Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Трейман С. -> "Этот странный квантовый мир" -> 34

Этот странный квантовый мир - Трейман С.

Трейман С. Этот странный квантовый мир — И.: НИЦ, 2002. — 224 c.
ISBN 5-93972-117-6
Скачать (прямая ссылка): etotstranniykvantoviymir2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 108 >> Следующая

были одинаковы. Но при энергиях, превышающих некоторый характеристический
порог для атома мишени, электроны иногда отскакивали с другой энергией.
Эта энергия терялась в результате того, что она отдавалась атому,
меняющему свое внутренне состояние. Это можно интерпретировать как
рассеяние, при котором падающий электрон передавал свою энергию атомной
системе, переводя ее на более высокий квантовый уровень. Такая
интерпретация была подтверждена экспериментально наблюдением того, что
был испущен фотон нужной частоты в тот момент, когда атомная система
вернулась в начальное состояние.
Волны материи де Бройля
Следующий важный шаг на пути к "новой" квантовой теории был сделан
(принцем) Луи де Бройлем в середине его докторской диссертации в 1923 г.
Точно так же, как было открыто, что электромагнитные волны проявляют
частицеподобные свойства, так и другие частицы материи (например,
электрон) должны обладать волновыми свойствами - утверждал де Бройль.
Благодаря удаче, его мнение было поддержано следующими причинами. В
соответствии с Эйнштейном, фотон, соот-
Волны материи де Бройля
71
ветствующий излучению с длиной волны Л, имеет импульс р =
А
Рассмотрим электрон, двигающийся по круговой боровской орбите. Величина
его импульса р классически является константой при движении по круговой
орбите. Если существует волна, говорил де Бройль, кажется естественным
предположить, что те же соотношения между длиной волны и импульсом должны
быть справедливы как для фотона, так и для электрона. Если это так, то
кажется разумным потребовать, чтобы круговая орбита соответствовала длине
волны; а именно, окружность должна равняться целому числу, умноженному на
длину волны. Это приводит к соотношению 2тгг = пХ = 2тгН/р\ отсюда рг =
пН. Но для круговой орбиты рг равно угловому моменту L. Поэтому из такой
цепи гипотез получалось квантовое условие Бора L = пН. На Эйнштейна это
произвело большое впечатление, так что диссертация де Бройля была им
одобрена.
Глава 4
Основы
Мы останавливались на рождении современной квантовой теории в гл. 1.
Темп, событий, описанных там, был достаточно захватывающим. Основы
квантовой механики были, в сущности, заложены в 1928 г. Действительно, в
1926, вскоре после публикации первой статьи Шредин-гера, Макс Борн создал
основы физической интерпретации, из которой все и выросло. Его идеи
появились довольно случайно, в публикации, посвященной, в основном,
другим вопросам, но то, что он предложил, представляло не что иное, как
переворот видения нами мира.
Для начала отметим, а затем уточним некоторые замечания, сделанные в гл.
1 по поводу классической динамики. Классически можно рассматривать два
вида динамических величин: частицы и поля. Частицы в каждый момент
находятся в некотором определенном месте. Поле располагается во всем
пространстве. Слово "динамический" означает, что со временем они
меняются. Вот что при этом происходит. Во-первых, рассмотрим систему
нерелятивистских точечных частиц, взаимодействующих с межчастичными
внешними силами. Пусть N - число частиц в такой системе. Динамическое
состояние системы в любой момент времени - а именно, все, что может быть
известно о системе в данный момент времени - полностью определяется
векторами положения и импульса всех частиц. Все другие, интересующие нас
величины, например, угловой момент отдельной частицы или системы как
целого, энергия системы, и т.д., определяется с помощью координат и
импульса. Мгновенное состояние такой системы определяется тремя
декартовыми координатами радиус-вектора частиц и тремя компонентами
каждого вектора импульса, т. е. всего 6N переменными, или, как их
называют, степенями свободы. Временная эволюция системы определяется
уравнениями Ньютона. Структура этих уравнений такова, что если в
некоторый момент времени известно состояние системы, то в последующие
моменты оно определяется однозначно.
Классически, система полей является набором одной или более меняющихся со
временем функций, определенных непрерывно во всем про-
Основы
73
странстве. Примером такого набора являются электрическое и магнитное
поля. Динамические свойства определяют, как меняется поле в зависимости
от времени в каждой точке пространства г. Это изменение аналогично
нахождению векторов положения как функций времени для каждой из частиц
системы. В случае поля, поскольку для него существует непрерывная
бесконечность положений в пространстве, существует непрерывная
бесконечность степеней свободы. Динамика поля определяется уравнениями в
частных производных, например, уравнениями Максвелла в случае
электромагнетизма. Для электромагнетизма и других типов полевых систем,
которые используются чаще всего, состояние системы полностью определяется
заданием в некоторый момент полей и их первых производных по времени,
являющихся функциями от координат. Интересующие нас физические величины,
например, полная энергия полей, определяются полями и их производными.
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 108 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed