Курс физики . Страница 348 (Добавлена 2012-05-26 21:13)
Допустим, что неопределенность координаты электрона ?x?10–10 м (порядка размеров самого атома, т. е. можно считать, что электрон принадлежит данному атому). Тогда, согласно (215.4), ?vx=6,62?10–34/(9,11?10–31 ?10–10) = 7,27?106 м/с. Используя законы классической физики, можно показать, что при движении электрона вокруг ядра по круговой орбите радиуса ?0,5?10–10 м его скорость v ? 2,3?106 м/с. Таким образом, неопределенность скорости в несколько раз больше самой скорости. Очевидно, что в данном случае нельзя говорить о движении электрона в атоме по определенной траектории, иными словами, для описания движения электрона в атоме нельзя пользоваться законами классической физики.
В квантовой теории рассматривается также соотношение неопределенностей для энергии Е и времени t, т. е. неопределенности этих величии удовлетворяют условию
(215.5)
Подчеркнем, что ?Е — неопределенность энергии некоторого состояния системы, ?t — промежуток времени, в течение которого оно существует. Следовательно, система, имеющая среднее время жизни ?t, не может быть охарактеризована определенным значением энергии; разброс энергии ?E=h/?t возрастает с уменьшением среднего времени жизни. Из выражения (215.5) следует, что частота излученного фотона также должна иметь неопределенность ?? = ?E/h, т. е. линии спектра должны характеризоваться частотой, равной ? ? ?E/h..Опыт действительно показывает, что все спектральные линии размыты; измеряя ширину спектральной линии, можно оценить порядок времени существования атома в возбужденном состоянии.
§ 216. Волновая функция и ее статистический смысл
Экспериментальное подтверждение идеи де Бройля об универсальности корпускулярно-волнового дуализма, ограниченность применения классической механики к микрообъектам, диктуемая соотношением неопределенностей, а также противоречие целого ряда экспериментов с применяемыми в начале XX в. теориями привели к новому этапу развития квантовой теории ? созданию квантовой механики, описывающей законы движения и взаимодействия микрочастиц с учетом их волновых свойств. Ее создание и развитие охватывает период с 1900 г. (формулировка Планком квантовой гипотезы; см. § 200) до 20-х годов XX в.; оно связано прежде всего с работами австрийского физика Э. Шредингера (1887?1961), немецкого физика В. Гейзенберга и английского физика П. Дирака (1902?1984).
На данном этапе развития возникли новые принципиальные проблемы, в частности проблема физической природы волн де Бройля. Для выяснения этой проблемы сравним дифракцию световых волн и микрочастиц.
Предыдущая страница |
Следующая страница
|