ВУЗ:
Составители:
84
Тема 8. МНОГОЭЛЕКТРОННЫЕ АТОМЫ
8.1. Принципы неразличимости тождественных частиц.
Фермионы и бозоны
8.2. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме
по состояниям
8.3. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
8.1. Принципы неразличимости тождественных частиц.
Фермионы и бозоны
Если перейти от рассмотрения движения одной микрочастицы (од-
ного электрона) к многоэлектронным системам, то проявляются особые
свойства, не имеющие аналогов в классической физике. Пусть квантово-
механическая система состоит из одинаковых частиц, например элек-
тронов. Все электроны имеют одинаковые физические свойства – массу,
электрический заряд, спин и другие внутренние характеристики (на-
пример квантовые
числа). Такие частицы называют тождественными.
Необходимые свойства системы одинаковых тождественных час-
тиц проявляются в фундаментальном принципе квантовой механики –
принципе неразличимости тождественных частиц, согласно кото-
рому невозможно экспериментально различить тождественные час-
тицы.
В классической механике даже одинаковые частицы можно разли-
чить по положению в пространстве и импульсам. Если частицы в какой-
то момент времени пронумеровать, то в следующие моменты времени
можно проследить за траекторией любой из них. Классические частицы,
таким образом, обладают индивидуальностью, поэтому классическая
механика систем из одинаковых частиц принципиально не отличается
от классической механики систем из различных частиц.
В квантовой механике положение иное. Из соотношения неопре-
деленности вытекает, что для
микрочастиц вообще неприменимо поня-
тие траектории; состояние микрочастицы описывается волновой функ-
цией, позволяющей лишь вычислять вероятность
2
Ψ нахождения мик-
рочастицы в окрестностях той или иной точки пространства. Если же
волновые функции двух тождественных частиц в пространстве пере-
крываются, то разговор о том, какая частица находится в данной облас-
ти, вообще лишен смысла: можно говорить лишь о вероятности нахож-
дения в данной области одной из тождественных частиц. Таким
обра-
зом,
в квантовой механике тождественные частицы полностью теря-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- …
- следующая ›
- последняя »
