12. Соотношение неопределенностей. Границы применимости классической физики к квантовым объектам.
В. Гейзенберг, учитывая волновые свойства микрочастиц и связанные с волновыми свойствами ограничения в их поведении, пришел в 1927 г. к выводу, что объект микромира невозможно одновременно с любой наперед заданной точностью характеризовать и координатой и импульсом. Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга, микрочастица (микрообъект) не может иметь одновременно и определенную координату (х, у, z), и определенную соответствующую проекцию импульса (рх, pу, pz), причем неопределенности этих величин удовлетворяют условиям
(215.1)
т. е. произведение неопределенностей координаты и соответствующей ей проекции импульса не может быть меньше величины порядка h.
Из соотношения неопределенностей (215.1) следует, что, например, если микрочастица находится в состоянии с точным значением координаты (x = 0), то в этом состоянии соответствующая проекция ее импульса оказывается совершенно неопределенной (px ), и наоборот. Таким образом, для микрочастицы не существует состояний, в которых ее координаты и импульс имели бы одновременно точные значения. Отсюда вытекает и фактическая невозможность одновременно с любой наперед заданной точностью измерить координату и импульс микрообъекта.
Границы применимости классической физики к квантовым объектам:
Невозможность одновременно точно определить координату и соответствующую проекцию импульса не связана с несовершенством методов измерения или измерительных приборов, а является следствием специфики микрообъектов, отражающей особенности их объективных свойств, а именно двойственной корпускулярно-волновой природы. Соотношение неопределенностей получено при одновременном использовании классических характеристик движения частицы (координаты, импульса) и наличия у нее волновых свойств. Так как в классической механике принимается, что измерение координаты и импульса может быть произведено с любой точностью, то соотношение неопределенностей является, таким образом, квантовым ограничением применимости классической механики к микрообъектам.
- Тепловое излучение. Лучеиспускательная и поглощательная способность тел. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа.
- 2. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина.
- 3.Рспределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела и зависимость распределения от температуры.
- 4. Гипотеза и формула Планка.
- 5.Законы внешнего фотоэффекта. Опыт а.Г, Столетова. Уравнение Эйнштейна. Применение фотоэффекта.
- 6.Спектор излучения атома водорода. Модели атома Томпсона и Резерфорда .Формула Бальмера.
- 7.Теория атома водорода по Бору.
- 8. Квантовая теория атома водорода. Квантовые числа. Принцип Паули.
- 9. Многоэлектронные атомы. Распределение электронов по состояниям. Периодическая система элементов.
- 10. Гипотеза и формула Де-Бройля. Экспериментальное подтверждение гипотезы.
- 11.Фотоны. Масса и импульс фотона. Карпускулярно-волновой дуализм
- 12. Соотношение неопределенностей. Границы применимости классической физики к квантовым объектам.
- 13.Уравнение Шредингера.
- 14.Элементы зонной теории.
- 15.Зонные модели Ме, п/п, диэлектриков.
- 16.Понятие о классической и квантовой теории проводимости металлов.
- 17. Собственные полупроводники. Зависимость сопротивления полупроводников от температуры.
- 18. Примесные полупроводники. Акцепторные и донорные уровни.
- 19. Поглощение. Спонтанное и индуцированное излучение. Инверсная заселённость уровней и способы её получения.
- 20. Трёхуровневая система, способы получения основные свойства. Квантовые усилители, лазеры, свойства лазерного излучения.
- 21. Законы Ньютона.
- 22. Абсолютно твердое тело. Момент инерции. Момент сил.
- 23. Импульс. Закон сохранения импульса.
- 24. Идеальный газ. Формула Менделеева-Клапейрона.