ФИЗИКА МИКРООБЪЕКТОВ

Введение понятия амплитуды вероятности перехода оказывается весьма плодотворным. Чтобы показать это, обратимся к известной теореме сложения вероятностей для несовместных событий. Обычно не оговаривают, что эта теорема применима для событий, которые являются не только несовместными, но и различимыми. Последнее попросту подразумевается ведь в классических теориях все рассматриваемые события всегда в принципе различимы. Иное дело физика микрообъектов. Вследствие того что микрообъекты одного и того же типа абсолютно тождественны, возможны [c.100]

Волновая функция и амплитуда вероятности — это одна и та же суш,ность. Представление об амплитуде вероятности более удобно при рассмотрении физики микрообъектов. Волновую функцию чаще используют, переходя к математическому аппарату квантовой теории. [c.117]

АВТОР. Важна в конечном счете не терминология, а понимание того, что именно скрывается за тем или иным термином. Если есть выбор, то, конечно, имеет смысл пользоваться более удачным термином. Именно поэтому мы пользовались термином амплитуда вероятности , рассматривая физику микрообъектов, и лишь в последний момент ввели более привычный термин волновая функция . Первый термин с физической точки зрения более удачен, одна- [c.126]

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]

Идеи де Бройля о волновых свойствах микрообъектов были весьма плодотворны, именно на их основе был сформулирован основной закон движения микрочастиц. Его нашел в 1926 г. швейцарский физик Э. Шредингер [c.171]

Уравнение Шредингера позволило выявить новые принципиальные особенности движения микрообъектов, которые также не имеют аналогов в классической физике. Решая задачу об отражении и прохождении микрочастицы через потенциальный барьер 172 [c.172]

Соотношение неопределенностей при своем появлении вызвало множество вопросов, поскольку невозможность одновременного точного измерения координат и импульсов можно на первый взгляд рассматривать как ограничение пределов познаваемости явлений. Конечно, это не так. Смысл соотношения (121) состоит в том, что оно выявляет объективные особенности, присущие микрообъектам. В частности, незнание этого соотношения не помешало ученым открыть электрон. В настоящее время оно является мощным рабочим инструментом физики. Убедимся на двух простых примерах, как соотношение неопределенностей работает в физике микромира. [c.174]

Корпускулярно-волновой дуализм. В 1924 г. французский физик Луи де Бройль предложил распространить идею корпускулярно-волнового дуализма не только на излучение, но и вообще на все микрообъекты. Соотношения [c.89]

Волны вероятности. Немецкий физик М. Борн предложил в 1926 г. вероятностную интерпретацию волновой функции, удовлетворяющей уравнению Шредингера. Квадрат модуля этой функции стал рассматриваться как вероятность (или плотность вероятности) обнаружить микрообъект в том или ином состоянии. Точнее говоря, речь идет о вероятности обнаружить микрообъект в некотором состоя- [c.92]

Амплитуда вероятности перехода. Предположим, что микрообъект совершает квантовый переход из некоторого s-состояния в некоторое /-состояние. Конкретные характеристики этих состояний, равно как и природа микрообъекта, пока несущественны. Переход имеет вероятностный характер, поэтому введем в рассмотрение вероятность перехода Ws j. Наряду с вероятностью перехода в квантовой физике рассматривают амплитуду вероятности перехода Это есть некое, вообще говоря, комплексное число, квадрат модуля которого равен вероятности перехода [c.100]

Особенности квантового измерительного процесса. Прежде всего процесс измерения радикально воздействует на микрообъект. Как известно, при выполнении измерений с макротелами можно в той или иной мере абстрагироваться от средств наблюдения. В квантовой физике этого сделать нельзя нельзя пренебречь взаимодействием микрообъекта с окружающей его обстановкой. [c.116]

Именно с точки зрения разрешения противоречия между возможным и действительным и надо рассматривать процесс измерения в квантовой физике. Пребывание микрообъекта в суперпозиционном состоянии соответствует ситуации, когда микрообъект обладает определенным набором потенциальных возможностей. В результате взаимодействия микрообъекта с детектором как раз и происходит разрешение противоречия между возможным и действительным — суперпозиция потенциально возможных альтернатив, разрушаясь, заменяется одной реализовавшейся альтернативой. Акт этого разрешения носит характер необратимого и неконтролируемого скачка. [c.117]

АВТОР. Эта специфика поведения фотонов (и других микрообъектов) принципиально важна. Чтобы познакомить с ней, и был предпринят соответствующий экскурс в область квантовой физики. ОППОНЕНТ. И все же наглядная классическая суперпозиция более понятно объясняет интерференцию, нежели суперпозиция амплитуд вероятностей. [c.123]

В ядерной физике в настоящее время принято различать два класса микрообъектов атомные ядра и элементарные частицы. Атомными ядрами называют объекты, состоящие из протонов и нейтронов и имеющие массовое число два и более. Все остальные микрообъекты относят к элементарным частицам. Если не требуется специальных уточнений, то и атомные ядра, и элементарные частицы называют микрочастицами или просто частицами. [c.1068]

Математический аппарат современной квантовой теории (изложение которого выходит за рамки данной книги) органически включает в себя возможность проявления изучаемым микрообъектом (фотоном, электроном) как волновых, так и корпускулярных свойств. Этот аппарат свободен от абстракций, присущих классическому описанию и заключающихся в абсолютизации физического процесса и принципиальной возможности неограниченной его детализации. В его основе лежит явный учет реальных возможностей измерений, проводимых над микрообъектами (относительность к средствам наблюдения). Результат взаимодействия микрообъекта с классически описываемым прибором при заданных внешних условиях характеризуется некоторой вероятностью. Вероятности в квантовой физике имеют совсем иной характер, нежели в классической, где они отражают неполноту наших знаний о физической системе. Здесь они принципиально необходимы, так как отражают объективно существующие при данных условиях потенциальные возможности. Математический аппарат квантовой теории позволяет находить как возможные значения физических величин, так и вероятности получения на опыте тех или иных значений этих величин при измерении в определенных условиях. [c.476]

Однако с развитием физики в начале XX века стало ясно, что область применимости законов Ньютона ограничена, причем в двух отношениях. Во-первых, выяснилось, что ньютоновская механика не применима для описания микрообъектов -элементарных частиц, атомов, простых молекул, т.е. частиц, размеры которых порядка или меньше ангстрема (1А = 0,1 нм - характерный атомный размер). В первой четверти XX века была в основных чертах создана квантовая механика (Планк, Эйнштейн, де-Бройль, Бор, Шредингер, Гейзенберг, Дирак и др.), описывающая явления в микромире. Она кардинально отличается от ньютоновской механики не только математической формой законов, но и самим подходом к описанию движения частицы. В общем курсе физики не представляется возможным систематически изложить основы квантовой механики и ограничиваются весьма упрощенной ее трактовкой при объяснении ряда явлений, в основном в атомной физике. [c.16]

После изложенных соображений, касающихся существа предмета (квантовой оптики), обратимся к данному учебному пособию. Оно состоит из четырех частей 1. Развитие фотонных представлений. 2. Физика микрообъектов. 3. Квантовооптические явления. 4. Теоретические основы квантовой оптики. В первой части на основе ставших классическими работ Планка, Бора, Эйнштейна рассматриваются рождение и становление квантовой теории света, излагаются свойства фотона и фотонных ансамблей, демонстрируется переход от волновых представлений к квантовым. Во второй части анализируются некоторые принципиальные вопросы квантовой физики это позволяет объяснить интерференционные эффекты на корпускулярном языке. В третьей части приводятся необходимые сведения из физики твердого тела и затем обстоятельно рассматриваются три группы оптических явлений фотоэлектрические, люминесцентные, нелинейно-оптические эти явления иногда объединяют термином квантово-оптические . Вопросы, излагаемые в указанных трех частях пособия, составляют содержание раздела Квантовая природа света , [c.5]

Опыты по дифракции электронов рассматривались как убедительное доказательство существования дебройлевских волн материи , хотя физическая сущность таких волн оставалась непонятной. С выдвижением гипотезы де Бройля и особенно после упомянутых опытов стала весьма популярной волновая концепция. Физику микрообъектов называли в те годы волновой механикой (термин квантовая механика закрепился позднее). Делались попытки объяснить все известные тогда особенности физики микрообъектов наличием у них волновых свойств. [c.90]

Легко видеть, что приведенные соотношения определяют многие постоянные через сравнительно небольшое число других с, е, h, пи, шр, к, Na. В табл. 1 остались не связанные формулами еще несколько констант G. т . т . g , ц,. ц , Несводимость этих постоянных друг к другу кажется естественной, поскольку они являются характеристиками различных физических явлений и микрообъектов. И все же несводимость консгаыт друг к другу никак не может быть критерием их истинной фундаментальности. Физика—бурно развивающаяся наука, в будущем возможно появление новых физических теорий, которые позволят установить новые связи между независимыми на сегодняшний день постоянными. Это вынуждает искать такие критерии фундамеи-тальности постоянных, которые были бы не зависимы от общего уровня развития науки. Проблема определения физического понятия поднимается до уровня философской. [c.34]

Фундаментальные константы мира элементарных частиц. Положение с определением фундаментальных констант, относящихся к миру микрообъектов, еще сложнее. Самые привычные понятия на поверку оказьп1аются весьма неопределенными, достаточно вспомнить, например, обсуждавшиеся в 4 этой части книги проблемы заряда физического и голого электрона. Тогда какие константы можно рассматривать в качестве фундаментальных в физике элементарных частиц [c.183]

Рассматривая вопросы, связанные с физикой фотонов, мы вступаем в своеобразный мир микрообъектов с его специфичес/сими закономерностями, представлениями, образами. Данная и следующая главы посвящены некоторым принцапаальным вопросам физика этого мира. Очевидно, что нельзя изучать квантовую оптику, не познакомившись с общими основами квантовой физики. [c.89]

Подчеркнем, что в общем случае объяснение интерференции выходит за рамки традиционной волновой картины. Например, нельзя объяснить на основе волновых процессов разделение микрообъектов на фермионы и бозоны, являющееся, как оказывается, следствием интерференции амплитуд вероятностей переходов. Анализ процесса разрушения интерференции амплитуд вероятностей в измерительном акте (так называемой редукции волнового пакета ) прямо указывает на неправомеррюсть использования представлений о классических волнах при рассмотрении микроявлений. Однако, прежде чем говорить об этом вопросе, надо познакомиться с одним из фундаментальных принципов квантовой физики — принципом суперпозиции состояний. [c.106]

Поскольку предсказания квантовой теории имеют вероятностный характер, а сравнение предсказаний теории с результатами экспериментов возможно лишь статистически, возникает идея рассматривать изучаемый микрообъект (например, электрон) и условия, которыми определяется движение изучаемого объекта, как статистическую систему в том же смысле, как и в классической статистической физике. Совокупность систем составляет статистический ансамбль систем, причем принадлежность системы к ансамблю определяется макроскопическими условиями. Движение рассматриваемого микрообъекта в каждой из систем ансамбля, вообше говоря, различно и характеризуется разными значениями описывающих движение параметров. Кванювание параметров и статистика их числовых значений обусловливаются динамическими процессами более глубокого уровня, которые в квантовой механике проявляются статистически в соответствии с ее законами. Теория процессов более глубокого уровня (теория скрытых па-рамел ров) находится с квантовой механикой в таком же соотношении, как л еория движения отдельных частиц со статистической механикой совокупности частиц. [c.406]

Использование физических методов может приводить к изменению физического состояния (температуры, агрегатного состояния), структуры и химического состава (термо- и фотохимические реакции, отделение компонентов различной дисперсности), физико-химических или биологических свойств жидкостной системы (коллоиднохимических характеристик, фазового состояния, изменения типа и структуры микрообъектов и т. д.). [c.24]

Отсутствие четко сформулированного математического описания процессов измерения приводит к целому ряду трудностей, если не сказать, несуразностей. Прежде всего появляется странная для точной науки необходимость в интерпретации физического смысла волновой функции и самой квантовой механики. Более того, таких интерпретаций может быть несколько [3-5], хотя они и не очень сильно отличаются друг от друга. Далее, поскольку для измерения кажется необходимым присутствие наблюдателя, возникло много разных точек зрения по поводу роли наблюдателя. Если идти от микрообъекта к измерительному прибору, а затем — к наблюдателю, то на каждом шаге кажется естественным пользоваться квантовой физикой и прибор, и наблюдатель являются физическими системами, и поэтому не видно препятствий к описанию их посредством уравнения Шрёдингера для многих частиц. Но тогда возникает вопрос, где же происходит коллапс волновой функции к одной единственной собственной функции и соответственно коллапс физической величины к ее собственному значению и каким механизмом это коллапсирование осуществляется Можно, конечно, чисто формально считать, что сам наблюдатель в свою очередь кем-то наблюдается, например, "другом Дайсона", но тогда второго наблюдателя также кто-то должен наблюдать и так до бесконечности. Картина, признаться, не очень привлекательная для физической науки. [c.8]

КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ, лежащее в основе квант, теории представление о том, что в поведении микрообъектов проявляются как корпускулярные, так и волн, черты. По представлениям классич. (неквантовой) физики, движение ч-ц и распространение волн — принципиально разные физ. процессы. Однако опыты по вырыванию светом эл-нов с поверхности металлов фотоэффект), изучение рассеяния света на эл-нах Комптона эффект) и результаты ряда др. экспериментов убедительно показали, что свет — объект, имеющий, согласно классич. теории, волн, природу, обнаруживает сходство с потоком ч-ц — фотонов, обладающих энергией ё и импульсом р, к-рые связаны с частотой v и длиной волны л света соотношениями S=hv, p hlX. С др. стороны, пучок эл-нов, падающих на кристалл, даёт дифракц. картину, к-рую можно объяснить лишь на основе волн, представлений со свободно движущимся эл-ном сопоставляется т. н. волна де Бройля, длина волны и частота к-рой связаны соотношениями X=h p, = lh, где р — импульс, ё — энергия эл-на. Позже было установлено, что это явление свойственно вообще всем микрочастицам (см. Дифракция микрочастиц). Такой дуализм корпускулярных и волн, св-в не может быть понят в рамках классич. физики так, возникновение дифракц. картины при рассеянии ч-ц несовместимо с представлением о движении их по траекториям. Естеств. истолкование К.-в. д. получил в квантовой механике. [c.312]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...