химический каталог




Основы квантовой механики

Автор Д.И.Блохинцев

тождествлять с частицей всю систему дифрагированных волн, то мы должны прийти к заключению, что каждый из приемных аппаратов примет лишь часть частицы. Это и есть крайнее нарушение атомизма частицы, приводящее вышеизложенное понимание волн де Бройля к резкому противоречию с опытом.

В самом деле, частица всегда действует как целое, и обнаруживается в приборе вся частица, а вовсе не ее доля. В рассмотренном примере электрон попал бы либо на первый прибор, либо на второй (но не частью на первый и частью на второй).

В том, что простейшие частицы всегда действуют, как нечто целое, и заключается атомизм, наблюдаемый в явлениях микромира. "Поэтому представление о частицах как об образованиях из волн де Бройля противоречит атомизму и должно быть отвергнуто.

Равным образом нельзя допустить, что сами волны являются образованием частиц или, точнее говоря, возникают в среде, образованной частицами. Опыт показывает, что дифракционная картина, возникающая на фотопластинке, не зависит от интенсивности падающего пучка частиц, а следовательно, и от плотности частиц в единице объема. Чтобы получить одну и ту же дифракционную картину, можно уменьшить интенсивность, но увеличивать экспозицию: важно лишь общее число прошедших частиц. Этот факт определенно показывает, что каждый из электронов дифрагирует независимо от других Поэтому существование волновых явлений нельзя связывать с наличием одновременно большого числа частиц.

Чтобы подчеркнуть это обстоятельство, заметим, что волновые явления проявляются при движении электронов в атомах, где говорить о среде, образованной большим числом частиц, ниг) При очень больших плотностях в падающем пучне, благодаря кулонов-скому взаимодействию, может получиться дополнительное рассеяние. Это, однако, имеет второстепенное значение для рассматриваемого вопроса: важно, что при малых интенсивностях волновые, интерференционные явления не исчезают. Это доказано прямыми опытами Л. Б и б е р м а н а, Н. С у ш к и н а и В. Ф а-бриканта (ДАН 66, 185 (1949)) для электронов и опытами Л. Я н о ш и для фотонов, см. L. J anossy and S z. N a г а у, Hungarian Acad, of Sciences, Manuscript. Budapest, XII, Konkoly Thege- ut, Hungary, 1957.

СТАТИСТИЧЕСКОЕ ТОЛКОВАНИЕ ВОЛН ДЕ БРОЙЛЯ

49

как не приходится. Действительно, такими свойствами обладают электроны, движущиеся в атомах, где число их совсем невелико (один в водороде, два в гелии и т. д.).

Правильное толкование волн де Бройля было найдено М. Борном на совсем другом пути. Чтобы уяснить основную мысль Борна, представим себе, что мы производим дифракцию электронов и регистрируем попадание «дифрагированных» электронов на фотопластинке. Пусть первоначально пропущено небольшое число электронов. Каждый из электронов, пройдя через дифракционный прибор (например, через фольгу), обнаружится^ каком-нибудь месте фотопластинки и произведет там фотохимическое действие. Прохождение небольшого числа электронов даст на фотопластинке картину, похожую на мишень, простреленную плохим стрелком. Только при большом числе прошедших электронов выявляется регулярность в распределении электронов на фотопластинке и, наконец, образуется распределение, полностью отвечающее распределению интенсивностей при дифракции волн (например, система дифракционных колец, изображенная на рис. 10).

Такое поведение частиц привело Борна к статистическому толкованию волн де Бройля, позволяющему сочетать атомизм частиц с волновыми явлениями. Согласно статистическому толкованию интенсивность волн де Бройля в каком-либо месте пространства пропорциональна вероятности обнаружить частицу в этом месте. Так, например, если один дифрагированный пучок направляется на одну фотопластинку, а второй — на другую, то при большом числе прошедших через аппарат электронов количество электронов, попавших на каждую из пластинок, пропорционально интенсивности волн де Бройля, распространяющихся в направлении каждой из фотопластинок.

Если фотопластинку поместить так, что направление от дифракционного аппарата к пластинке совпадает с направлением дифракционного минимума (в этом направлении волны гасят друг друга), то частицы вовсе не будут попадать на такую фотопластинку. Если же речь идет не о большом числе электронов, а об одном, то интенсивность волн де Бройля указывает лишь вероятность попада-, ния электрона, но вовсе не обязывает электрон к тому или иному поведению.

В таком понимании волны де Бройля не имеют ничего общего с волнами, рассматриваемыми в классической физике. Во всех «классических» волнах абсолютное значение амплитуды волны определяет физическое состояние. Если, например, амплитуда колебаний воздуха в одном случае всюду в два раза больше, чем в другом, то это означает вчетверо большую энергию колебаний и вместе с тем другое физическое состояние среды.

В случае волн де Бройля интенсивности определяют вероятности местонахождения частицы. Поэтому важно лишь отношение

интенсивностей в различных точках пространства, а не сама их абсолютная величина: Это отношение показывает, во сколько раз в одном месте пространства вероятнее обнаружить частицы, нежели в другом. Поэтому, если в одном случае интенсивность волн де Бройля всюду вдвое больше, чем в другом случае, то физическое состояние частиц в обоих случаях одно и то же, так как при таком увеличении амплитуды волн отношения интенсивностей в различных областях пространства остаются неизменными.

Волны де Бройля дают, таким образом, статистическое описание движения микрочастиц: они определяют вероятность обнаружения (локализации) частицы в данном месте пространства в данный момент времени *).

§ 10. Вероятность местоположения микрочастицы

Обозначим через х, у, г координаты частицы. Согласно изложенному в § 9 точный смысл в х, у и z вкладывается следующей измерительной операцией: величины х, у, z определяются как координаты той точка пространства, в которой локализуется частица. Так, например, это будут координаты пятнышка на фотопластинке, получившегося в результате попадания на пластинку частицы, или например, координаты, определяющие положение щели, через которую прошла частица, и т. п.

Координаты пятнышка или щели могут быть определены путем откладывания твердого масштаба. Такое измерение координаты мы будем называть «п р я мы м», так как оно есть как раз то измерение, на котором покоится само макроскопическое определение понятия координаты частицы. В тех случаях, когда подобное определение координаты частицы невозможно (например, если частица находится внутри атома), мы будем определять ее координаты посредством «косвенного» опыта 2), т. е. измеряя указанным выше путем координаты некоторой другой частицы, которая претерпела столкновение с интересующей нас частицей, и на основании этого измерения получим сведения о недоступных прямому измерению координатах частицы, находящейся в атоме. Пример подобного «косвенного» измерения будет приведен в § 16.

*) Впоследствии мы увидим, что, зная волну де Бройля, описывающую состояние частицы, можно найти вероятность не только местоположения частицы, но и

страница 13
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164

Скачать книгу "Основы квантовой механики" (21.05Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
пайэр поинт курсы
в киеве купить линзи шаринган
автомобильный монитор на торпедо
курсы кадровое делопроизводство в тюмени

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)