30. Основные особенности квантовой механики микромира.

Квантовая механика– теория, кот устанавливает способ описания и законы движения микрочастиц и их систем, а так же связь величин, характеризующих частицы и системы, с физическими величинами, измеряемыми на опыте. Квантовая механика описывает законы движения микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул). Применяется для объяснения многих макроскопических явлений.Квантовая механика делится нанерелятивистскую, справедливую в случае малых скоростей, ирелятивистскую. Нерелятивисткая квантовая механика - это законченная и логически непротиворечивая фундаментальная физическая теория. Релятивистская квантовая механика не является в такой степени завершенной и свободной от противоречий теорией. Соотношение между классической и квантовой механикой определяется существованием универсальной мировой постоянной - постоянной Планка. Планк предположил, что свет испускается не непрерывно, а определенными дискретными порциями энергии - квантами. Для классической механики характерно описание частиц путем задания их положения и скоростей и зависимости этих величин от времени. В квантовой механике одинаковые частицы в одинаковых условиях могут вести себя по-разному. На базе квантовой механики невозможно описать положение и скорость элементарной частицы или предсказать ее будущий путь. Волны вероятности говорят нам о вероятности встретить электрон в том или ином месте.

31. Энергетическая модель атома и постулаты н.Бора.

Сегодня общепринятой является модель атома, являющаяся развитием планетарной модели. Считается, что ядро атома состоит из положительно заряженных протонови не имеющих заряданейтронови окружено отрицательно заряженными электронами. Однако представления квантовой механики не позволяют считать, что электроны движутся вокруг ядра по сколько-нибудь определённым траекториям (неопределённостькоординаты электрона в атоме может быть сравнима с размерами самого атома).

Химические свойства атомов определяются конфигурацией электронной оболочки и описываются квантовой механикой. Позиция атома втаблице Менделееваопределяется количеством протонов, в то время как количество нейтронов на химические свойства практически не влияет; при этом нейтронов в ядре, как правило, больше, чем протонов (см. статью обатомном ядре). Количество электронов в нейтральном состоянии по определению соответствует количеству протонов. Основная масса атома сосредоточена в ядре, в то время как массовая доля электронов в общей массе атома незначительна (несколько сотых процента массы ядра).

Массу атома принято измерять в атомных единицах массы, равных 1/12 от массы атомаизотопауглерода¹²C.

Постулаты Бора:

1. В спокойном состоянии атом представляет собой стационарную систему, имеющую электронную оболочку.

2. Электронная оболочка разбита на электронные уровни, причем энергия ближайшего к ядру уровня является наименьшей.

3. Переход электрона из одного энергетического уровня в другой сопровождается либо потерей, либо приобретением мельчайшей порции энергии - кванта.

Квантовые постулаты Бора были лишь первым шагом в создании квантовой теории атома. Поэтому пришлось воспользоваться следующим приемом: сначала задача решалась при помощи классической механики (заведомо неприменимой полностью к внутриатомным движениям), а затем из всего непрерывного множества состояний движения, к которым приводит классическая механика, на основе квантовых постулатов отбирались квантовые состояния. Несмотря на все несовершенство этого метода, он привел к большим успехам — позволил объяснить сложные закономерности в атомных и молекулярных спектрах, осмыслить природу химических взаимодействий и др. Такой подход, по сути, является частным случаем общего принципа, играющего важную роль в современной теоретической физике — принципа соответствия, который гласит, что всякая неклассическая теория в соответствующем предельном случае переходит в классическую.

Важным достижением Бора и других исследователей было развитие представления о строении многоэлектронных атомов. Предпринятые шаги в развитии теории строения более сложных (чем водород) атомов и объяснении структуры их спектров принесли некоторые успехи. Однако они не означали, что эту теорию можно считать завершенной. Во-первых, постулаты Бора и многие принципы его теории имели характер непонятных, ни откуда не следуемых утверждений, которые еще должны получить свое обоснование. Во-вторых, в некоторых даже довольно простых случаях применение данной теории встречало непреодолимые трудности; например, попытки теоретически рассчитать даже такой, казалось бы, простой атом, как атом гелия, не привели к успеху. Физики ясно понимали неудовлетворительность боровской теории атома.