Микромеханика

масштабов МИКРО-скопических
объектов и МАКРО-скопических приборов
ЗАДАЧА: измерить массу объекта с

ПРОЦЕДУРА: 1) взять объект пинцетом и положить на чашку весов;
2) уравновесить весы и подсчитать сумму номиналов разновесов.

Объект — электрон

виде и, следовательно, необходима стадия приготовления объекта —

2) Электрон невозможно «взять пинцетом» и «положить на весы».

3) Весы невозможно уравновесить:
а) из-за отсутствия разновесов,
б) из-за флуктуаций.

микроструктур и должны быть заменены другими, специально приспособленными для объектов

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

точке пространства — в той, в которой помещен сам детектор

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ: детектор при контакте с объектом взаимодействует с ним и в результате выдает макроскопический сигнал (свет, звук и т.д.)

Детектор должен содержать мощный усилитель

полем и вызывают вторичную ионизацию газа,
3) возникает пробой: напряжение скачком

фотоэмульсии,
люминесцентные экраны,
пузырьковые камеры,
искровые камеры,
фотоумножители.

и т.д.
Величина этого эффекта совершенно не зависит от свойств

Специфика детекторов

через спектральный анализатор
3) Фиксация сработавших детекторов
Проблема калибровки
Значения наблюдаемой, написанные на

каждой частицы в повторных измерениях.
2. МАКРОСКОПИЧНОСТЬ измерительных приборов: невозможно

3. ПРИРОДА микрочастиц: возможно, что в силу своей внутренней природы (строения) микрочастицы не способны вести себя совершенно «определенно».

Возможные причины «вероятностного» поведения микрообъектов

вспомогательную величину — амплитуду вероятности ( Z )

Pi ←→ Zi

или Z = a + bi
( a —

Z и Z* — комплексно сопряженные
(по отношению друг к другу) числа

+ b2 = r 2
«ВЕКТОРНОЕ» СЛОЖЕНИЕ
Z = Z1 + Z2

амплитуды вероятности:

Р = Z ⋅ Z* = | Z

не зависит от фазы амплитуды и определяется только ее модулем
Фазовая

(ω – частота)
(k – волновой вектор)
t = const

последова-тельными, то их амплитуды перемножаются
А = А1 ⋅

2. Если локальные простые события являются альтер-нативными, то их амплитуды складываются
А = А1 + А2 ⋅ …

А = А1 ⋅ А2

Р = | А |2

= A1 + A2 = A11 ⋅ A12 + A21

(способы реализации события)
2. Каждую траекторию представить в виде последовательности элементарных

ΔP
Р = P1 + P2 + 2 (P1P2)1/2 cos(kΔx)

(С5)
8 апреля 1982 г.
Даниэль Шехтман

(ширина 10 нм)

. . . . . . . . . .

закономерно

Aj + … + An
Векторное сложение

нему)

Σ Ai > 0 (конструктивная интерфереция)
Дифракционная решетка
(не подчиняется принципу

поверхностей

велико. При этом практически все амплитуды интерферируют деструктивно, за исключением

При вычислении вероятностей в макроскопических системах можно отказаться от рассмотрения всех траекторий и учитывать только одну из них — именно ту, которой соответствует экстремум фазы

Однотраекторная механика и лучевая оптика (классическая физика)

от его положения и ориентации относительно источника и детектора
(рассеивание

Для правильного вычисления вероятностей в микроскопической системе, нельзя пренебрегать
ни одной траекторией, поэтому упрощенный классический вариант механики для таких случаев оказывается непригодным.

МИКРОМЕХАНИКА — КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА

Е = ω р =

(волновое) поведение

построение траекторного механизма,
б) вычисление локальных амплитуд,
в) вычисление глобальной амплитуды,
г) вычисление

2. В макросистемах, когда траекторий чрезвычайно много, почти все амплитуды интерферируют деструктивно. Поэтому можно использовать приближенные (однотраекторные) методы, типа принципа Ферма (лучевая оптика) или принципа наименьшего действия (классическая механика).

следовательно, на вопрос:
ПО КАКОЙ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕТСЯ ЧАСТИЦА?
всегда можно

следовательно, на «классический» вопрос:
ПО КАКОЙ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕТСЯ ЭЛЕКТРОН В