Мы будем рассматривать устройство окружающего нас мира с точки зрения физики - на микроскопическом и даже наноскопическом уровне. Законы этого мира существенно и принципиально отличаются от законов привычного нам макроскопического мира, в котором все доступно нашим органам чувств. В макроскопическом мире механика Ньютона является универсальным законом движения материальных точек, из которых можно построить все многообразие субъектов окружающего нас мира. Классическая материальная точка - это маленький, локализованный в ограниченной области пространства субъект материи, движущийся по законам ньютоновской механики. Его движение в пространстве является непрерывным на всех уровнях увеличения, то есть является континуумом.
Понятие континуума легко представить, если обратиться к последовательности - числовому ряду: 1, 2, 3 . Этот ряд по большему счету и представляет собой континуум - бесконечно непрерывный ряд чисел, не прерывающийся при любом его углублении до сколь угодно малых величин и различий. Точно также траектория любого тела в макромеханике есть континуум, абсолютно непрерывная линия, соответствующая движению материальной точки - пространство нигде не прерывается и не квантуется. Точно таким же континуумом является время, оно непрерывно.
Пределом делимости материи, субъектом, сохраняющим все ее свойства, является атомом. Идея не нова 25 веков назад ее высказали Демокрит и Левкипп (опираясь при этом на идеи Фалеса Милетского и Анаксимена). Они изобрели первую дискретность - отдельные атомы в пустом пространстве. А эти частицы, как принято считать сейчас, являются квантами, отдельными строго определенными порциями энергии, поскольку А. Эйнштейн в 1905г. Установил идентичность массы и энергии. Атомы состоят из элементарных частиц, которых к настоящему времени известно около 3000, что вызывает у физиков некоторую растерянность, поскольку число элементарных частиц превышает число элементов таблицы Д.И. Менделеева (менее полутора сотен).
В микромире наблюдаемые физиками факты не соответствуют и не совместимы с классическим идеалом - непрерывным описанием в пространстве и времени. В физике микромира существуют пробелы в непрерывном описании любого процесса, в пространственно - временном континууме. Согласно идеям Анаксимена при разрежении (при удалении атомов на большое расстояние друг от друга) должны измениться свойства материи. Но это сложно себе представить, если считать, что материи сама по себе представляет континуум - что от чего должно удаляться? Анаксимен также впервые сформулировал идеи, что вещество (материя) может находиться в одном из четырех состояний (твердом, жидком, газообразным и огненном), и что изменение состояния не предполагает изменения вещества, а лишь инициируется геометрически как бы распространением одного и того же количества на больший объем (разряжение) или при обратном переходе (сжатие). Как не удивительно, но и мы полагаем, что вещество может находиться в одном из четырех состояний: твердом, жидком, газообразном и плазменном.
Поскольку микроэлектроника в качестве основного рабочего инструмента использует потоки заряженных частиц и кванты электромагнитного поля, к которым не применимы подходы классической физики, возникает необходимость изучения некоторых основ квантовой механики. Квантовая механика - это физическая теория, описывающая явления атомного масштаба - движение элементарных частиц и состоящих из них систем. Обычно под квантовой механикой понимают теорию движения микрочастиц со скоростями намного меньшими скорости света (нерелятивистская квантовая механика). Релятивистские процессы рассматривает квантовая теория поля.
Читайте также
Проектирование усилителя напряжения
Прежде чем начать рассчитывать усилитель, выберем некоторые его элементы
и условия моделирования.
В качестве транзисторов будем использовать нашедшие широкое применение в
прак ...
Проектирование РЭА
При конструкторском проектировании РЭА (радиоэлектронной
аппаратуры) решаются задачи, связанные с поиском наилучшего варианта
конструкции, удовлетворяющего требованиям технического задан ...
Организация сети широкополосного доступа Комсомольского микрорайона г. Краснодара
Сегодня
потребность пользователей Интернет в передаче большого объема данных на высокой
скорости стремительно растет. Это связано с увеличением качества используемых
данных, и как резул ...