Предположение о наличии у света квантовых (корпускулярных) свойств оказалось необходимым для объяснения экспериментально установленных законов

фотоэффекта

интерференции света

дифракции света

отражения и преломления света

Решение:

Интерференция и дифракция – сугубо волновые явления. Законы отражения и преломления света в рамках волновой теории объяснил еще Гюйгенс, современник Ньютона. И только законы фотоэффекта, сформулированные в конце XIX века А. Г. Столетовым, не укладывались в рамки волновых представлений. Объяснил эти законы в 1905 г. А. Эйнштейн, предположив, что свет может поглощаться только дискретными порциями, квантами.

3. Согласно принципам квантовой механики, точное знание какой-либо характеристики X данного объекта делает невозможным или неточным знание …

характеристики того же объекта, дополнительной к X

всех остальных характеристик этого объекта

характеристик X всех объектов, с которыми данный объект взаимодействует

характеристик X всех остальных объектов в мире

Решение:

Согласно одной из формулировок квантовомеханического принципа дополнительности, полное понимание любого объекта требует такого набора его характеристик, что знание одной из них делает невозможным или неточным знание каких-то других характеристик из этого полного набора. Характеристики, находящиеся в таком отношении взаимоисключения, называются дополнительными. Дополнительными к данной характеристике являются лишь некоторые другие характеристики, но не все подряд. Например, характеристикой, дополнительной к импульсу объекта, служит его координата, а энергия – нет. Никакая характеристика X не является дополнительной к самой себе даже для одного и того же объекта, а уж тем более – для объектов разных.

4. Опыт, схема и результат которого изображены на рисунке, позволяет продемонстрировать …

дифракцию электронов

интерференцию электронных пучков

фотоэффект (выбивание электронов светом из металла)

возникновение наведенной радиоактивности

Решение:

Свет в данном опыте не используется, изображение на фотопластинке формируется падающими на нее электронами. Следовательно, фотоэффект здесь ни при чем. Интерференция электронных пучков тоже отпадает, поскольку пучок тут только один. Остается дифракция и наведенная радиоактивность.

По определению, дифракция – это явления отклонения волны от прямолинейного распространения вследствие взаимодействия с препятствием. На фотопластинке именно это и изображено. Помимо центрального светлого пятна, образованного электронами, прошедшими фольгу напрямую, не отклонившись от первоначальной траектории, видно еще несколько светлых колец, которые, очевидно, объясняются электронами, отклонившимися от первоначального направления распространения на определенный угол, то есть испытавшими дифракцию. Препятствием в данном случае служат атомы в фольге: расстояния между ними в подобных опытах соизмеримы с длиной волны электронов в пучке, что создает наилучшие условия для возникновения четкой дифракционной картины.

5. Красный свет не засвечивает фотопленку и фотобумагу потому, что …

энергия его фотонов мала по сравнению с энергией фотонов синего или зеленого света, и ее не хватает, чтобы инициировать фотохимическую реакцию

энергия его фотонов велика по сравнению с энергией фотонов синего или зеленого света, и фоточувствительный центр в эмульсии не способен ее поглотить

длина его волны велика по сравнению с длиной волны синего или зеленого света, и вследствие этого его нельзя рассматривать как поток частиц-фотонов

длина его волны мала по сравнению с длиной волны синего или зеленого света, и вследствие этого он полностью отражается от поверхности фоточувствительного материала

Решение:

Красный свет обладает наибольшей длиной волны во всем видимом диапазоне электромагнитного излучения. Соответственно, согласно формуле Планка энергия его фотонов минимальна. Поэтому объяснения, апеллирующие к большой энергии фотона и малой длине волны красного цвета, отпадают. Из оставшихся двух следует отбросить то, которое утверждает, что длинноволновый свет в принципе не способен проявить корпускулярную сторону своей природы. В действительности корпускулярно-волновой дуализм – всеобщее свойство материи, в том числе и длинноволнового электромагнитного излучения.

6. Квантовая механика дает …

вероятностное описание для всех материальных объектов

вероятностное описание для объектов микромира и детерминистское описание для объектов макромира

детерминистское описание для объектов микромира и вероятностное описание для объектов макромира

детерминистское описание для всех материальных объектов

Решение:

Квантовомеханическое описание – вероятностное по своей сути для всех объектов. Как и для любой статистической теории, для квантовой механики возможны ситуации, когда случайные отклонения от среднего (флуктуации) оказываются несущественными. В таких ситуациях оказывается возможным делать однозначные, детерминистские предсказания. Чаще всего такие ситуации реализуются для макроскопических объектов. Однако и для объектов макромира (и даже мегамира) возможны ситуации, когда квантовая механика не позволяет дать однозначных детерминистских предсказаний, например «кошка Шредингера» или квантовые флуктуации, приведшие к рождению и первичной инфляции нашей Вселенной.