Дуализм волна—частица

Далее в главе рассматривается поведение квантовой частицы в термостате и обсуждается дуализм волна-частица. Шаг за шагом читатель подводится к осознанию необходимости описания коллапсов волновых функций, происходящих в квантовых системах, которые не [c.44]

Дуализм волна-частица [c.56]

Дуализм волна-частица универсален и относится к любой микрочастице. Поэтому можно представить себе ситуацию, когда интерференционная картина создается волновой функцией одиночного атома или молекулы. Если такая частица проникает в макротело, например в газ при комнатной температуре, то первый же акт взаимодействия частицы с газом приведет к коллапсу ее волновой функции. А затем частица в газе будет испытывать броуновское движение она придет в тепловое равновесие с газом и будет медленно диффундировать в [c.56]

Дуализм волна - частица 57 [c.57]

Дуализм волна-частица 59 [c.59]

Дуализм волна - частица 61 [c.61]

Итак, приведенные рассуждения показывают, что дуализм волна-частица в квантовой механике может во многом зависеть от внешних условий, в которых находится частица. [c.61]

Дуализм волна-частица 56 [c.392]

Однако открытие фотона имело более общее значение это было первым шагом к выявлению свойственного микромиру дуализма волн и частиц. [c.19]

Основываясь на дуализме волн и частиц, можно ввести кванты энергии полей в макроскопических телах — квазичастицы. Для тех, кто знаком с квантовой механикой, поясним эту аналогию. Исходя из квантовых представлений, гамильтониан для цепочки из одинаковых связанных частиц (см. рис. 4.1) можно в обозначениях гл. 1 записать как сумму членов вида (1.34), т. е. [c.88]

Друде метод 447 Дуализм волн и частиц 31 [c.745]

Простейшая интерпретация этого общего ограничения применимости классических представлений о корпускулах, к, которому мы таким образом приходим, состоит в предположении, что обычная материя ) также обладает волновыми свойствами, причём волновой вектор и частота волны определяются соотношением (I), которое отныне постулируется как универсальное. Наличие дуализма волн и частиц и справедливость выражения (I) для материи составляет как раз содержание гипотезы де-Бройля [c.12]

Волны де Бройля. Условие квантования электронных орбит Бора (112) стало предметом исследований. Наибольшую по глубине мысли идею предложил в 1924 г. молодой французский физик Л. де Бройль Появление целых чисел в законах внутриатомного квантованного движения электронов, как мне казалось, указывает на существование для этих движений интерференции, аналогичной интерференции, встречающейся во всех разделах волновой теории... [87]. Впервые к электрону, который до этого всеми отождествлялся с частицей, применялись волновые представления. Предло сение де Бройля по своей революционности не уступало многим нововведениям Эйнштейна. Понятие корпускулярно-волнового дуализма переносится де Бройлем с фото- [c.165]

Итак, понятие В. охватывает чрезвычайно разнообразные движении в системах любой природы. В известном смысле это понятие первичное. Даже общепринятое разделение объектов на В. и частицы не имеет абс. характера. Так, в квантовой физике микрообъекты объединяют в себе свойства частиц и В., что означает возможность двоякого описания их поведения (см. Корпускулярно-волновой дуализм). Такого рода дуализм встречается и в макроскопич. масштабах уединённые волновые возмущения см. Уединённая волна), локализованные в огранич, области пространства, проявляют свойства дискретных объектов (частиц или квазичастиц) в частности, они способны сохранять неизменной свою структуру при столкновениях (взаимодействиях) друг с другом. [c.316]

НЕЙТРОННАЯ Оптика — раздел нейтронной физики, в к-ром изучаются волновые свойства нейтрона, процессы распространения нейтронных волн в разных веществах и полях. К числу таких процессов относятся дифракция и интерференция нейтронных волн, преломление и отражение нейтронных пучков на границе раздела двух сред. В силу принципа корпускулярно-волнового дуализма нейтрон может проявлять себя как частица с энергией и импульсом р или как волна с частотой ю 2я /Л, длиной волны X — h/p и волновым вектором к = 2яр/Л. Волновые свойства отчётливо проявляются у нейтронов низких энергий, длина волны к-рых порядка или больше межатомных расстояний в веществе см). [c.273]

Дуализм частицы — волны. Основным новым физическим свойством частиц микромира, определяющим особенности поведения этих частиц, является одновременное наличие у одной и той же частицы и дискретных и волновых свойств. Такой, как говорят, корпускулярно-волновой дуализм был обнаружен в начале XX в. у электромагнитного излучения — света, а в 1925 г. — у электронов. [c.15]

Дальнейшее развитие вопроса о дуализме материи привело к созданию квантовой теории поля, которая обобщает выводы о корпускулярной и волновой природе частиц. Она основана на положении, что любому полю сил можно сопоставить кванты этого поля. Так, например, световые кванты являются теми частицами, которые создают электромагнитное поле. Создание в пространстве волнового электромагнитного поля на языке корпускулярного аспекта теории соответствует испусканию фотонов. Интенсивность волнового поля в данной точке (квадрат амплитуды волны) пропорциональна плотности потока фотонов или вероятности их обнаружения в этой точке. Аналогичный смысл имеют волны де Бройля их интенсивность определяет вероятность обнаружения частицы в данной точке. Последовательная теория этих волн была создана Шредингером. [c.17]

Волновые и корпускулярные свойства света не могут быть одновременно логически непротиворечиво объяснены классической физикой, ибо в ней понятия волны и частицы являются взаимоисключающими. В современной квантовой теории, построенной на основе относительности к средствам наблюдения, преодолеваются логические трудности, связанные с корпускулярно-волновым дуализмом. Свет обладает потенциальной возможностью проявлять и волновые, и корпускулярные свойства, но в чистом виде они могут проявиться лишь в разных опытах, проводимых при взаимоисключающих условиях. Эти свойства дополняют друг друга, ибо только их совокупность дает полное представление о свете. [c.10]

Итак, что же такое свет — частицы или волны Квантовая теория отвечает на этот вопрос так ни то, ни другое. Когда мы описываем поведение фотона как поведение частицы или волны, мы навязываем классическое описание этому объекту, имеющему существенно неклассическую природу. Свет может характеризоваться только с той его стороны (корпускулярной или волновой), проявление которой обусловлено внешними условиями, создаваемыми экспериментальными средствами наблюдения. Такая постановка вопроса позволяет рассматривать и тот случай, когда один и тот же исследуемый объект (свет) обладает несовместимыми по классическим представлениям корпускулярными и волновыми свойствами. В квантовой теории эти свойства не исключают, а дополняют друг друга, так как в чистом виде они могут проявиться лишь в разных опытах, производимых при взаимоисключающих условиях. Этим и объясняется отсутствие логического противоречия в понятии корпускулярно-волновой дуализм . Действительно, нет необходимости пытаться представить себе, как это фотон может быть сразу и волной, и частицей. Свет обладает потенциальной возможностью проявлять и волновые, и корпускулярные свойства, но эти дополнительные свойства в чистом виде проявляются лишь при взаимоисключающих условиях эксперимента. Адекватный способ описания света определяется выбранным способом наблюдения, а вопрос о том, что же существует на самом деле — волна нли частица, — лишен содержания. [c.475]

Поскольку уровне (1) основано на лучевых понята-ях, в нём акцентируется лишь корпускулярная сторона дуализма волна — частица. Поэтому ур-ыие (1) служит также основой теории переноса нейтронов, где вместо яркости I фигурирует одночастичная ф-ция распределения нейтронов по скоростям, а ур-ние аналогично линеаризованному кинетическому уравнению Больцмана. При квантовой интерпретации излучения яркость 1 пропорциональна ф-ции распределения фотонов по направлениям и по частотам. [c.566]

Любой учебник по квантовой механике начинается с описания дуализма волна-частица волновые свойства частицы описываются уравнением Шрёдингера, а корпускулярные свойства проявляются при измерениях. Например, если картину волновой интерференции электронов регистрировать с помощью фотопластинки, то потребуется накопить очень много пятнышек на пластинке, чтобы эта картина проявилась достаточно четко. Только с помощью очень многих событий можно подтвердить знаменитое соотношение р = связывающее между собой вероятность р и квадрат модуля волновой функции ф. Как это происходит практически, очень хорошо иллюстрируется рис. 3 в обзоре Намики и Паскацио [22], изображающим результат регистрации пучка электронов на фотопластинке. Появление каждого пятнышка на фотопластинке отвечает "коллапсу" волновой функции регистрируемого электрона волновая функция данного электрона мгновенно уничтожается за пределами пятнышка. Сначала пятнышки появляются нерегулярно, и только после накопления большого числа пятнышек начинает прорисовываться дифракционная картина. За этой картиной стоит неизменная волновая функция падающего на пластину пучка электронов. [c.56]

Второе слагаемое под корнем, отсутствующее в случае пуассо-новской статистики, приводит к большим флуктуациям даже при Ж 1. Такой же результат получается, если применить общие принципы статистической физики к неразличимым бозе-частицам. Иногда говорят, что первое и второе слагаемые под корнем в (7) соответствуют корпускулярной и волновой компонентам в дуализме волна-частица и что наличие второго слагаемого характеризует стремление фотонов группироваться вместе. [c.113]

Соотношения (1.20), (1.21) выражают дуализм волн и частиц Ь кеантовом мире. Этот дуализм совершенно непонятен с позиций [c.16]

Обсудим условия применимости классической механики для описания колебаний атомов в решетке кристалла. В квантовой механике волне с частотой (оо в соответствии с принципом корпускулярно-волнового дуализма сопоставляют частицу, называемую фононом. Частота ыо и энергия е фонона связаны соотношением E=h do, где h — постоянная Планка. Следовательно, число фоионов, приходящееся на один атом кристалла, можно оценить как Т/ Н(ио), так как Т — тепловая энергия одного атома. Если это число велико, т. е. 7 >>й(оо, то дискретность фононов исчезает и справедливы законы классической механики колебаний. С учетом (4.3) можно записать условие классичности тепловых колебаний атомов в кристаллической решетке в внде [c.72]

Соотношения, связывающие волновые характеристики (частота v и длина волны X) с корпускулярными (энергия и импульс р), установленные Эйнштейном (1905 г.), были обобщены Луи де Бройлем (1924 г.) на частицы с отличной от нуля массой покоя . Тем самым была предложена гипотеза, согласно которой свойство дуализма присуще не только свету, но материи вообще. Экспериментальное обнаружение явления дифракции электронов (Дэвиссон и Джермер в 1927 г., Тартаковский и Томсон в 1928 г.) послужило подтверждением гипотезы де Бройля. [c.338]

Проявление светом как волновых, так и корпускулярных свойств называется корпускулярно-волновым дуализмом свойств света. Смысл корпускулярно-волнового дуализма свойств света заключается не в том, что свет одновременно является и волной, и потоком частиц. Тот факт, что свет в одних условиях обнаруживает сходство с потоком частиц, а в других — с поперечными волнами, показывает, что в действительности природа света более сложна и не может быть полностью правильно описана с применением наглядных и привычных нам образов классической физики. Например, утверждая, что фотон обладает импульсом и массой, нельзя забывать, что существует он только в движении со скоростью света и, следовательно, не обладает массой покоя. Смысл корпускулярноволнового дуализма свойства света заключается в том, что свет имеет сложную природу, которая в зависимости от условий опыта лишь приближенно может быть описана с применением привычных нам представлений о волнах или частицах. [c.304]

Корпускулярно-волновой дуализм. Исследования природы света привели к, казалось бы, противоречивым выводам. В явлениях интерференции и дифракции свет проявляет свои волновые свойства. В явлениях фотоэффекта, испускания и поглоще1шя света атомами (см. 7) свет проявляет свои корпускулярные свойства. Возникла довольно необычная с точки зрения нашего повседневного опыта картина один и тот же реальный объект ведет себя одновременно и как частица, и как волна. Свет имеет, как теперь принято говорить, двойственную — корпускулярно-волновую — природу. Это новый для науки единый объект—частица-волна 118 [c.118]

Необходимо сказать о том, что эти новые представления о природе света не сразу бьши приняты учеными. Уж очень необычными, отличными от человеческого опыта оказались свойства света. Однако в этом заключена глубокая философия процесса познания. Каждое новое явление всегда отличается от уже известных. Понятия частица и волна пришли в физику из окружающего нас видимого мира макроскопических тел (морские волны, биллиардные шары и т. п.). Недоступным нашему непосредственному восприятию явлениям микромира невозможно сопоставить какой-либо точный аналог из явлений макромира, понятия физики микромира должны быть принципиально иными. Сдвоенный образ частицы-волны, понятие корпускулярно-волнового дуализма есть следствие перенесения в мир микроявлений понятий, удобных и привычных нам в исследованиях макроявлений. Волновой и одновременно корпускулярный характер света—факт природы. Установление корпускулярно-волновой природы света является од11ИМ из громадных достижений науки. [c.119]

Подтверждённая на опыте идея де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме микрочастиц принципиально изменила представления об облике микромира. Поскольку всем микрообъектам (по традиции за ними сохраняется термин частицы ) присущи и корпускулярные и волновые Boit TBa, то, очевидно, любую из этих частиц нельзя считать ни частицей, ни волной в классич. понимании этих слов. Возникла потребность в такой теории, в к-рой волновые и корпускулярные свойства материи выступали бы пе как исключающие, а как взаимно дополняющие друг друга, В основу такой теории — волновой, или квантовой, механики — и легла концепция де Бройля, уточнение к-рой привело к вероятпоетпой интерпретации В. дс Б. В 1926 М. Борн (М. Вогл) высказал идею о том, что волновым законам подчиняется величина, описывающая состояние частицы. Она была названа волновой функцией (г з). Квадрат модуля ар определяет вероятность нахождения частицы враал. точках пространства в разные моменты времени. Волновая ф-ция свободно движущейся частицы с точно заданным импульсом и является В. де Б. в частном случае движения вдоль оси X она имеет вид плоской волны [c.331]

Корпускулярно-волновой дуализм. Физ. основой К. м. является кориускулярио-волиовой дуализм — всеобщее и универс. свойство материи, согласно к-рому не только любой волне с частотой ш и волновым вектором к отвечает частица е энергией S и импульсом р, соответственно равными [c.276]

Рассмотрим это лвлепио с корпускулярной точки зрения. Согласно корпускулярно-волновому дуализму, падающей волне отвечают частицы с импульсом >o= 7A ut а отражённой [c.277]

Двойственность природы света — наличие у него одновременно характерных черт, присущих и волнам, и частицам,— является частным случаем корпускулярноволнового дуализма. Эта концепция была впервые сформулирована именно для оптич. излучения она утвердилась как универсальная для всех частиц микромира после обнаружения волновых свойств у материальных частиц (см. Дифракция частиц) и лишь затем была экспериментально подтверждена для радиоизлучения (квантовая электроника). Открытие квантовых явлений в радиодиапазоне во многом стёрло резкую границу между радиофизикой и О. Сначала в радиофизике, а затем в физ. О. сформировалось новое направление, связанное с генерирование.м вынужденного излучения и созданием квантовых усилителей и квантовых генераторов излучения (мазеров и лаз ов). В отличие от неупорядоченного светового поля обычных (тепловых и люминесцентных) источников, излучение лазеров обладает большой временной и пространств, упорядоченностью (когерентностью), высокой монохроматичностью (Лг/У достигает см. Монохроматическое излучение), [c.419]

Представление о корнускулярно-волновом дуализме легло в основу квантовой механики, а затем и квантовой теории поля, являющейся теоретическим аппаратом физики частиц. Все процессы в микромире соответствуют квантовым закономерностям. Отметим, однако, что для свободных частиц больших энергий проявление их волновых свойств практически незаметно, поскольку длина волны уменьшается с увеличением энергии и имнульс а. [c.19]

Например, в течение текущего столетия физика обогатилась такими областями науки, как специальная и общая теория относительности, квантовая механика, квантовая радиофизика, ядерная физика, физика элементарных частиц. В основе этих областей наук лежат теоретические представления, отличные от классической физики. К ним относятся корпускулярно-волновой дуализм вещества и поля, дискретность физических величин и другие. Однако эти принципы новой физики до последнего времени органически не входили особенно в школьный курс физики, а представляли собой приложение к классическому курсу. Между тем, уровень развития современной науки и техники требует, чтобы как в старших классах средней школы, так и в особенности в вузах курс физики был построен на базе современных физических идей, принципов и теорий. Закономерности классической физики должны являться начальной ступенью к современному пониманию вопросов и рассматриваться как частные случаи более общих законов и теорий. Повышение научного курса физики в духе современных физических идей открывает значительные перспективы перевода его политехнического содержания на качественно более высокую ступень. Например, изучение квантовых эффектов при взаимодействии электромагнитных волн с вепдеством, явления индуцированного излучения позволяет поставить вопрос о включении в программу изучения квантового генератора и усилителя, зонная теория твердого тела позволяет ввести обоснованные приложения в виде полупроводниковых приборов и техники идеи кориускулярно-волнового дуализма делают доступным понимание устройства и действия электронного микроскопа элементы теории относительности позволяют глубже познакомиться с принципами действия ряда технических установок для физики (ускорители элементарных частиц, счетчики Черенкова и т. п.). [c.200]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...