химический каталог




Органическая химия

Автор А.М.Ким

по траектории (по законам геометрической оптики, например, в кинескопе телевизора). В атоме, молекуле наблюдают дифракцию электронов, а на экране телевизора — четкую точку, изображение, нет размытости.

Пример 1. Частице с массой 70 кг, передвигающейся со скоростью 3 • 104 м/с (космонавт в ракете), соответствует длина волны, определяемая из приведенных соотношений:

mV= 70 кг • 3 ? 10* м/с = 2,1 ? 106 кг ? м/с,

где Л — длина волны.

Уравнение (5) показывает, что волны обладают определенным импульсом (тс).

Л. де Бройль в 1924 г. выдвинул смелую гипотезу о том, что все материальные объекты (не только свет) обладают волновыми свойствами:

mV = ~, (6)

где: т — масса тела, V— скорость.

Из этого соотношения следует, что любой частице с массой m при движении со скоростью V соответствует волна длиной Д, то есть любая частица движется как частица (по траектории — непрерывной линии в пространстве) и как волна.

Характер наблюдаемого движения зависит от соотношения между длиной волны и размером области, в которой происходит (наблюдается) движение: чем оно ближе к единице, тем больше проявляются волновые свойства. Из уравнения де Бройля (6) следует, что чем больше импульс

= 3,16-10(кг - м2 / с2) - с

mV

= 3,16-Ю"40 м.

Следовательно, область пространства, где могут проявляться волновые свойства космонавта, настолько мала, что наблюдать их невозможно обычными физическими приборами. Если движение космонавта должно описываться законами движения дискретных частиц (ньютоновская физика), то движение электрона в атоме, молекуле нельзя описать такими законами, то есть траекторией.

Понятие траектории (орбита в модели Бора) имеет разумный смысл, когда длина волны, связанной с движением частицы, по сравнению с траекторией приближается к нулю.

Таким образом, исследование любой системы — совокупности элементов, образующих определенную целостность, единство, — необходимо начинать с идентификации характера движения этих элементов, раздела физики, описывающего такое движение.

32

1.4. Квантовая или волновая механика

Когда говорят о траектории частицы, подразумевают, что в каждый момент времени она имеет определенные координату и скорость, то есть импульс: р = mv.

В. Гейзенберг в 1927 г. показал, что это утверждение лишено смысла в применении к микрочастицам, сформулировав свой принцип неопределенности:

*

До* • Дх S -— ,

(7)

где: Лрх , дфу, 6р2 — неопределенность импульса, Дх, Ау, Дг — неопределенность положения, x,y,z — координаты направлений.

Иными словами, согласно Гейзенбергу, координату и импульс микрочастицы как точные физические величины определить одновременно невозможно.

Таким образом, квантовая механика Гейзенберга дает особую концепцию движения — не по траектории.

Движение по траектории позволяет предсказывать будущее по прошедшему. В квантовой механике предсказания имеют вероятностный характер, то есть в вопросе движения электрона вокруг ядра она дает ответ только о вероятности появления электрона в данной точке пространства. Понятие траектории в данном случае теряет смысл.

Пример 2. Неопределенность в координате тела с массой 1 кг и размерами порядка 10 см, движущегося со скоростью 1 м/с, при неточности в измерении скорости до 1% (то есть AV„ = 1 см/с) согласно уравнению (7) будет составлять:

34

Да

А/(4-я) А/(4я) 6,626-10"34 Дж-с/(4-3,14)

1 кг ? 0,0) м / с

=5-10"

Неточность в определении координаты лежит за пределами любой мыслимой точности измерения, поэтому в данном случае правомерно описание движения такого тела по законам классической, ньютоновской механики с точным определением координаты и скорости (импульса), то есть с вычислением траектории.

Пример 3. Для электрона с массой 9,1 • 10~31 кг и энергией 100 эВ неопределенность в скорости в 1% дает неопределенность в координате:

Скорость электрона вычисляется согласно уравнению

В данном случае величина превышает атомные размеры в 100 раз и говорить об известных одновременно точных координате и скорости частицы невозможно, поэтому движение таких микрочастиц может быть описано при помощи волн де Бройля.

Практически одновременно и независимо от Гейзенберга Э. Шредингер (1926 г.) предложил описывать движение микрочастиц при помощи выведенного им волнового уравнения. В отличие от модели Бора представления Гейзенберга и Шредингера нельзя показать в виде наглядных

35

образов. Аналогом из классической физики является колеблющаяся струна, пространственно-временное положение которой непосредственно измерить невозможно.

(8)

Колебание в общем виде описывается волновым уравнением Ж. Д'Аламбера:

Ы2 ~ дх2

где: V — амплитуда колебания,

V— скорость распространения колебания по оси X, t — время,

х — расстояние от точки начала колебания. — При переходе в трехмерное пространство уравнение Д'Аламбера принимает вид

где V — оператор Лапласа (взятие второй производной).

Принимая во внимание, что для электрона, движущегося вокруг ядра, возможны чисто синусоидальные колебания, а также используя уравнение (5)

страница 10
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201

Скачать книгу "Органическая химия" (17.23Mb)


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

 

 

Реклама
продажа участков до 50 км от москвы
шкаф из лдсп 25мм
парктр рамка номера/2 датч/дисп led/беспроводной
барный стул невысокий

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
(25.05.2017)