Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определение квантовой механике?

2. Что позволили выяснить законы квантовой механики?

3. За сколько лет, была создана квантовая механика?

4. Усилиями многих ученых мира, за сколько лет была создана квантовая механика?

5. Кто и когда установил, что свет испускается определенными «порциями» энергии?

6. По какой формуле, определяется величина энергии кванта?

7. В каком году, Эйнштейн подтвердил точку зрения Планка, о том, что свет распространяется квантами?

8. Кто и в каком году, доказал корпускулярный характер света?

9. О чем свидетельствуют волновые и корпускулярные свойства света?

10. Кто и когда выдвинул гипотезу о том, что все элементарные частицы обладают дуализмом?

11. Какой вид имеет формула длины волны Луи де Бройля?

12. Каким образом, подтвердили гипотезы Луи де Бройля, о том, что все элементарные частицы обладают дуализмом?

13. Кто и в каком году предложил два уравнения квантовой механики?

14. Как называется первое уравнение Шрёдингера?

15. Как называется второе уравнение Шрёдингера?

16. Что показывает решения первого уравнения Шрёдингера?

17. Что показывает решения второго уравнения Шрёдингера?

18. Кто и когда заложил основу релятивистской квантовой механики?

19. Кто, на кончике пера, предсказал существование позитрона, античастицы электрона?

20. Кто и когда сформулировал принцип неопределенности?

21. Кто и когда сформулировал принцип запрета, согласно которому два электрона не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии?

12.3. Применение квантовой механики. Принцип дополнительности

В 1930 г. Энрико Ферми применил квантовую механику к электромагнитному полю. Волна с волновым вектором ( ) представляет собой осциллятор, в котором колеблются электрическое и магнитное поля. Если сравнивать колебания осциллятора с колебанием математического маятника, тогда можно заметить, что энергия магнитного поля играет роль потенциальной энергии осциллятора, а энергия электрического поля – роль кинетической.

Применение квантовой механики к осциллятору приводит к тому, что энергия осциллятора изменятся порциями, величиной ћω (hν). Возможные значения энергии осциллятора определяются формулой: W_n = (n+1/2)ћω. В минимальном состоянии (n=0), в отличие от классического осциллятора, ни кинетическая, ни потенциальная энергии не равны нулю, а равняются W₀= ћω/2. Следовательно, в вакууме существуют нулевые колебания электромагнитного поля. Если для какого- либо осциллятора энергия переходит из первого возбужденного состояния в самый низший уровень, тогда считается, что в пространстве появился один квант света с волновым вектором , с энергией ε = ћkc, импульсом =ћ . Это и есть фотон, предсказанный Эйнштейном в 1905 г. и экспериментально обнаруженный Р. Милликеном, в 1915 г.

Применение квантовой механики к описанию электронов и позитронов, свидетельствует о том, что в вакууме существуют нулевые колебания электронно-позитронного поля, из которого непрерывно рождаются и исчезают всевозможные частицы, так называемые виртуальные частицы.

Причины обладания микрообъектов корпускулярно-волновым дуализмом, по Бору, заключаются в том, что микрообъект не является ни волной и ни частицей. Присущие противоположные свойства микрообъекта объясняются принципом дополнительности Бора. Согласно принципу дополнительности Бора: волновое и корпускулярное описания микропроцессов не исключают и не заменяют, а взаимно дополняют друг друга.