химический каталог




Химическая связь

Автор Дж.Маррел, С.Кеттл, Дж.Теддер

де уравнения (2.20), а оператор Ж назвать гамильтонианом. Так, для совокупности частиц / с массами находящихся в поле с потенциалом V, зависящим от относительного положения частиц, функция Гамильтона имеет вид

981 - ? ^7 (р*< + "*« + "У +v у" *«)• (2-25)

Здесь учтено, что полная кинетическая энергия является суммой кинетических энергий всех частиц. Соответствующий многочастичный гамильтониан получается из (2.25) при помощи замены (2.24):

^ = -Z^(5 + ^ + ^) + ^^^^. (2.26)

Уравнение Шрёдингера для такой системы имеет вид

Ж$ = Е$. (2.27)

Решения этого уравнения называются собственными функциями Ш, а соответствующие энергии Е— собственными значениями.

2.5. Физический смысл волновой функции

Несомненно, что волновая функция представляющая собой амплитуду волны соответствующей частицы в трехмерном пространстве, является важной величиной. Но какова ее связь с наблюдаемыми свойствами частицы? Переход от классической, корпускулярной, картины к волновой [т. е. переход от уравнения (2.16) к уравнению (2.18)], не дает еще ответа на этот вопрос. Некоторое представление о характере этой связи можно получить из рассмотрения волновой природы света. Предположим, что пучок монохроматического света падает на две узкие, близко расположенные щели. Если одну из щелей закрыть, часть пучка пройдет через открытую щель, которая сама действует как вторичный источник излучения, и осветит экран, помещенный за щелью. Если теперь закрыть эту щель и открыть другую, то на экране будет наблюдаться аналогичная картина освещенности. Как изменится освещенность экрана, если оставить обе щели открытыми? Хорошо известно, что на экране будет наблюдаться интерференционная картина. Для описания этого эффекта необходимо сложить волновые амплигуды от каждой щели, что приведет к их усилению в случае одинаковых фаз и к ослаблению, если их фазы противоположны. Интенсивность света и, следовательно, распределение плотности энергии на экране даются квадратом суммы волновых амплитуд от обеих щелей: эта плотность энергии всегда должна быть положительна.

Аналогична интерпретация и других явлений, связанных с волновым движением. Поэтому естественно попытаться установить связь между наблюдаемыми физическими величинами и квадратами волновых функций, являющихся решениями уравнения Шрёдингера. В частности, необходимо дать физическую интерпретацию связи между "ф2— непрерывной «облакоподоб-ной» функцией*, размазанной в пространстве, и положением частицы. Эта интерпретация была дана Борном в 1928 г. и в настоящее время общепринята. Борн предположил, что г|з2 следует рассматривать как распределение вероятности для частицы, так что вероятность нахождения частицы в малом объеме пространства пропорциональна ty2dv. Коэффициент пропорциональности можно найти, если учесть, что вероятность нахождения частицы где-либо в пространстве равна 1, т. е. интеграл от плотности вероятности по всему пространству должен быть равен

$г|)2^=1. (2.28)

Выражение (2.28) называют условием нормировки волновой функции. Из уравнения (2.27) можно видеть, что энергия частицы не зависит от выбора нормировки. Если ~ решение уравнения (2.27), то &ф (где k — произвольная постоянная) также будет решением этого уравнения. Если имеется ненормированное решение уравнения (2.27), его легко можно нормировать, умножив на постоянную N, определяемую соотношением

N~2=^2dv. (2.29)

* Или ф*!]), если ф— комплексная величина, как это и бывает в ряде случаев. В данной книге, если нет особого пояснения, функции ф считаются действительными.

Следует помнить, что интерпретация ty2dv как распределение вероятности означает, что нельзя точно указать, где находится частица в данный момент времени. Ограничение точности измерений некоторых физических величин, не связанное с точностью приборов, составляет фундаментальный принцип квантовой механики, хотя это и не следует непосредственно из выкладок настоящей главы. Одна из таких величин — положение электрона (или любой другой частицы). Физическое объяснение

этих ограничений достаточно простое. Чтобы определить положение электрона (предполагаемого неподвижным), следует заставить его провзаимодействовать с какой-либо другой частицей (например, фотоном) и затем детектировать фотон. В результате столкновения часть импульса фотона будет передана электрону, и, таким образом, наблюдение фотона даст информацию лишь о том, где электрон находился в момент столкновения (некоторое время назад) с фотоном, но не где он находится в данный момент (в момент детектирования фотона). В действительности подобное рассмотрение несколько упрощает проблему, поскольку одно такое измерение еще недостаточно для однозначной локализации точки в пространстве. Но что уже ясно, так это то, что в данном примере неопределенность положения частицы и изменение импульса (и поэтому его неопределенность) связаны между собой.

Взаимная и одновременная неопределенность в положении и импульсе атомных частиц—неотъемлемая часть квантовой механики. Впервые это было явно высказано в 1927 г.

страница 12
< 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

Скачать книгу "Химическая связь" (3.31Mb)


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

 

 

Реклама
купить цветочную арку для украшения
Фирма Ренессанс: установка лестницы в доме на второй этаж цена - цена ниже, качество выше!
кресло ch 838
хранение личных вещей одинцовский район

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
(10.12.2016)