- •Вопрос-1 {1-6, к: 1- 13} : квантовая природа электромагнитного излучения. Тепловое излучение
- •1.1 Тепловое излучение и люминесценция {к: 1-2}
- •Вопрос-2 {7-10, к: 13-18}: формула планка
- •Вопрос-4 {10-13, к: 22-27}: эффект комптона
- •Дифракция электронов на двух щелях {к: 31-32}
- •Соотношение неопределённости гейзенберга
- •Применение соотношений неопределённости
- •Основные операторы квантовой механики
- •Вопрос-10: гармонический осциллятор
- •Вопрос-11 {29-31, к: 62-67}: прохождение микрочастицы через потенциальный барьер
- •Вопрос-12 {31-33, к: 68-72}: квантование момента импульса
- •Квантование проекций моментов импульса
- •Фундаментальные взаимодействия
- •Распределение электронов по электронным уровням принцип паули {к: 93-96}
- •Вопрос-20 {47-48, к: 96-100}: периодическая система менделеева
- •Нормальный эффект зеемана {к: 102}
- •Лазеры {к: 106}
- •Квантовая статистика ферми-дирака {к: 114-115}
- •Вопрос-25 {58-59, к: 117-188}: функция плотности состояния
- •Вопрос-29 {62-63, к: 123-126}: электропроводность металлов
- •Эффект джозеферона (1962)
- •Вопрос-31 {67-72, к: 131-138}: элементы зонной теории твёрдых тел
- •В рамках приближения слабой связи рассматривается движение квазисвободных электронов в периодическом поле кристалла.
- •Вопрос-32 {73-75, к: 139-143}: движение электронов в периодическом поле кристалла под действием внешнего поля. Эффективная масса электрона. Понятие о дырках.
Дифракция электронов на двух щелях {к: 31-32}
Своеобразие свойств микрочастиц отчётливо проявляется в следующем эксперименте.
I открыта 1-я щель
II открыта 2-я щель
III открыты обе щели
Характер почернения в 3-м случае не соответствует сумме почернений 1+2, а аналогичен дифракционной картине при сложении двух когерентных волн => на движение каждого электрона оказывают влияние обе щели, что не совместимо с представлением о траектории.
Т.о. всякий микрообъект сочетает в себе частицы и волны, но не ведёт себя ни как частица, ни как волна.
Отличия микрочастицы от...
ВОЛНЫ: не бывает половины микрочастицы
МАКРОЧАСТИЦЫ: не обладает одновременно определённым значением координат и импульса
ВОПРОС-6 {15-18, к: 33-39}: ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЁННОСТИ
РАЗЛИЧИЯ ОПИСАНИЯ МАКРО- И МИКРООБЪЕКТОВ
В классической механике состояние макрообъекта определяется заданием динамических переменных: координаты, импульс, момент импульса, энергия.
На основании начальных условий и уравнения движения можно определить координаты и скорость макрочастицы в любой момент времени.
В микромире понятие траектории утрачивает смысл.
Координаты и импульсы микрочастиц не могут быть одновременно определены => предсказать поведение квантов системы точно нельзя это и составляет суть принципа неопределённости.
Описание микрообъектов предмет квантовой механики.
Квантовая механика статистическая теория.
С помощью её законов можно предсказать лишь вероятности.
Квантовая механика, как общая теория, включает классическую механику как частный случай и не может быть сформулирована без понятий классической механики.
Это связано с тем, что за поведением микрообъекта мы следим приборами с макроскопическими показаниями, которые должны трактовать в понятиях классической физики.
Т.к. эти понятия применимы к микрообъекту лишь в ограниченной степени, существуют пределы применения классических понятий, устанавливаемые отношением неопределённости.
Соотношение неопределённости гейзенберга
Количественное ограничение на точность измерений координат и скоростей микрообъектов было установлено Гейзенбергом => нобелевская премия в 1932 году.
Неопределённость значений координат и импульса: xpx ; ypy; zpz;
Утверждение, что произведение неопределённостей значений двух переменных НЕ может быть по порядку величины меньше соотношение неопределённости.
Аналогичное соотношение справедливо и для других пар, называемых сопряжёнными: Et ;
Анализ соотношений неопределённости:
Чем меньше неопределённость одной переменной, тем больше неопределённость другой.
Чтобы определить координаты частицы, нужно осветить её светом с . В результате взаимодействия с фотоном отдача => импульс изменится на ~ импульс фотона: P=h/;
Чем меньше , тем более неопределённым станет импульс.
Т.о. процесс измерения в квантовой механике всегда оказывает воздействие на микрообъект.
Если одна переменная имеет точное значение, то неопределённость второй
Координаты частицы, движущейся с =const (Px=mx=0) => x
Соотношение неопределённости можно вывести из дифракции электронов на одной щели.
<РИС>
До прохождения щели: Px=const=0, Px=0, x ;
В момент прохождения: x, Px=Psin;
xsinp=k условие образования максимумов
sin=/x , P=/ ; Px=h/x; Pxx=h;