“Стара” квантова теорія
Народженням квантової механіки вважається момент введення постійної Планка h (грудень 1900), за допомогою якої Планк отримав вираз, правильно описує спектр теплового випромінювання абсолютно чорного тела24 як для низьких, так і для високих частот. З цього починається “стара квантова теорія”, що складалася в тому, що фізикам вдавалося за допомогою постійної Планка h отримувати вирази, правильно описують ряд явищ, які до цього представляли собою невирішені завдання. Ті явища, які вдавалося таким чином (з використанням постійної Планка h) описати, відносили до квантовим явищам. Так Ейнштейн вирішив проблему опису фотоефекту (1905), ввівши уявлення про енергетичне Кванті електромагнітного випромінювання (фотоні) з енергією E = hν, де ν – частота електромагнітної волни25. Так з’являється модель атома Бора (1913), де в основу покладено класичну планетарна модель атома водню, до якої додають (накладають) ряд некласичних постулатів: електрон в атомі може знаходитися лише в певних, так званих стаціонарних станах, що характеризуються дискретними значеннями енергії Ej; перебуваючи в стаціонарному стані, електрон не випромінює, а при переході з одного стану (з енергією Ej) в інший стан (з енергією Ek) випромінюється (або поглинається) квант випромінювання з частотою ν = | Ek – Ej | / H. У результаті Бором були пояснені серії спектральних ліній атома водню (Бальмера, Ридберга та ін.), Стійкість атома і деякі інші ефекти. На першому плані тут виявляється дискретність, т. Е. Квантованность, звідки й походить назва всього направленія26.
Проте ключовою особливістю квантової частинки (мікрочастинки), що ознаменувала перехід до “нової” квантової механіки, став “корпускулярно-хвильової” дуалізм. Вперше це властивість з’явилося в теорії фотоефекту Ейнштейна, де світло поглинається порціями, що характерно для частинок (корпускул), але їх поширення проявляє типові хвильові властивості (дифракцію і інтерференцію). У 1923 р де Бройль оголосив цей дуалізм характерним для всіх мікрочастинок. Дуже яскраво це властивість проявляється в описаному нижче (рис. 7.2) класичному двохщілистих уявному експерименті, де мікрочастинки падають на екран з двома щілинами, за яким стоїть фотопластинка, що поглинає ці частинки.
Проблема корпускулярно-хвильового дуалізму вирішується в “нової” квантової механіки, створеної в 1925-1927 рр., В рамках імовірнісного типу опису поведінки квантової частинки (квантово-механічного опису). Тобто поведінка квантової частинки описується не точними значеннями відповідних величин (положення, швидкості і ряду інших), а розподілами ймовірностей відповідних величин.
Поняття “розподіл ймовірностей” можна дати на прикладі стрільби по цілі. У силу ряду випадкових факторів (якості зброї, влучності стрілка і т. П.) Матиме місце випадкове відхилення кулі від центру мішені. На підставі досить довгої серії пострілів можна побудувати розподіл ймовірностей відхилень влучень від центру мішені, яке буде являти собою криву типу зображеної на рис. 7.1: – ймовірність попадання кулі в діапазоні від Xk до Xk + 1 пропорційна площі відповідного сегмента під кривою. В зазвичай прийнятному наближенні таку криву можна задати двома величинами: становищем її максимуму (відповідного середньому значенню) і “мірою невизначеності” ΔX, що характеризує відхилення від нього.
(2 votes, average: 3.00 out of 5)