ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
5
1. ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ
Своими достижениями физическая электроника и микроэлектроника во
многом обязана тем результатам, которые были достигнуты в физике твердого
тела – науке, которая изучает объекты микромира, рассматривая их как систе-
мы большого числа микрочастиц (атомов, ионов, электронов). Эти микрочасти-
цы проявляют особые свойства, подчиняющиеся иным закономерностям, чем
те, которые были в классической физике. Однако
именно эти свойства опреде-
ляют основные тепловые, электрические, оптические и другие характеристики
твердых тел. Соо тветствующие явления и закономерности рассматриваются в
квантовой (волновой) механике. В настоящей главе будут приведены основные
положения квантовой механики, необходимые для понимания физических про-
цессов, происходящих в твердых телах.
1.1. Волновые свойства микрочастиц
Дуализм «волны-частицы» был
установлен при изучении природы света.
В 1924 году Луи де Бройль выдвинул смелую гипотезу о том, что дуализм не
является особенностью только оптических явлений, но имеет универсальное
значение. Луи де Бройль отметил: «В оптике в течение столетия слишком пре-
небрегали корпускулярным способом рассмотрения по сравнению с волновым,
не делалось ли в
теор ии материи обратной ошибки? Не думали ли мы слишком
много о картине «частиц» и не пренебрегали ли чрезмерно картиной «волн».
Раскроем данное предположение де Бройля.
Пусть мы имеем материальную частицу с массой m, движущуюся в от-
сутствии поля, т. е. равномерно со скоростью V.
Если мы имеем чисто корпускулярную картину, то частица
обладает
энергией E и импульсом p. Если же мы имеем волновую картину, то обладаем
циклической частотой ω и длиной волны λ. Однако, если обе эти картины яв-
ляются различными аспектами одного и того же объекта, то связь между ними
будет:
V
mp ⋅= –импульс частицы (1)
kp ⋅= h – импульс волны, где k=2π/λ– волновое число. (2)
Следовательно:
λ
π
⋅⋅
=⋅
2h
Vm
p
h
Vm
h
=
⋅
=
λ
(3)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »
