Дирака уравнение для электрона релятивистская

Ядра, в которых это соотношение нарушено, являются радиоактивными, причем ядра, имеющие избыток нейтронов, испускают электрон, а ядра, имеющие избыток протонов, — позитрон, т. е. электрон с положительным зарядом. Существование позитрона было предсказано Дираком в 1928 г. в результате анализа релятивистского квантовомеханического уравнения для электрона. В 1932 г. Андерсон обнаружил позитрон, изучая космические лучи при помощи камеры Вильсона, помещенной в магнитное поле. В лабораторных условиях позитрон впервые наблюдал Жолио-Кюри, который в 1934 г. обнаружил возникновение искусственной радиоактивности при облучении легких ядер а-частицами. [c.20]

При достаточно высокой энергии -кванта Е- > Eq), наряду с фотоэффектом и эффектом Комптона, может происходить третий вид взаимодействия у-т вантов с веществом — образование электронно-позитронных пар. Возможность такого процесса была обнаружена в 1928 г. Дираком в результате анализа релятивистского квантовомеханического уравнения для электрона (см. 75). [c.250]

Очень интересна история открытия позитрона. В 1928 г. английский ученый Дирак получил релятивистское квантовомеханическое уравнение для электрона. Это уравнение позволило объяснить все основные свойства электрона, в том числе наличие у него спина и магнитного момента. Но самой замечательной особенностью уравнения Дирака оказалось то, что из него следовало существование двух областей значений энергии электрона [c.545]

Эти трудности со спином и магнитным моментом электрона были преодолены только после того, как П. А. М. Дирак получил (в 1928 г.) свое знаменитое релятивистское квантовомеханическое уравнение для электрона. В теории Дирака правильные значения спина и магнитного момента электрона автоматически вытекают из самого уравнения. [c.138]

Во-первых, в литературе, особенно старой, можно нередко встретить утверждение, что полный момент электрона нельзя разделить на спиновую и орбитальную части, поскольку каждая из этих частей якобы не сохраняется даже при свободном движении. Это утверждение, однако, неправильно и возникло из-за того, что точное определение спинового (внутреннего) и орбитального моментов в релятивистском случае было сформулировано лишь через много лет после того, как Дирак опубликовал (1928 г.) свое знаменитое уравнение, описывающее движение релятивистского квантового электрона. Из этого точного определения следует, что разделение полного момента частицы с ненулевой массой покоя на спиновую и орбитальную части возможно всегда как в нерелятивистском, так и в релятивистском случаях. Для покоящейся частицы (т. е. при р = 0) полный момент просто равен спиновому. Переход к частице, движущейся с импульсом р, осуществляется посредством преобразования Лоренца, которое для спинового момента имеет довольно сложную, но вполне определенную форму. Релятивистская частица с нулевой массой не может покоиться. Поэтому для таких частиц разделение полного момента на орбитальный и спиновый в общем случае произвести не удается. Например, бессмысленно говорить об орбитальном моменте фотона. Поскольку массы нейтрино и антинейтрино равны нулю, то для них, казалось бы, эта проблема также должна-возникнуть. Здесь, однако, существенно проявляется то обстоятельство, что спины нейтрино и антинейтрино равны i/j. Для спина такой малой величины, оказывается, понятия спинового и орбитального моментов могут быть введены и при нулевой массе. Поэтому учет релятивизма не влияет на все рассуждения предыдущего пункта. [c.245]

Тонкая структура уровней энергии атома водорода. Чтобы найти уровни энергии электрона с учетом релятивистской поправки на изменение массы со скоростью с учетом спина, необходимо решить задачу для атома водорода с помощью уравнения Дирака. При наличии потенциальной энергии е 1 4пе г) электрона в кулоновском поле протона уравнение Ди- [c.395]

В основу квантовых методов решения задачи о синхротронном излучении наиболее целесообразно положить уравнение Дирака для описания состояний электрона во внешнем поле. Как известно, волновое уравнение Дирака включает в себя описание релятивистских и спиновых свойств частиц. Располагая точными решениями этого уравнения, можно последовательно изучить поведение частицы в условиях высоких энергий, рассмотреть проблему излучения, взаимодействие с мощными электромагнитными [c.134]

Как известно, анализ релятивистского квантовомеханического уравнения для электронов привел Дирака к предсказанию существования в природе зарядово-сопряженной частищ>1 — позитрона (см. 100). Когда в 1932 г. позитрон был обнаружен в составе космических лучей, его назвали античастицей электрона. На примере электрона и позитрона было впервые экспериментально показано, что природа симметрична относительно существования частиц и античастиц. [c.110]

В квантовую механику спин был введен в 1927 г. В. Паули. В 1928 г. П. Дирак показал, что существование спина и магнитного момента электрона автоматически вытекает из релятивистского квантовомеханического уравнения Дирака для электрона. Спин является чисто квантовым свойством, и при переходе к классической механике (ft ->- 0) спин обращается в нуль. Поэтому спин не имеет классических аналогов. Были сделаны попытки интерпретировать спин как проявление механического вращения частицы вокруг своей оси (само название собственного механического момента электрона — спин — происходит от английского слова to spin — вращаться). Однако такое классическое истолкование спина оказалось несостоятельным. Спин электрона (и других микрочастиц) обладает общими свойствами квантовомехапического момента. [c.107]

Выше говорилось о том, что анализ релятивистского квантовомеханического уравнения Дирака для электронов привел к нред сказанию существования зарядовосопряженной частицы — позитрона. [c.621]

В матем. аппарат нерелятивистской квантовой механики С. был введён Паули при этом описание С. носило феноыенологич. характер. Наличие у электрона С. и спинового магн. момента непосредственно вытекает из релятивистского Дирака уравнения (к-рое для электрона в эл.-магн. поле в пределе малых скоростей переходит в Паули уравнение для верелятивистской частицы со С. Vj). [c.631]

Квантовая механика Шрёдингера — Гейзенберга является нерелятивистской. Она применима для описания движения элементарных частиц и их систем со скоростями, много меньшими скорости света, в тех случаях, когда число частиц в системе остаётся неизменным. В 1928 П. А. М. Дирак (Р. А. М. Dira ) получил квантовое релятивистское ур-ние движения электрона (Дирака уравнение), из к-рого ертественно вытекало наличие у электрона спина. На основании этого ур-ния Дирак в 1932 предсказал существование позитрона (первой античастицы), в том же [c.316]

Попытки построить релятивистскую квантовую теорию, справедливую для одной частицы, достигшие наибольшего успеха в Дирака уравнении, показали логич. непоследовательность постановки релятивистской задачи одной частицы даже при рассмотрении энергий, меньших ее массы покоя, потребовалось допустить, что все отрица гель-ные уровни эпергии заняты другими частицами. Ири ббльших энергиях проявляется наиболее характерная особенность Р. к. м. — возможность рождения и уничтожения частиц. Поэтому последовательная Р. к. м. может строиться лишь как механика с переменным числом частиц. Многочисленные плодотворные применения Р. к. м., исходящей из ур-ния Дирака, долго основывались на сочетании этого ур-ния с нек-рыми дополнительными правилами (теория дырок и т. п.). Последовательная теория строится на основе формализма вторичного квантования как квантовая теория полей, в к-рой ур-нию Дирака удовлетворяют операторы электронно-позитрон-ного поля, а в случае полей со спином, отличным от й/2, операторы поля удовлетворяют другим релятивистским ур-ниям Елейна — Фока — Гордона уравнению в случае спина нуль и т. п. [c.418]

Драматична история открытия позитрона и его аннигиляции. Началась с того, что Дирак в 1928 г. предложил для описания движения релятивистского квантового электрона замечательное уравнение, которое удивительно хорошо без всяких эмпирических констант описывало все известные тогда тонкие детали спектра атома водорода. Вскоре, однако, было подмечено, что уравнение Дирака имеет лишние решения, соответствующие отрицательным массам и энергиям электрона. Существование же отрицательных масс явно невозможно, так как в этом случае частица двигалась бы против силы и, например, диполь из двух частиц с разными по знаку массами саморазгонялся бы. Эти лишние решения не удавалось Очеркнуть, не портя уравнения и ряда проверенных на опыте выводов из него. Тогда Дирак в 1930 г. выдвинул идею, потрясшую его современников. Он воспользовался принципом Паули и принял, что вакуум — это такое состояние, в котором заполнены все состояния электрона с отрицательной энергией. В этом случае переход электрона в состояние с отрицательной энергией невозможен. Если же вырвать вакуумный электрон из состояния с отрицательной энергией, то образуется электрон с положительной энергией и дырка на бесконечном фоне заполненных состояний. Можно показать, что такая дырка будет вести себя как частица с положительной массой (энергией) и с положительным зарядом. Дирак поначалу отождествил эту дырку с протоном. Но ему вскоре указали, что, во-первых, масса дырки должна быть строго равной массе электрона, а, во-вторых, дырка будет аннигилировать при столкновении с электроном. Тогда Дирак объявил, что предсказываемая им дырка представляет собой новую еще не открытую элементарную частицу. В эпоху, когда элементарных частиц было известно всего три, такое предсказание было столь смелым, что в него не поверили даже авторы монографий того времени, посвященных уравнению Дирака. Но вскоре (С. Д. Андерсон, 1932) позитрон был открыт в космических лучах, [c.338]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...