ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
219
Последние конструируются наложением синусоидальных волн, у которых
частоты и длины волн, а также направления распределения, хотя и
различны, но изменяются непрерывно в некотором узком интервале. Так
как электрон истолковывается как протяженная частица, то волновой
пакет должен обладать конечными размерами. Ввиду свойства волновых
пакетов “расползаться” в пространстве последнее невозможно
1
. Поэтому
Шрёдингер приходит к следующему: “… действительное механическое
явление следует понимать или изображать как волновой процесс в q-
пространстве, а не как движение изображающей точки в этом
пространстве”
2
. Тем самым Шрёдингером подготавливается “почва” для
отказа от классического понятия “траектория движения” в микромире
3
.
Это и значит, что понятие траектории должно быть заменено
представлением о системе волновых поверхностей, нормальных к этой
траектории
4
. Выходит, что нельзя утверждать, что электрон в атоме
находится в определенном месте “квантовой траектории”. Ненаглядность
последнего обстоятельства очевидна. Кроме того, законы НКМ не
определяют отдельной орбиты.
В четвертом сообщении Шрёдингер модифицирует свое уравнение
для объяснения и изучения дисперсии, т.е. поглощения и излучения света
произвольной частоты:
H
ti
h
qi
h
q
k
k
∂
Ψ∂
⋅
−
+
=Ψ
∂
∂
ππ
2
)
2
(
,
.
Гештальтом для получения этого уравнения послужило уравнение
диффузии (Даламбер) с мнимым коэффициентом диффузии и, отсюда, он
допускает комплексность функции Ψ, называя её “механическим
полевым скаляром”. Шрёдингер интерпретирует теперь Ψ
1·
Ψ как весовую
функцию в конфигурационном пространстве (об этой интерпретации
Шрёдингера ранее мы уже писали), которая выражает распределение
плотности электрического заряда в
q -пространстве. Тем самым он
показал, что квантовый скачок Бора может быть истолкован “простой”
интерпретацией волновой функции. Противоречие с электродинамикой
Максвелла устраняется, если связать функцию Ψ с плотностью
электрического заряда с помощью уравнения: е⋅Ψ⋅Ψ
∗
=ρ, где Ψ
∗
—
комплексно сопряженное значение Ψ, е — заряд электрона. Нормирующее
условие для одноэлектронной системы будет иметь вид: ∫ Ψ⋅Ψ
∗
=1.
1
Как позже показал Гейзенберг, исключением является только излучение гармонического
осциллятора.
2
Шредингер Э. Избр. труды. С. 33.
3
Там же. С. 34.
4
Шредингер Э. Избр. труды. С. 237.
220
Следовательно, отсюда вместо точечного вращающегося электрона
появляется заряд, “размазанный” во всей окрестности ядра, плотность
которого постоянна во времени (представление “электронного облака”).
Последнее означало возможность наглядного описания явлений в области
атома, если задать силу поля и значения функции Ψ как функции трех
координат (x, y, z) и времени (t). Как известно, она не оправдалась. Для n
электронов нужно рассматривать Ψ как функцию 3n независимых
координат x
n
, y
n
, z
n
, и времени t. Другими словами, стоячие колебания,
представляющие определенное стационарное состояние атома, происходят
не в реальном трехмерном пространстве, а в некоем абстрактном
многомерном пространстве конфигураций: “… Ψ является функцией,
заданной не в реальном, а в конфигурационном пространстве”
1
.
Отсюда вытекает неизбежность отказа от наглядного полевого
представления атомных процессов, столь желанного для Шрёдингера: “Он
думал, однако осуществил возврат к классическому мышлению. Он
рассматривал электрон не как частицу, но как некоторое распределение
плотности, которое давалось квадратом его волновой функции Ψ
2
. Он
считал, что следует полностью отказаться от идеи частиц и квантовых
скачков и никогда не сомневался в правильности этого убеждения”
2
.
Далее Борн пишет: “… что частицы не могут быть просто упразднены.
Следовало найти путь к объединению частиц и волн. Я видел связующее
звено в идее вероятности
3
. По мнению Борна, волновая функция не
представляет собой никакого реального физического поля, а имеет
вероятностный смысл, подобно функции распределения, применяемой в
статистической физике. Вспомогательным представлением для прихода к
этой идее Борна, как известно, явилось замечание Эйнштейна о том, что
двойственная природа света может быть просто понята, если принять, что
амплитуда световых волн, а значит, и плотность энергии определяются
средней плотностью фотонов в данной точке пространства. Тогда
физической реальностью в световом луче обладают фотоны, тогда как
электромагнитное поле является “призрачным полем, управляющим
фотонами” (Эйнштейн)
4
. Распространяя эту идею на квантовую механику,
Борн и предположил, что функция Ψ также может иметь только
статистический, вероятностный смысл, заключающийся в том, что ΨΨ
∗
определяет плотность вероятности пребывания частицы в данной точке
пространства. Путь к этой идее лежал через традиционные процедуры
умозрительного исследования (концептуальная интуиция), которых
1
Шрёдингер Э. Избр. труды. С. 73.
2
Борн М. Воспоминания // УНФ, 1970. Вып. 1. С. 102.
3
Там же. С. 160–161.
4
Бор Н. Атомная физика и человеческое познание. С. 56.
Последние конструируются наложением синусоидальных волн, у которых Следовательно, отсюда вместо точечного вращающегося электрона частоты и длины волн, а также направления распределения, хотя и появляется заряд, “размазанный” во всей окрестности ядра, плотность различны, но изменяются непрерывно в некотором узком интервале. Так которого постоянна во времени (представление “электронного облака”). как электрон истолковывается как протяженная частица, то волновой Последнее означало возможность наглядного описания явлений в области пакет должен обладать конечными размерами. Ввиду свойства волновых атома, если задать силу поля и значения функции Ψ как функции трех пакетов “расползаться” в пространстве последнее невозможно1. Поэтому координат (x, y, z) и времени (t). Как известно, она не оправдалась. Для n Шрёдингер приходит к следующему: “… действительное механическое электронов нужно рассматривать Ψ как функцию 3n независимых явление следует понимать или изображать как волновой процесс в q- координат xn, yn, zn, и времени t. Другими словами, стоячие колебания, пространстве, а не как движение изображающей точки в этом представляющие определенное стационарное состояние атома, происходят пространстве”2. Тем самым Шрёдингером подготавливается “почва” для не в реальном трехмерном пространстве, а в некоем абстрактном отказа от классического понятия “траектория движения” в микромире3. многомерном пространстве конфигураций: “… Ψ является функцией, Это и значит, что понятие траектории должно быть заменено заданной не в реальном, а в конфигурационном пространстве”1. представлением о системе волновых поверхностей, нормальных к этой Отсюда вытекает неизбежность отказа от наглядного полевого траектории4. Выходит, что нельзя утверждать, что электрон в атоме представления атомных процессов, столь желанного для Шрёдингера: “Он находится в определенном месте “квантовой траектории”. Ненаглядность думал, однако осуществил возврат к классическому мышлению. Он последнего обстоятельства очевидна. Кроме того, законы НКМ не рассматривал электрон не как частицу, но как некоторое распределение определяют отдельной орбиты. плотности, которое давалось квадратом его волновой функции Ψ2. Он В четвертом сообщении Шрёдингер модифицирует свое уравнение считал, что следует полностью отказаться от идеи частиц и квантовых для объяснения и изучения дисперсии, т.е. поглощения и излучения света скачков и никогда не сомневался в правильности этого убеждения”2. произвольной частоты: Далее Борн пишет: “… что частицы не могут быть просто упразднены. h ∂ + h ∂Ψ Следовало найти путь к объединению частиц и волн. Я видел связующее H (qk , )Ψ = ⋅ . звено в идее вероятности3. По мнению Борна, волновая функция не 2πi ∂qk − 2πi ∂t представляет собой никакого реального физического поля, а имеет Гештальтом для получения этого уравнения послужило уравнение вероятностный смысл, подобно функции распределения, применяемой в диффузии (Даламбер) с мнимым коэффициентом диффузии и, отсюда, он статистической физике. Вспомогательным представлением для прихода к допускает комплексность функции Ψ, называя её “механическим этой идее Борна, как известно, явилось замечание Эйнштейна о том, что полевым скаляром”. Шрёдингер интерпретирует теперь Ψ1·Ψ как весовую двойственная природа света может быть просто понята, если принять, что функцию в конфигурационном пространстве (об этой интерпретации амплитуда световых волн, а значит, и плотность энергии определяются Шрёдингера ранее мы уже писали), которая выражает распределение средней плотностью фотонов в данной точке пространства. Тогда плотности электрического заряда в q -пространстве. Тем самым он физической реальностью в световом луче обладают фотоны, тогда как показал, что квантовый скачок Бора может быть истолкован “простой” электромагнитное поле является “призрачным полем, управляющим интерпретацией волновой функции. Противоречие с электродинамикой фотонами” (Эйнштейн)4. Распространяя эту идею на квантовую механику, Максвелла устраняется, если связать функцию Ψ с плотностью Борн и предположил, что функция Ψ также может иметь только электрического заряда с помощью уравнения: е⋅Ψ⋅Ψ∗=ρ, где Ψ∗ — статистический, вероятностный смысл, заключающийся в том, что ΨΨ∗ комплексно сопряженное значение Ψ, е — заряд электрона. Нормирующее определяет плотность вероятности пребывания частицы в данной точке условие для одноэлектронной системы будет иметь вид: ∫ Ψ⋅Ψ∗=1. пространства. Путь к этой идее лежал через традиционные процедуры умозрительного исследования (концептуальная интуиция), которых 1 Как позже показал Гейзенберг, исключением является только излучение гармонического 1 осциллятора. Шрёдингер Э. Избр. труды. С. 73. 2 2 Шредингер Э. Избр. труды. С. 33. Борн М. Воспоминания // УНФ, 1970. Вып. 1. С. 102. 3 3 Там же. С. 34. Там же. С. 160–161. 4 4 Шредингер Э. Избр. труды. С. 237. Бор Н. Атомная физика и человеческое познание. С. 56. 219 220
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 108
- 109
- 110
- 111
- 112
- …
- следующая ›
- последняя »