ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2021
Просмотров: 2100
Скачиваний: 1
Чтобы устранить противоречия
“
волна
-
частица
”
В
.
Гейзенберг
выдвинул принцип
неопределённости
.
Этот принцип
выражает фундаментальный
предел возможности
одновременного измерения
определённых пар переменных
,
например положения частицы
x
и
её импульса
p
Классические понятия
пространственного положения и
величины импульса применимы к
микрочастице в пределах
,
даваемых соотношениями
Гейзенберга
.
Это обусловлено
самой природой микрочастиц
,
их
корпускулярно
–
волновыми
свойствами
.
1927
1927
Принцип
Принцип
неопределенности
неопределенности
f
f
f
f
b
Виртуальные частицы
~
p x
Δ Δ
Werner Karl Heisenberg
(1901-1976)
~
E t
Δ Δ
1
2
Нобелевская премия по физике
1932
г
.
–
В
.
Гейзенберг
За создание квантовой механики
Волновая
Волновая
функция
функция
В
квантовой
физике
состояние
системы
описывается волновой функцией
.
Так как для
квантовой частицы нельзя одновременно точно
определить значения ее координат и импульса
,
то
не имеет смысла говорить о движении частицы по
определенной траектории в пространстве можно
определить
только
вероятность
нахождения
частицы в данной точке в данный момент времени
,
которая определяется квадратом модуля волновой
функции
—
W
~ |
ψ
(
x
,
y
,
z,t
)|
2
dV
Нобелевская премия по физике
1954
г
.
–
М
.
Борн
За фундаментальные исследования в квантовой
механике
,
в особенности за статистическую
интерпретацию волновой функции
.
Max Born
(1882-1970)
Волновая
Волновая
функция
функция
Волновая
функция
как
решение
уравнения
Шредингера
должна
удовлетворять
определенным
требованиям
•
( , )
x t
Ψ
должна
быть
совместимой
с
соотношениями
2
,
,
2
p
E
E
U
p
m
ω
=
=
=
+
•
( , )
x t
Ψ
должна
быть
линейной
относительно
всевозможных
решений
уравнений
Шредингера
.
Если
1
( , )
x t
Ψ
,
2
( , )
x t
Ψ
, …,
( , )
n
x t
Ψ
являются
решениями
уравнения
Шредингера
,
то
функция
1 1
2
2
1
( , )
...
n
n
n
i
i
i
x t
a
a
a
a
ψ
=
Ψ
=
+ Ψ + + Ψ =
Ψ
∑
,
где
1
2
, ,
n
a a
a
…
—
некоторые
постоянные
,
также
представляет
возможную
волновую
функцию
.
•
Функция
( , ) /
x t
x
∂Ψ
∂
также
должна
быть
линейной
.
•
Функция
( , )
x t
Ψ
как
и
ее
производная
( , ) /
x t
x
∂Ψ
∂
должна
быть
однозначной
,
конечной
и
непрерывной
.
•
При
x
→ ±∞
функция
( , )
x t
Ψ
должна
стремиться
к
нулю
.
lim
( , )
0
x
x t
→±∞
Ψ
→
Принцип
Принцип
суперпозиции
суперпозиции
Одно
из
важнейших
положений
квантовой
теории
:
в
квантовых
системах
выполняется
принцип
суперпозиции
.
Если
квантовая
система
может
находиться
в
состояниях
,
описываемых
функциями
1
ψ
,
2
ψ
, …,
n
ψ
,
то
линейная
комбинация
(
суперпозиция
)
волновых
функций
1
ψ
,
2
ψ
, …,
n
ψ
n
n
n
c
ψ
ψ
=
∑
также
является
волновой
функцией
,
описывающей
одно
из
возможных
состояний
системы
,
n
c
–
произвольные
постоянные
.
Статистическая
Статистическая
природа
природа
квантовых
квантовых
явлений
явлений
Квантовая
механика
является
принципиально
статистической теорией
.
Её предсказания носят
вероятностный
характер
.
Можно
с
любой
точностью
предсказать
вероятность
найти
электрон в произвольной части атома водорода
,
но
нельзя предсказать
,
в какие моменты времени
электрон в эту часть атома попадает
.
Различие
между
классической
статистической теорией и квантовой механикой
состоит
в
следующем
.
В
классической
статистической
теории предполагается
,
что в
принципе мы можем проследить за судьбой
,
например
,
всех молекул газа и точно рассчитать их
траектории
.
Но
,
так как молекул много
,
то для
расчета макроскопических величин нам достаточно
знать не все точные величины
,
описывающие
каждую
молекулу
,
а
небольшое
количество
усредненных характеристик системы
.
Например
,
для описания газа заключенного в сосуде вводят
такие усредненные характеристики как давление и
температура
.
Для
отдельной
молекулы
газа
совершенно
бессмысленно
говорить
о
её
температуре
.
В
противоположность
этому
в
квантовом
мире
статистические
свойства
не
вторичны
,
а первичны
.
Статистический характер
процессов в микромире проявляется в том
,
что и
результат измерений в микромире также имеют
статистическую природу
.