Головна

Тема 4.2. Концепції квантової механіки

  1. I Фізичні основи механіки
  2. III. Принципи покладені в основу демографічної політики в концепції РФ
  3. Абсолютна рента. Ціна землі. Земельна рента в концепції граничного продукту.
  4. Базові категорії та концепції фінансового менеджменту
  5. БАЗОВІ КОНЦЕПЦІЇ ФІНАНСОВОГО МЕНЕДЖМЕНТУ
  6. Базові концепції фінансового менеджменту
  7. Базові концепції фінансового менеджменту. Типи фінансових систем

OОсновние поняття

Корпускулярно-хвильовий дуалізм як загальна властивість матерії. Уявний експеримент «мікроскоп Гейзенберга». Співвідношення невизначеностей координата-імпульс (швидкість). Принцип додатковості Статистичний характер квантового опису природи.

& Короткий зміст

Корпускулярно-хвильовий дуалізм як загальне властивість матерії

Уявний експеримент «мікроскоп Гейзенберга»

Співвідношення невизначеностей координата-імпульс (швидкість)

Принцип додатковості як твердження про те, що:

- Неможливі невозмущающіе вимірювання (вимірювання однієї величини унеможливлює або неточним вимір інший, додаткової до неї величини)

- Повне розуміння природи мікрооб'єктів вимагає врахування як його корпускулярних, так і хвильових властивостей, хоча вони не можуть проявлятися в одному і тому ж експерименті

- (В широкому сенсі) для повного розуміння будь-якого предмета або процесу необхідні несумісні, але взаємодоповнюючі точки зору на нього

Статистичний характер квантового опису природи

На початку ХХ ст. фізика прийшла до висновку про існування в природі ще однієї форми матерії - кванта (Фотона), Що володіє одночасно властивостями хвилі і корпускули (Планк, Ейнштейн). Спроби пояснити закони теплового випромінювання, закони фотоефекту привели до створення уявлення про порції енергії, яка випромінюється атомами у вигляді електромагнітного кванта. М. Планк ввів поняття кванта дії (Постійна Планка), в якому закладена ідея дискретності електромагнітного випромінювання.

Вперше фізика зіткнулася з необхідністю опису протилежних корпускулярних (дискретних) і континуальних (безперервних) властивостей в рамках одного об'єкта. Численні спроби такого симбіозу не увінчалися успіхом, і була розроблена концепція додатковості властивостей матерії.

принцип додатковості - Це твердження про те, що:

- Неможливі невозмущающіе вимірювання (вимірювання однієї величини унеможливлює або неточним вимір інший, додаткової до неї величини)

- Повне розуміння природи мікрооб'єктів вимагає врахування як його корпускулярних, так і хвильових властивостей, хоча вони не можуть проявлятися в одному і тому ж експерименті

- (В широкому сенсі) для повного розуміння будь-якого предмета або процесу необхідні несумісні, але взаємодоповнюючі точки зору на нього

Принцип додатковості Н. Бора -це концептуально новий підхід до питання вимірювання параметрів досліджуваних об'єктів - мікрооб'єктів).

Принцип додатковості по відношенню до властивостей світла носить назву корпускулярно-хвильового дуалізму. У 1924 році цей принцип поширений Луї де Бройля на частинки речовини.

Де Бройль висунув гіпотезу про двоїстий характер поведінки мікрочастинок. Відповідно до цієї гіпотези: всім мікрооб'єктами притаманні і корпускулярні, і хвильові властивості; в залежності від зовнішніх умов мікрооб'єкти проявляють або властивості частинок, або хвильові властивості. Таким чином, корпускулярно-хвильовий дуалізм набуває універсальний характер: не тільки фотони, але і електрони, і будь-які інші мікрочастинки поряд з корпускулярними володіють і хвильовими властивостями.

Але мікрооб'єкт повертається до спостерігача або хвильової, або корпускулярної стороною. Експериментатор не може спостерігати одночасно і хвильові, і корпускулярні властивості. Таким чином, деякий протиставлення корпускулярних і хвильових властивостей, характерне для електродинамічної картини світу, вирішилося в дуалізм дискретності і безперервності як частинок речовини, так і поля.

Ідеї ??де Бройля дозволили пояснити багато експериментальні факти, що накопичилися до цього часу, а й породили нові труднощі. Через дволикість частки виявилося неможливо одночасно точно вказати її швидкість і положення. Так був сформульований принцип невизначеності, прояв якого потім були виявлені далеко за межами фізики.

співвідношення невизначеностей - це концептуально новий підхід до визначення взаємопов'язаних параметрів досліджуваного мікрооб'єкту.

У фізиці існує так званий принцип невизначеності Гейзенберга, Згідно з яким при ядерному розпаді неможливо визначити з однаковою ймовірністю координату і імпульс. Тобто, якщо щось відомо з великою ймовірністю, то інше - з набагато меншою. Знаєш - чого, не знаєш - скільки. Знаєш - скільки, не знаєш - чого. Знаєш скільки, чого і де, не знаєш - з ким. Назва ні до чого не зобов'язує, невизначено все.

Гейзенберг зазначає, що квантово-механічні матриці координати і імпульси коммутируют один з одним (не підкоряються перестановочность закону, тобто АВ ? ВА). Це є математичним виразом принципу невизначеностей, Сформульованого їм в 1927 р .: мікрочастинка не має одночасно точних значень координати і відповідної їй проекції імпульсу, а отже, не має траєкторії руху. Зокрема, електрон в атомі не має траєкторії; замість безперервних кривих (стаціонарні орбіти Бора) є певний дискретний набір чисел (квантові числа), значення яких залежать від номера початкового і кінцевого станів електрона.

Це положення відіграло важливу роль в становленні квантової механіки. згідно з ним отримання експериментальних даних про одні фізичних величинах, що описують мікрооб'єкт (наприклад, електрон, протон, атом), неминуче пов'язане зі зміною таких даних про величини, додаткових до перших. Такими взаємно додатковими величинами є, наприклад, Координата і імпульс частинки. Цей принцип. міститься в принципі невизначеностей, Математичним виразом якого є співвідношення невизначеностей.

принцип суперпозиції - Принцип, який визначає значення деякої фізичної величини, що формується двома або більше фізичними величинами тієї ж природи: результуюча фізична величина дорівнює сумі складових фізичних величин

В класичної фізики: принцип суперпозиції - Це допущення, згідно з яким результуючий ефект від декількох незалежних впливів є сумою ефектів, що викликаються кожним впливом окремо. Справедливий для систем або полів, що описуються лінійними рівняннями; важливий в механіці, теорії коливань і хвиль, теорії фіз. полів.

В квантовій механіці принцип суперпозиції відноситься до хвильовим функціям: якщо фізична система може перебувати в станах, що описуються двома (або кількома) хвильовими функціями, то вона може також перебувати в стані, описуваному будь-якої лінійної комбінацією цих функцій (принцип суперпозиції станів).




Динамічні і статистичні закономірності в природі | Тема 4.3. Принцип зростання ентропії

Тема 3.4. хімічні системи | періодичний закон | Тема 3.5. Особливості біологічного рівня організації матерії | Основні ознаки життя | Специфіка, єдність і різноманіття живого | Рівні організації живих систем | Популяційно-видовий рівень | біоценотіческій рівень | біосферний рівень | Ідеї ??детермінізму |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати