Лекции по квантовой механике. Розман Г.А. - 5 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

5
Ââåäåíèå
Êâàíòîâàÿ ìåõàíèêà-ýòî ðàçäåë òåîðåòè÷åñêîé ôèçèêè, â êîòîðîì
ðàññìàòðèâàþòñÿ ñâîéñòâà è ñòðîåíèå àòîìîâ è ìîëåêóë, ñâîéñòâà àíñàì-
áëåé (ñèñòåì) ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö. Êâàíòîâàÿ ìåõàíèêà ÿâëÿåòñÿ îñíî-
âîé ñîâðåìåííîé ôèçèêè òâåðäîãî òåëà (çîííîé òåîðèè), íà åå ïîëîæåíèÿõ
ïîñòðîåíà êâàíòîâàÿ õèìèÿ è êâàíòîâàÿ ýëåêòðîäèíàìèêà è äðóãèå ðàçäå-
ëû òåîðåòè÷åñêîé è ýêñïåðèìåíòàëüíîé ôèçèêè.
Íåîáõîäèìî ðàçëè÷àòü ïîíÿòèÿ êâàíòîâàÿ ôèçèêà è êâàíòîâàÿ
ìåõàíèêà. Ïåðâîå ïîíÿòèå - áîëåå îáùåå è íàðÿäó ñ êâàíòîâîé ìåõàíè-
êîé âêëþ÷àåò â ñåáÿ êàê óïîìÿíóòûå âûøå ðàçäåëû, òàê è òàêèå íàóêè,
êàê êâàíòîâàÿ ýëåêòðîíèêà, òåîðèÿ êâàíòîâàííûõ ïîëåé è ò.ä. Â îñíîâå
êâàíòîâîé ôèçèêè ëåæèò ôóíäàìåíòàëüíîå ïîëîæåíèå î äèñêðåòíîñòè ýíåð-
ãåòè÷åñêèõ ñîñòîÿíèé ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö â àòîìàõ è àíñàìáëÿõ ýëåìåí-
òàðíûõ ÷àñòèö.  îñíîâó æå êâàíòîâîé ìåõàíèêè ïîëîæåíà èäåÿ î êîðïóñ-
êóëÿðíî-âîëíîâîì äóàëèçìå â ïðîÿâëåíèè ñâîéñòâ ÷àñòèö ìèêðîìèðà, à
äèñêðåòíîñòü èçìåíåíèÿ ôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ñëåäóåò êàê ñëåäñòâèå
îñíîâíîãî ïîëîæåíèÿ.
Êâàíòîâàÿ ìåõàíèêà ñôîðìèðîâàëàñü â ïåðèîä 1925-1927 ã.ã. â ðà-
áîòàõ âåëèêèõ ôèçèêîâ ÕÕ â. Ý.Øðåäèíãåðà, Â.Ãåéçåíáåðãà, Í.Áîðà,
Ì.Áîðíà, Ï.Äèðàêà è äð. Êàê è ëþáàÿ ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ, êâàíòîâàÿ ìå-
õàíèêà îïèðàåòñÿ íà ýêñïåðèìåíòàëüíûå ôàêòû. Îíà íå òîëüêî îáúÿñíÿåò
òå ôèçè÷åñêèå ÿâëåíèÿ, êîòîðûå âûçâàëè íåïðåîäîëèìûå çàòðóäíåíèÿ â
êëàññè÷åñêîé ôèçèêå, íî è ïðåäñêàçàëà ðÿä íîâûõ ÿâëåíèé, âïîñëåäñòâèè
îáíàðóæåííûõ ýêñïåðèìåíòàëüíî. Áóäó÷è áîëåå îáùåé ôèçè÷åñêîé òåîðè-
åé, êâàíòîâàÿ ìåõàíèêà ïîä÷èíÿåòñÿ ïðèíöèïó ñîîòâåòñòâèÿ, âêëþ÷àÿ â
ñåáÿ, êàê ïðåäåëüíûé ñëó÷àé, êëàññè÷åñêóþ ìåõàíèêó.
                            Ââåäåíèå

      Êâàíòîâàÿ ìåõàíèêà-ýòî ðàçäåë òåîðåòè÷åñêîé ôèçèêè, â êîòîðîì
ðàññìàòðèâàþòñÿ ñâîéñòâà è ñòðîåíèå àòîìîâ è ìîëåêóë, ñâîéñòâà àíñàì-
áëåé (ñèñòåì) ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö. Êâàíòîâàÿ ìåõàíèêà ÿâëÿåòñÿ îñíî-
âîé ñîâðåìåííîé ôèçèêè òâåðäîãî òåëà (çîííîé òåîðèè), íà åå ïîëîæåíèÿõ
ïîñòðîåíà êâàíòîâàÿ õèìèÿ è êâàíòîâàÿ ýëåêòðîäèíàìèêà è äðóãèå ðàçäå-
ëû òåîðåòè÷åñêîé è ýêñïåðèìåíòàëüíîé ôèçèêè.
      Íåîáõîäèìî ðàçëè÷àòü ïîíÿòèÿ “êâàíòîâàÿ ôèçèêà” è “êâàíòîâàÿ
ìåõàíèêà”. Ïåðâîå ïîíÿòèå - áîëåå îáùåå è íàðÿäó ñ êâàíòîâîé ìåõàíè-
êîé âêëþ÷àåò â ñåáÿ êàê óïîìÿíóòûå âûøå ðàçäåëû, òàê è òàêèå íàóêè,
êàê êâàíòîâàÿ ýëåêòðîíèêà, òåîðèÿ êâàíòîâàííûõ ïîëåé è ò.ä. Â îñíîâå
êâàíòîâîé ôèçèêè ëåæèò ôóíäàìåíòàëüíîå ïîëîæåíèå î äèñêðåòíîñòè ýíåð-
ãåòè÷åñêèõ ñîñòîÿíèé ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö â àòîìàõ è àíñàìáëÿõ ýëåìåí-
òàðíûõ ÷àñòèö.  îñíîâó æå êâàíòîâîé ìåõàíèêè ïîëîæåíà èäåÿ î êîðïóñ-
êóëÿðíî-âîëíîâîì äóàëèçìå â ïðîÿâëåíèè ñâîéñòâ ÷àñòèö ìèêðîìèðà, à
äèñêðåòíîñòü èçìåíåíèÿ ôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ñëåäóåò êàê ñëåäñòâèå
îñíîâíîãî ïîëîæåíèÿ.
      Êâàíòîâàÿ ìåõàíèêà ñôîðìèðîâàëàñü â ïåðèîä 1925-1927 ã.ã. â ðà-
áîòàõ âåëèêèõ ôèçèêîâ ÕÕ â. Ý.Øðåäèíãåðà, Â.Ãåéçåíáåðãà, Í.Áîðà,
Ì.Áîðíà, Ï.Äèðàêà è äð. Êàê è ëþáàÿ ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ, êâàíòîâàÿ ìå-
õàíèêà îïèðàåòñÿ íà ýêñïåðèìåíòàëüíûå ôàêòû. Îíà íå òîëüêî îáúÿñíÿåò
òå ôèçè÷åñêèå ÿâëåíèÿ, êîòîðûå âûçâàëè íåïðåîäîëèìûå çàòðóäíåíèÿ â
êëàññè÷åñêîé ôèçèêå, íî è ïðåäñêàçàëà ðÿä íîâûõ ÿâëåíèé, âïîñëåäñòâèè
îáíàðóæåííûõ ýêñïåðèìåíòàëüíî. Áóäó÷è áîëåå îáùåé ôèçè÷åñêîé òåîðè-
åé, êâàíòîâàÿ ìåõàíèêà ïîä÷èíÿåòñÿ ïðèíöèïó ñîîòâåòñòâèÿ, âêëþ÷àÿ â
ñåáÿ, êàê ïðåäåëüíûé ñëó÷àé, êëàññè÷åñêóþ ìåõàíèêó.




                                  5