Mecanica cuantică, fizica cuantică, cuantice de radiații

Sursa mecanicii cuantice se aplică la mijlocul secolului al 19-lea. Prima condiție pentru crearea sa au fost în lucrările lui Faraday și Kirchhoff. Cu toate acestea, prima formulare explicită a mecanicii cuantice au fost date de către Max Planck în 1900.

Ipoteza lui a fost că orice energie este absorbită sau emisă numai porțiuni - cuante. Quantum - de fapt, aceasta este cantitatea minimă de energie care pot fi emise sau absorbite în care orice proces.

Acum, să vedem ce este mecanica cuantică. Așa cum am spus lumina este format din fotoni. Natura fotonului este foarte interesant și ascunde întreaga idee a mecanicii cuantice.

Toată lumea știe că lumina are o astfel de caracteristică ca frecvență. Deci, se dovedește că frecvența luminii și determină energia fotonului. Energia minimă care poate absorbi orice organism care este iluminat de lumina. Celebra formulă:

J * s - constanta lui Planck

fotoni de energie - E. Nu - frecvența luminii.

Această formulă are un sens foarte profund, care exprimă întregul punct al mecanicii cuantice. Faptul că frecvența de a intra în această formulă - este o lungime de undă caracteristică. Și energia ne referim la particulele mai degrabă decât valuri. Mai mult, nu există nici o formulă cunoscută care dă o frecvență mai mică de comunicare și pulsul foton, sau, de asemenea, lungimea de undă și pulsul:

Dar pulsul posedă doar particule mai degrabă decât undelor electromagnetice.

Ca rezultat al formează o întrebare insolubilă, ceea ce este un foton - o particulă sau un val. Întreaga problemă a acestui concept este numit dualitate kaspuskulyarno unda-particula (sau orice altceva este numit dualism undă-particulă). S-ar părea să fie ușor pentru a rezolva această problemă - rândul său, pentru a experimenta și de a vedea rezultatele. Se pare experimentul, mai degrabă decât a rezolva problema numai el încurcă și mai mult.

Luați în considerare un experiment simplu care arată interferența luminii. Placa subțire cu două fante înguste. Ecranul ei. Pe placa cade lumină monocromatică (de exemplu, lumina de la un laser). În acest caz, modelul de interferență se observă pe ecran. Acest experiment demonstrează în mod concludent că lumina este un val, nu o particulă. La urma urmei, dacă lumina era un flux de particule, fiecare particulă poate trece printr-o singură fantă, nu 2 felie la un moment dat. Condițiile care trec prin golul de 2, în același timp, este necesar să se monitorizeze interferențe.

Astfel, am descoperit experimental că fotonii sunt valuri. Luați în considerare, de asemenea, experimentul se dovedește în mod concludent contrariul. In acest experiment, de exemplu, poate servi ca un experiment care prezintă proprietățile efectului fotoelectric.

Efectul fotoelectric este efectul ejecția electronilor din metalul sub acțiunea luminii. Nu vom intra în detaliile de configurare experimentale și ia în considerare doar proprietățile efectului fotoelectric. Se pare de energie a electronilor evacuat din metal depinde numai de frecvența luminii și nu depinde de intensitatea acesteia. Există un prag fotoelectric - frecvența minimă a luminii în care efectul fotoelectric se oprește imediat.

Aceste două proprietăți spun în mod concludent că fotonul este o particulă. De fapt - dacă fotonul este o unda electromagnetica, el ar fi zguduit electronii din metal, oferindu-le cea mai multă energie. Dar, în acest caz, energia electronilor emiși ar depinde mai degrabă de intensitatea luminii, mai degrabă decât pe frecvența. Și, cu siguranță, nu pe nici un chenar roșu ar putea să nu fie în afara întrebării. Explicația efectului fotoelectric de Einstein triviale. Fotonii fiind particule bat electronii dintr-un metal cum ar fi bile de biliard. În cazul în care energia fotonica nu este suficient de a elimina un electron, acesta rămâne în vigoare. Astfel, puteti face, de asemenea siguri că foton este o particulă.

Am dat doar experimentele cele mai simple. Exista o multime de alte dovezi în favoarea val în natură favoarea karpuskulyarnoy fotonului. Cel mai profund cercetat această problemă De Broel. In 1927, rezultatul cercetărilor sale a fost presupunerea că fiecare particulă elementară este exact ca orice alt unde electromagnetice și are proprietățile particulei și a valurilor de proprietăți. Mai târziu, ideea de Broglie a fost în măsură să verifice experimental. Deoarece interferența electronilor a fost descoperită în 1948.

Karpuskulyarno interpretare modernă a dualitatea undă-particulă poate fi exprimat în cuvinte fizicianul Fock: „Putem spune că pentru instalația nucleară au potențialul de a se manifesta, în funcție de condițiile externe, fie ca un val sau ca o particulă, sau interpuse Este în acest sens. potențiale manifestări diferite proprietăți inerente dualism micro val obiect și cuprinde - o particulă ".

În a doua jumătate a secolului 20, mecanica cuantică a crescut toate fizicii cuantice, și chimie apoi cuantică. Este posibil acum să conta destul de multe discipline cu consola cuantice. Toate acestea sunt într-un fel sau altul pe baza mecanicii cuantice.

Fizica cuantica si Universul

„>