динамічним, а статистичним законам.

Таким чином, матерія дволикий: вона володіє і корпускулярним, і хвильовими властивостями, які проявляються в залежності від умов. Звідси загальна картина реальності в квантово-польової картині світу стає як би двуплановой: з одного боку, в неї входять характеристики досліджуваного об'єкта, а з іншого - умови спостереження, від яких залежить визначеність цих характеристик. Це означає, що картина реальності в сучасній фізиці є не тільки картиною об'єкта, а й картиною процесу його пізнання.

Отже, пішли в минуле уявлення про незмінність матерії і можливості досягти кінцевого межі її подільності. Сьогодні ми розглядаємо матерію з точки зору корпускулярно-хвильового дуалізму. Однією з основних особливостей елементарних частинок є їх універсальна взаімопревращаемость і взаємозалежність. У сучасній фізиці основним матеріальним об'єктом є квантове поле, перехід його з одного стану в інший змінює число частинок.

Кардинально змінюється уявлення про рух, яке стає лише окремим випадком фундаментальних фізичних взаємодій. Відомо чотири види фундаментальних фізичних взаємодій: гравітаційна, електромагнітна, сильна і слабка. Всі вони описуються на основі сучасного принципу близкодействия. Відповідно до нього взаємодія кожного типу передається відповідним полем від точки до точки. При цьому швидкість передачі взаємодії завжди конечна і не може перевищувати швидкості світла у вакуумі (300 000 км / с).

Остаточно затверджуються подання про відносність простору і часу, їх залежності від матерії. Простір і час перестають бути незалежними один від одного і відповідно до теорії відносності зливаються в єдиному чотиривимірному просторі-часі, яке не існує поза матеріальних тіл.

Специфікою квантово-польових уявлень про закономірності і причинності є те, що вони завжди виступають в ймовірнісної формі, у вигляді так званих статистичних законів. Вони відповідають більш глибокого рівня пізнання природних закономірностей. Таким чином, виявилося, що в основі нашого світу лежить випадковість, ймовірність.

Також нова картина світу вперше включила в себе спостерігача, від присутності якого залежали одержувані результати досліджень. Більш того, було сформульовано так званий антропниі принцип, який стверджує, що наш світ такий, яким він є, тільки завдяки існуванню людини. Відтепер поява людини вважається закономірним результатом еволюції Всесвіту.

1. В.М. Найдиш, Концепції сучасного природознавства: Учеб. допомога. - М.: Гардарики, 2001.-476с.

2. Кунафин М. С. Концепції сучасного природознавства: Навчальний посібник. Изд-е. - Уфа, 2003. 488 с.

3. Концепції сучасного природознавства: Під ред. професора С.І. Самигіна. Серія «Підручники і навчальні посібники» - 4-е изд., Перераб. і доп. - Ростов н / Д: «Фенікс», 2003. - 448 с.

4. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BD 10.11.10, 14: 40

Дорфман Я.Г., Всесвітня історія фізики з початку 19 століття до середини 20 століття, М., Наука, 1979, 317с.