Корпускулярно-волновой дуализм (или квантово-волновой дуализм) — свойство природы, состоящее в том, что материальные микроскопические объекты могут при одних условиях проявлять свойства классических волн, а при других — свойства классических частиц.
Типичные примеры объектов, проявляющих двойственное корпускулярно-волновое поведение — электроны и свет; принцип справедлив и для более крупных объектов, но, как правило, чем объект массивнее, тем в меньшей степени проявляются его волновые свойства[4] (речь здесь не идёт о коллективном волновом поведении многих частиц, например, волны на поверхности жидкости).
Идея о корпускулярно-волновом дуализме была использована при разработке квантовой механики для интерпретации явлений, наблюдаемых в микромире, с точки зрения классических концепций. В действительности квантовые объекты не являются ни классическими волнами, ни классическими частицами, проявляя свойства первых или вторых лишь в зависимости от условий экспериментов, которые над ними проводятся. Корпускулярно-волновой дуализм необъясним в рамках классической физики и может быть истолкован лишь в квантовой механике[5].
Дальнейшим развитием представлений о корпускулярно-волновом дуализме стала концепция квантованных полей в квантовой теории поля.
Объяснение:
Мир квантовой физики трудно понять с точки зрения здравого смысла. Материя может быть одновременно сконцентрирована в одной точке и размазана в Тому и другому имеются экспериментальные доказательства, но есть свидетельства ещё более загадочных явлений.
Корпускулярно-волновой дуализм
Фотон обладает одновременно свойствами частицы и волны. Это явление обозначается термином «корпускулярно-волновой дуализм». Великий Исаак Ньютон считал, что свет является потоком частиц, но уже его современник Христиан Гюйгенс находил у света волновые свойства. Борьба двух теорий продолжалась практически до ХХ века, когда выяснилось, что они обе справедливы.
Эксперимент Юнга
Чтобы доказать волновую природу света в 1803 году английский учёный Томас Юнг провёл свой знаменитый эксперимент с двумя щелями. На самом деле щелей было три. Свет от источника направляется на щель, прорезанную в металлическом листе, и таким образом, из него вырезается один узкий луч. Это нужно для того, чтобы создать два когерентных источника излучения. В другом таком же листе, прорезаются две параллельные щели с ровными краями. Ширина щелей сравнима с длиной световой волны. Перпендикулярно плоскости второго листа на них посылается расходящийся конус света от первой щели.
"Вес железа массой 780 г в воде составляет 6,8 Н, а в неизвестной жидкости вес железа составляет 7,0 Н. Определите плотность этой жидкости. Плотность железа составляет 7800 кг/м³"
Переведём массу в СИ: m = 780 г = 0,78 кг.
Решение:
В решении для неизвестной жидкости я буду использовать индекс "1", а для воды индекс "2".
На сколько вес тела в воде P2 меньше веса тела в неизвестной жидкости P1, на столько сила Архимеда в воде Fа2 больше силы Архимеда в неизвестной жидкости Fа1:
P1 - P2 = Fа2 - Fа1
В общем случае, сила Архимеда со стороны жидкости плотностью ρж на тело объёмом V:
Fа = ρж*g*V
Тогда для воды и неизвестной жидкости:
Fа1 = ρ1*g*V
Fа2 = ρ2*g*V
Получим:
P1 - P2 = ρ2*g*V - ρ1*g*V
P1 - P2 = (ρ2 - ρ1)*g*V
ρ2 - ρ1 = (P1 - P2)/(g*V)
ρ1 = ρ2 - (P1 - P2)/(g*V)
Объём V железа плотностью ρ и массой m:
V = m/ρ.
Тогда плотность неизвестной жидкости ρ1:
ρ1 = ρ2 - (P1 - P2)/(g*m/ρ)
ρ1 = ρ2 - (P1 - P2)*ρ/(g*m)
Вычисление:
ρ1 = 1000 кг/м³ - (7,0 Н - 6,8 Н) * 7800 кг/м³ / (10 Н/кг * 0,78 кг)
ρ1 = 1000 кг/м³ - 0,2 Н * 7800 кг/м³ / 7,8 Н
ρ1 = 1000 кг/м³ - 200 кг/м³
ρ1 = 800 кг/м³