Lekciya1.ppt

экспериментальные факты, лежащие в основе квантовой механики
Основные экспериментальные факты,

противоречащие классической физике

1. Устойчивость атомов
Из классической электродинамики Максвелла следует, что криволинейное движение заряженной частицы с ускорением приводит к излучению электромагнитных волн, то есть к потере энергии на излучение и, следовательно, к неустойчивости атомов

2. Спектр излучения атомов
Экспериментально наблюдаемый спектр излучения атомов состоит из дискретных линий, то есть атомы имеют дискретный спектр энергий, отвечающих состояниям финитного движения.

электронов с атомами энергия электронов меняется дискретными порциями.
4.

Опыты Штерна и Герлаха
Магнитный момент и, следовательно, механический момент атома принимает дискретный значения.

5. Дифракция электронов на кристаллах (Девисон, Джермер, Томсон).
Подобная дифракция рентгеновского излучения на кристаллической решётке свидетельствует о наличии у электрона волновых свойств, что означает отсутствие понятия траектории.

щелях

1. Наблюдается дифракционная картина с чередующимися максимумами и минимумами

2. Эта картина не сводится к наложению результатов, которые получаются, если поочередно закрывать каждую из щелей

3. Пропуская частицы по одной, мы получаем от каждого атома только одну точку на экране

4. Атом попадает в какую-то точку, но мы заранее не знаем, в какую. Совокупность этих точек дает наблюдаемую дифракционную картину, то есть мы имеем дело с ансамблем измерений.

С движением частицы связан волновой процесс. У квантовой частицы есть

волновые свойства.

2. Это противоречит картине движения по траектории. Как может влиять та щель, через которую атом не пролетал?

3. От одной частицы получается не слабое подобие общей дифракционной картины, а только точка на экране. Следовательно, волновой процесс, связанный с движением квантовой частицы, не является классической волной.

4. Для каждой частицы можно указать только вероятность попадания в ту или иную точку экрана, то есть вероятность рассеяния на тот или иной угол.

механики или ставшие ее составными частями
1900 г. - Макс Планк,

квантование энергии, постоянная Планка. Нобелевская премия 1918 г.

1905 г. - Альберт Эйнштейн, понятие кванта света - фотона, теория фотоэффекта, Нобелевская премия 1921 г. г.

1913 г. - Нильс Бор, квантование уровней энергии в атоме, Нобелевская премия 1922 г.

1923 - 24 г. - Луи де Бройль, корпускулярно-волновой дуализм де Бройля, Нобелевская премия 1929 г.

1924 г.- Бор, Крамерс, Слеттер, понятие волны вероятности.

1924 - 25 г. - Вольфганг Паули, принцип запрета Пуаули, Нобелевская премия 1945 г.

квантовой механики, соотношение неопределённостей, Нобелевская премия 1932 г.

1926 г. - Эрвин Шредингер, волновая функция и волновое уравнение Шредингера, Нобелевская премия (совместно в Полем Дираком) 1933 г.

1926 г. - Макс Борн, вероятностная интерпретация квантовой механики, Нобелевская премия 1954 г.

1927 г. - V Сольвеевский конгресс в Брюсселе, копенгагенская интерпретация.

когда характерный масштаб действия для системы сравним с постоянной Планка.

Если действие, характерное для рассматриваемой механической системы сравнимо с постоянной Планка, система является классической, и для описания ее движения можно использовать классическую механику.

для макроскопических явлений, таких, например, как

ферромагнетизм,

сверхпроводимость,

конденсация Бозе

- Эйнштейна

и ряде других