Реферат: Эвристические функции законов сохранения

М И Н ИС Т Е Р С Т В О

ОБЩЕГО ИПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЕЛЕЦКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА ФИЛОСОФИИ ИПОЛИТОЛОГИИ

РЕФЕРАТ ПО ФИЛОСОФИИ НАТЕМУ:

«Эвристические функции

законов сохранения»

Выполнил:

аспиранткафедры физики

УстюжанинРоман Юрьевич

Елец, 1997 г.
СОДЕРЖАНИЕ

TOCo «1-3»

ВВЕДЕНИЕ… GOTOBUTTON_Toc385695665 PAGEREF_Toc385695665 3

ГЛАВА I. ПОНЯТИЕ ЗАКОНА.… GOTOBUTTON_Toc385695666 PAGEREF_Toc385695666 5

ГЛАВА II. ПОНЯТИЕ СИММЕТРИИ И ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ.… GOTOBUTTON_Toc385695667 PAGEREF_Toc385695667 9

§ 1.Принципсимметрии и его роль в познании.… GOTOBUTTON_Toc385695668 PAGEREF_Toc385695668 9

§ 2.Законысохранения в микромире.… GOTOBUTTON_Toc385695669 PAGEREF_Toc385695669 14

§ 3.Специфическиезаконы сохранения в теории элементарных частиц.GOTOBUTTON_Toc385695670 PAGEREF_Toc385695670 20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.… GOTOBUTTON_Toc385695671 PAGEREF_Toc385695671 23

ЛИТЕРАТУРА… GOTOBUTTON_Toc385695672 PAGEREF_Toc385695672 27

Среди физиков вера взаконы

сохранения была так сильна,

какесли бы они представлялись

очевидными.

Е.Вигнер.

ВВЕДЕНИЕ

Очем данная работа? Казалось, бы ответить на этот вопрос нетрудно. Название ееговорит о том, что речь пойдет о законах сохранении. Но мало сказать — законысохранения, ведь этот закон распространяется на весь диапазон физическихявлений, от микрочастиц до макротел.

Законысохранения занимают среди всех законов природы особое место. Общность иуниверсальность законов сохранения определяют их большое научное,методологическое и философское значение. Они являются основой важнейшихрасчетов физике и ее технических приложениях, позволяют в ряде случаевпредсказывать эффекты и явления при исследовании разнообразных физико-химическихсистем и процессов. С законами сохранения связано введение в современную физикуидей, имеющих принципиальное значение.

Законысохранения служат пробным камнем любой общей физической теории. Непротиворечивостьтеории этим законам служит убедительный аргументом в ее пользу и являетсяважнейшим критерием ее истинности. Поэтому в современных физических теорияхдалеко не последнюю роль играет идея сохранения специфических для данной теориивеличин, причем зачастую поиски таких величин являются важнейшей целью теории.

Взаконах сохранения находят свое отображение важнейшийдиалектико-материалистический принцип неуничтожимости материи и движения, взаимосвязьмежду различными формами движущейся материи и специфика превращения одной формыдвижения в другую.

Научноеи методологическое значение законов сохранения в достаточно полной меревыявляется на фоне исторического развития общей идеи сохранения. Открытие иобобщение законов сохранения происходило вместе с развитием всей физики, отпервых робких догадок античных натурфилософов через классическую механику иэлектродинамику до теории относительности, квантовой механики и физикиэлементарных частиц.

Ноостановимся на чуть-чуть. Более 10 раз было употреблено слово«закон». Так что же вообще это такое — закон? И что мы понимаем подзаконом сохранения?

Вданной работе я и попытаюсь ответить на заданные вопросы. А поскольку законсохранения охватывает практически все области науки, то предметом вниманиябудет служить лишь закон сохранения симметрии и закон сохранения в физике микромира.

ГЛАВА I. ПОНЯТИЕЗАКОНА.

Вфилософском энциклопедическом словаре читаем «Закон — внутренняя существеннаяи устойчивая связь явлений, обусловливающая их упорядоченное изменение. На основезнания закона возможно достоверное предвидение течения процесса. Понятие законаблизко к понятию закономерности, котораяпредставляет собой совокупность взаимосвязанных по содержанию законов,обеспечивающих устойчивую тенденцию или направленность в изменениях системы.Вместе с тем закон выражает одну из сторон сущности, познание которой в теориисовпадает с переходом от эмпирических фактов к формулировке законов изучаемыхпроцессов» [5].

Понятиезакона сформулировалось в результате длительного развития науки и философскоймысли. Из каких же источников почерпнуто это понятие? Одним из таких источниковявляется социально-историческая практика человечества. В древнем обществе, в условияхпервобытного родового строя закон выступает прежде всего как неописанное, нотем не менее обязательное правило, которому должно подчиняться поведение людей.

Приэтом формирование понятия закона связано с двумя формами общественногосознания, характерными для первобытного общества — мифологией и религией.

Однимиз центральных элементов античной мифологии было представление о господствующейв мире всеобщей необходимости, судьбе. Судьба случаев как некая абстрактнаясила, объективная необходимость. Так зарождается одно из важнейших понятийантичного мировоззрения — понятие необходимости, которое в последующем явилосьпредпосылкой идеи закономерности в природе.

Внеразрывной связи с мифологией в первобытном обществе возникает также и религия,с помощью которой люди пытаются осмыслить свое собственное существование.

Каки мифология, религия представляет собой фантастическое отражение в человеческомсознании земного, материального мира, в котором господствующие над человеком вего повседневной жизни внешние силы принимают форму неземных,сверхъестественных. В религиозном мировоззрении понятие закона получилоискаженное толкование. Закон с религиозной точки зрения — это предписаниебожества, т.е. нечто навязанное миру сверхъестественной силой. Именно на основерелигиозного сознания возникло представление, что бог-де создал все вещи, азатем подчинил их своей воле в форме законов природы, после чего их поведениестало определяться божественным соизволением. Религиозное понятие о законенашло подробное выражение в так называемых священных книгах — Библии, Коране,Ведах и др.

Первыепопытки сформировать представление о закономерном характере мировых процессов,свободном от религиозных и мифологических подходов, были предприняты философамидревнего мира. Наряду с общественно-политической практикой, из которой былазаимствована идея закона, важный источником понятия закона природы для мыслителейтого времени являлся сам объективный материальный мир, окружающая человекаприрода. Представление о гармоничности Вселенной, о повторяемости,инвариантности протекающих в ней процессов было почерпнуто ими изнепосредственного наблюдения за явлениями действительности. Это нашло своевыражение в ряде умозрительных философских систем, созданных древнимимыслителями, в особенности в системах античных философов — Гераклита,Демокрита, Эпикура, Платона, Аристотеля и многих других. Естественно, однако,что эта попытка была еще весьма несовершенной. Ведь естествознание в то времятолько зарождалось и представляло собой ряд несистематизированных отрывочныхсведений о природе.

Тольков Новое Время понятие закона природыначинает все более глубоко разрабатыватьсяфилософами и учеными. Это стало возможным благодаря тому, что развитиематематики, астрономии, механики продвинулось достаточно далеко, в результате чего было открыто много немаловажных законов материального мира.

Нонадо заметить, что законы природы для мыслителей этого времени: а именно XVII иXVIIIв.Сводились к законам механики, законам механического движения, которые онарассматривали как всеобщие универсальные законы природы. Понятия научногозакона в то время еще не было. Законы природы рассматривались как вечные,постоянные и неизменные.

Значительныйшаг в дальнейшей разработке понятиязакона был сделан классиками немецкой философии конца XVIII — начала XIXвв.И.Кантом и Г.Гегелем. В это время естественные науки из описательных начинаютпревращаться в науки об отношениях,связях между элементами структуры, о законах функционирования и развитияобъектов. В научный обиход проникает идея развития природы, а Гегель придает истолкованиюпонятию закона диалектический характер.

Здесьможно еще долго говорить о понятии закона: рассмотреть типы законов, принципысоздания, методы конструирования; охарактеризовать их (законов) простоту иизящество, сказать о различных моделях законов. Остановлюсь лишь кратко напонятии гипотезы и ее роли в познании законов, ведь ее выдвижение, апробация — это один из важнейших методов открытия законов.

Гипотеза- это догадка, предположение. И когда ищут какую-то новую, пока еще неизвестнуюно, возможно, существующую закономерность, высказывается определенноепредположение. Это предположение может оказаться верным или же — полностью иличастично — неверным, ложным. Единственным судьей, который выносить этот«вердикт», является опыт, практика.

«Вообщеговоря, — пишет Р.Фейнман в книге „Характер физических законов“, — поиск нового закона ведется следующим образом. Прежде всего о нем догадываются.Затем вычисляют следствия этой догадки и выясняют, что повлечет за собой этозакон, если окажется, что он справедлив. Затем результаты расчетов сравниваютсяс тем, что наблюдается в природе, с результатами экспериментов или с нашим опытом и выясняют,так это или не так. Если расчеты расходятся с экспериментальными данными, тогипотеза неправильна. В этом простом утверждении — самое зерно науки...»

Действительно,гипотеза, интуитивное научное предположение, является неизменным спутникомученого в его творческой работе. Она представляет собой способ открытия нового, метод развития науки. Научные законыи теории открываются и формулируются в результате интеллектуальной деятельности, существеннымкомпонентом которой является выдвижение гипотез. Без гипотезыне может быть творчества, а без творчества нет подлинной науки.

Например,именно переработка множества гипотез феномена явления b-распада, о котором будет говорить ниже, и позволилаустановить существование новой частицы — нейтрино. Как и на каких основанияхсовершалось данное открытие — этому и посвящена следующая глава.

Нодля начала обратимся к физическому энциклопедическому словарю. Вот что тамговорится о законах сохранения.

Законысохранения — физические, закономерности, согласно которымчисленные значения некоторыхфизическихвеличинне изменяются со временем в любых процессах или в классепроцессов.

ГЛАВА II. ПОНЯТИЕ СИММЕТРИИ И ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ.§ 1.Принцип симметрии и его роль в познании.

Рассмотрение философскихаспектов физического знания неоднократноприводило нас к необходимости оперировать понятиями симметрии и асимметрии. Чтоже такое симметрия и асимметрия? В чем сущность их методологического значения?

Напротяжении тысячелетий в ходе общественной практики и познания законов объективнойдействительности человечество накопило многочисленные данные, свидетельствующиео наличии в окружающем мире двух тенденций: с одной стороны, к строгой упорядоченности,гармонии, а с другой — к их нарушению. Люди давно обратили внимание направильность формы кристаллов, цветов, пчелиных сот и других естественныхобъектов и воспроизводили эту пропорциональность в произведениях искусства, всоздаваемых ими предметах, ввели понятие симметрия. «Симметрия, — пишетизвестный ученый Дж. Ньюмен, — устанавливаетзабавное н удивительное родство междупредметами, явлениями и теориями, внешне, казалось бы, ничем не связанными:земным магнетизмом, женской вуалью, поляризованным светом, естественнымотбором, теорией групп, инвариантами и преобразованиями, рабочими привычкамипчел в улье. строением пространства, рисунками ваз, квантовой физикой,скарабеями, лепестками цветов, интерференционной картиной рентгеновских лучей,делением клеток морских ежей, равновесными конфигурациями кристаллов, романскимисоборами, снежинками, музыкой, теорией относительности...».

Слово „симметрия“ имеет два значения. В одномсмысле симметричное означает нечто весьма пропорциональное, сбалансированное;симметрия показывает тот способ согласования многих частей, с помощью которогоони объединяются в целое.

Второй смысл этого слова — равновесие. Еще Аристотельговорил о симметрии как о таком состоянии, которое характеризуется соотношениемкрайностей.

Пристальное внимание уделяли симметрии Пифагор и его ученики.

Основноеположение пифагорейской философии, согласно Аристотелю, состоит в том,»что число есть сущность всех вещей иорганизация вселенной в ее определенияхпредставляет собою вообще гармоническую систему чисел и их отношений".Исходя из учения о числе пифагорейцыдали первую математическую трактовку гармонии, симметрии, которая не потеряласвоего значения и в наши дни.

ВзглядыПифагора и его школы получили дальнейшее развитие в платоновском учении опознании. Особый интерес представляют взгляды Платона на строение мира, который,по его утверждению, состоит из правильных многоугольников, обладающих идеальнойсимметрией. Для Платона характерно соединениеучения об идеях с пифагорейским учением очисле.

Среди более поздних естествоиспытателей и философов,занимавшихся разработкой категории симметрии, следует назвать Р. Декарта и Г. Спенсера.

Р. Декарт писал: «Каково бы ни было то неравенство ибеспорядок, которое, как мы можем предположить, были с самого начала установлены богом между частицами материи, почти всеэтичастицы должны позаконам природыприблизиться к среднейвеличине и среднему движению». Таким образом, по Декарту, бог, создавасимметричные тела, придал им «естественное» круговое движение, в результатекоторого они совершенствовались в теласимметричные.

Характерно,что к наиболее интересным результатам наука приходила именно тогда, когдаустанавливала факты нарушения симметрии. Следствия, вытекающие из принципасимметрии, интенсивно разрабатывались физикам в прошлом веке и привели к рядуважных результатов. Такими следствиями законов симметрии являютсяпрежде всего законы сохранения классической физики.

Понятия симметрии и асимметрии, которыми пользуются вчастных науках, далеко не полно отражают существующую в реальном мире симметриюиасимметрию; они развиваются и обогащаются.Как показывает история науки, это понятия, с помощью которых можно объяснитьмногие явления и предсказывать существование новых, еще не познанных свойствприроды.

Такчто же такое симметрия и асимметрия?

В настоящее время в естествознании преобладаютопределения категорий симметрии и асимметрии на основанииперечисления определенных признаков. Например, симметрия определяется каксовокупность свойств: порядка, однородности,соразмерности, гармоничности. Под асимметрией же обычно понимают отсутствиепризнаков симметрии — беспорядок, несоразмерность, неоднородность и т. д. Все признаки симметрии в такого рода ееопределениях, естественно, рассматриваются равноправными, одинаково существенными, и вотдельных конкретных случаях, при установлении симметрии какого-то явления, можнопользоваться любым из них. Так, в одних случаяхсимметрия — это однородность, в других — соразмерность ит.д. По мере развития нашего познания к определениюсимметрии можно прибавлять все новые и новые признаки. То же самое можносказать и о существующих в частных науках определениях асимметрии.

Общие понятия симметрии и асимметрии должны бытьтакими, чтобы под них подошли все известные и даженеизвестные н настоящее время виды симметрии иасимметрии.

Непосредственной логической основой для определенияпонятий симметриии асимметрии, по мнениюВ.С.Готта, является диалектикатождества иразличия. А вдиалектике, как мы уже знаем, тождество и различие рассматриваются лишь вопределенных отношениях, во взаимодействии, во включении различия в тождество,а тождества в различие.

Диалектическое понимание тождества предполагаетобязательное признание следующего: тождество не существует вне различия ипротивоположности, тождество возникает и исчезает, тождество существует тольков определенных отношенияхи возникаетпри определенных условиях; наиболее полным выражениемтождества является полное превращение противоположностейдруг в друга.

Отсюда следует,что в процесса познания явлений мира нельзя ограничиваться только установлениемтождества между ними, но необходимо раскрывать, как возникает это тождество,при каких условиях и в каких отношениях оно существует. На основе этойхарактеристики диалектики тождества и различия нами В.С.Готтом предложеныследующие определения симметрии и асимметрии:

Симметрия — это категория, обозначающая процесс существованияи становлениятождественных моментов, в определенных условиях и в определенных отношенияхмежду различными и противоположными состояниями явлений мира.

Из данного определения понятия симметрии возникаюттакие методологические требования: при изучении явления, события, состояниядвижущейся материи прежде всего необходимо установить свойственные им различияи противоположности, затем уже раскрыть, что в нем есть тождественного и прикаких условиях и в каких отношениях это тождественное возникает, существует иисчезает. Отсюда следуют и некоторые общие правила для формулирования нашихгипотез (это правило часто относят к научной интуиции). Если установлено существованиекакого-то явления, состояния или каких-то их свойств и параметров,то необходимо предполагать и существование противоположных явлений, противоположных свойств и параметров; в свою очередь,необходимо далее постулировать, что между противоположными условиями в каких-то отношениях и условияхвозникают и существуют тождественные моменты. В этих двух правилах ивыражается в общем виде применение понятия симметрии в конкретныхисследованиях.

Асимметриейназывается категория, которая обозначает существование и становление вопределенных условиях иотношениях различий ипротивоположностей внутри единства, тождества, цельности явлений мира.

Вовсех реальных явлениях симметрия и асимметрия сочетаются друг с другом. Преждечем искать симметрию, нужно найти асимметрию. Верным будет и обратное.

§2.Законы сохранения в микромире.

Если механизм возникновенияальфа- и гамма-излучения без особых трудностей был объяснен квантовой механикой, тоиспускание b-частиц (электронов) оказалосьоднойиз труднейших для понимания проблем ядерной физики.Действительно, при a-распадеядро атомаиспускает a-частицу, представляющую собой ядро гелия,состоящее из двух протонов и двух нейтронов. Таким образом, при a-распаде не образуется новых частиц, поскольку и протоны инейтроны уже имелисьв ядре. Был понят ипроцесс g-излучения,при котором изядравылетала новая (не бывшая, ранее внем)частица — g-квант(фотон). Он был связан с тем, что путем g-радиоактивности ядро атома освобождалосьот избыточной энергии аналогично тому, как рождался фотон в атоме при переходеэлектрона с верхнейорбиты на нижнюю. Как a-, такиg-радиоактивность протекала в полном соответствии с законом сохраненияэнергии,импульса и момента количества движения.

Чтожекасается b-распада,то это явление оказалось значительно более сложными поставило перед учеными ряд проблем. Преждевсего потому, что при этом виде радиоактивности из ядра вылетает ранее не находившаяся там b-частица — электрон. Когда к этому явлению были применены законы сохранения, то выявилась совершенно необычная ситуация: энергия, импульс и момент количества движения начального ядра не были равны, импульсу и моменту количествадвижения продуктов распада вновь образовавшегося ядра и испущенного электрона. Балансуказанных величин не только почти никогда не сходился, но и каждый раз давалразличную величину. Ядро одного и того жерадиоактивного изотопа испускает электроны различнойэнергии, начиная от некотороймаксимальнойдо нулевой. При этом оказывается, чтообразующееся конечное ядро имеет всегда одну иту жеэнергию. Начальное же ядро, превращаясь в результате радиоактивного распада в новое ядро, теряетодну и ту же энергию, в точности равную максимально возможнойэнергии испущенного электрона. Возник,естественно, вопрос: куда девается энергияв тех случаях, когда энергия электрона меньше максимальной?

Это был отнюдь не единственный сюрприз, преподнесенныйфизикам b-радиоактивностью.Когда подсчитали импульс исходного ядра и его момент количество движения исравнили с импульсом и моментом количества движения вновьобразовавшегося ядра и электрона, тооказалось, что и здесь баланс не сходится.Таким образом, в процессе b-распадакак будто нарушались все три классических закона сохранения, между тем как во всех другихизвестных явлениях микромира они неукоснительнособлюдались.

Для объяснения загадки b-распадабыло предложено много гипотез, имеющих внастоящее времялишь, исторический интерес. В 1922 г. Л. Мейтнер предложила,что b-электроны растрачивают часть своей энергии внутриатома, когда пролетают через его электронную оболочку. Эта гипотеза подвергласьстрогой опытной проверке в 1927 г. Эллисом и Вустером. Опыт этих ученых состоял в следующем: радиоактивныйпрепарат RаЕ в толстостенной свинцовой оболочке помещалсяв медный калориметр. Количество энергии, выделенной препаратом за определенныйпромежуток времени, точно измерялось. Согласно гипотезе Мейтнер следовалоожидать, что средняя энергия, приходящаяся на один акт распада, должна была быравняться максимальной энергии в b-спектре. Вдействительности же эта энергия оказалась равной средней энергии, составляющейоколо одной трети от величины граничной энергии b-частиц.Еще более тщательные опыты, осуществленные в 1930 г. самой Мейтнер совместно сОртманом, подтвердили результат Эллиса и Вустера. Таким образом, вновь былоустановлено, что часть энергии ядерного превращения бесследно исчезает.

Единственным выходом из положения представлялосьдопущение о том, что в процессе b-распадазакон сохранения энергии нарушается. Именно такой выход и предложил Бор в 1930г. Гипотеза Бора, как и рассмотренная выше, заключалась в предположении, чтозакон сохранения энергии нарушается в элементарных актах b-распада, но выполняется статистическидлядостаточно большого числа таких актов. Во имя решения одной проблемы Борпредлагал столь большую жертву, что еслибы она оправдалась, то это означало бы по существукрушение не только физики, но и всего естествознания в целом. Ибо смомента признания закона сохранения ипревращения энергии как основы физического естествознания науке не был известенни один факт, который противоречил бы этому закону. После исследований Комптона и других физиков небыло сомнений в выполнении этого законаи в области микромира.

Гипотеза Борао статистическом выполнении закона сохранения энергии в b-распаде была опровергнутав 1933 г. опытами Эллиса и Мотта.

Сразуже после появления она встретила дружныевозражения физиков. Уж слишком велика была жертва. Один изосновоположников современной теории b-распада швейцарский физик В. Паули писал по этому исподу:«На мой взгляд, эта гипотеза не только неудовлетворительна, но даже недопустима. Прежде всего, в этих процессахэлектрический заряд сохраняется, а я не вижу оснований считать сохранениезаряда более фундаментальным, чем сохранение анергии иимпульса».

В 1931 г. на физической конференции в Пасадене Паули доложил ученым о своей интерпретации b-распада: «Законы сохранения выполняются, так какиспускание b-частицсопровождается проникающей радиацией из нейтральных частиц… Сумма энергий b-частицы инейтральной частицы..., испущенныхядром в отдельном акте, равна энергии, соответствующей верхней границе b-спектра. Само собойразумеется, что мы допускаем во всехэлементарных процессах не только сохранение энергии, но и сохранение импульса имомента количества движения».

Поскольку в результате b-распадазаряд ядра изменяется на единицу, предполагаемая частица должна быть электрическинейтральной.Такой частицей могбы быть и фотон, но этувозможность отрицал опыт Эллиса и Вустера. Масса ядра при b-распаде практически неизменяется, и поэтому частица должна была обладатьничтожно малой массой. Таким образом,постулированная Паули частица по споим свойствам отличалась от известных в товремя частиц. Позже она была названа нейтрино.Введение этой гипотетической частицы объяснялопарадоксы b-распада. Указанные свойстванейтрино приводили к тому, что оно совершенносвободно проходило сквозь стенки приборов, не испытывая электромагнитных взаимодействий, и поэтому уносимая им энергияне могла быть, естественно, учтена.

Гипотеза нейтрино позволила также отстоять и закон сохранения моментаколичества движения в ядре. Трудности с этимзаконом возникли в 1932 г., когда В.Гейзенбергом иЛ. Иваненко былапредложена нейтронно-протонная схема строения атомов ядра. Согласно этой схемеэлектронов, в ядре быть не должно, они рождаются в процессе b-распада. Теория ядра приводила к заключению, что спинисходного ядра в единицах h/2pдолжен выражаться целым числом.Между тем спин электрона равен половине, а орбитальныймомент количества движения электронов мог быть только целым числом h/2p. Поэтому получалось, чтов результате b-распада целый спин ядра должен былбы переходить в полуцелый и наоборот. Этоозначало нарушение закона сохранения момента количества движения. Эта трудность сейчас устранялась, если нейтриноприписать полуцелый спин (1/2).

Таким образом, согласно гипотезе Паулинейтрино явилось той частицей, котораякомпенсировала как недостающую энергию, так испин. В дальнейшем был уточнени законсохранения импульса на основе допущения, что импульс ядра отдачи должен быть равенпо величине и направлен противоположно суммарному импульсу электрона и нейтрино.

В одном из своих более поздних выступлений Паули подчеркнул, чтоон всегда был против того, чтобы решать какиебы то ни было трудности в физических проблемах путемотказа от закона сохранения энергии: «Во-первых, я считаю, что аналогиямежду законами сохранения энергии и сохранения электрического заряда имеетглубокое значение иможет являтьсянадежной руководящей нитью. Вряд лиможно, отказавшись от закона сохранения энергии, сохранить закон сохраненияэлектрического заряда, а этот последний закон никогда еще не приводил ни ккаким затруднениям. Поэтому я с самого началаотказывался верить в нарушение сохранения энергии».

Гипотеза Паули о нейтрино была изложена впервые впечати с его разрешения двумя участниками семинара КарлсономиОппенгеймером в 1932г., а год спустя автор ее, выступая на седьмом Сольвеевском конгрессе,посвященном теме «Строение и свойства атомных ядер», обстоятельнодоложилучастникам конгресса о тех предпосылках, которые привели его к столь необычнойгипотезе).

В 1934 г. итальянскийфизик Э. Ферми наоснове гипотезы о нейтрино и протонно-нейтроннойсхемыстроения атомного ядра создал теорию b-распада,которая успешно объяснила все основные черты этого процесса. В последующие годымного усилий было затрачено на экспериментальное доказательство существования нейтрино.Сначала эти доказательства были получены косвенно, а в период 1953-1955 гг. путем постановки довольно сложных экспериментов американские физики Коуэн и Ройнее обнаружили нейтрино в свободном состоянии.

Вот что говорит физическая энциклопедия о нейтрино.

«Представление о нейтриновведено в 1930швейцарскимфизикомВ.Паули с целью объяснитьнепрерывный энергетическийспектр электронов при b-распаде:общиепринципы квантовой механики и законсохранения энергиитребовали, чтобы электроны имели определеннуюэнергию, равнуюэнергии, выделяемой при b-распаде.Согласно гипотезе Паули, в b-распадевместе с электроном рождается новая нейтральная сильнопроникающая и, следователь- но,трудно обнаружимая частица с массой <0.01 массыпротона. Распределение дискретной порции энергии между нейтрино и электроном иприводит к нарушению моноэнергетичностиспектра электронов.Для того чтобы соблюдался и закон сохранения момента кол-ва движения, новой частице приписали полуцелый спин.…В1932 Ферми предложил называть новую частицу»нейтрино"(уменьшительное отнейтрон)[4].

Решение проблемы b-распадаокончательно убедило физиков в том, что классическиезаконы сохраненияэнергии, импульса и момента количества движения выполняются столь же неукоснительнов микромире, как и в макромире. Чтокасается других двух законов сохранения — массы и электрического заряда, то ихвыполнение в микромире не вызывало сомнений начиная с 1919 г., когда Резерфорд произвел первое искусственное расщепление атомного ядра азота, бомбардируяего a-частицами.

§3.Специфические законы сохранения в теории элементарных частиц.

Квантоваямеханика вскрыла специфические закономерности движения и превращения такназываемых элементарных частиц. Эти закономерности не сводятся с закономерностямклассической механики, и поэтому естественно ожидать, что в микромире наряду склассическими законами сохранения должны дейс

еще рефераты

Еще работы по физике. философии

Реферат по физике. философии

Динамические законы и механический детерминизм

29 Августа 2013

Реферат по физике. философии

Симметрия, Вселенная, Мироздание

29 Августа 2013