Физика. Часть 4. Атомная физика. Терлецкий И.А - 25 стр.

Для релятивистского случая, когда скорость частицы соизмерима со скоростью
света ( v ≤ c ), кинетическая энергия Ек соизмерима с энергией покоя частицы
E0 = m0c2, импульс определяется релятивистской формулой
                                (2 E0 + Ek )Еk
                          p=              . (1.32)
                                   c
     Гипотеза де Бройля получила подтверждение впервые в 1927 г. в опытах
К. Девиссона и Л. Джермера, и в дальнейшем в опытах П.С. Тартаковского и
Г. Томсона, В.А. Фабриканта и др.
     Пучок электронов, проходящий через кристаллическую решетку тонкой
металлической фольги, дает отчетливую дифракционную картину. По
положению максимумов и минимумов можно определить длину волны, которая
полностью совпадает с формулой де Бройля.
     Для микрочастицы существует потенциальная возможность проявить себя
в зависимости от внешних условий: либо как волна, либо как частица. В этой
потенциальной возможности различных проявлений свойств, присущих
микрообъекту, и состоит дуализм волна-частица.


     Соотношение неопределенностей Гейзенберга
     После выдвижения де Бройлем гипотезы об универсальности дуализма
волна-частица и экспериментального подтверждения наличия у частиц
волновых свойств, возникли принципиальные проблемы с описанием
положения частицы в пространстве. Как совместить волновую природу частиц с
привычным представлением о размещении частицы в определенной точке
пространства и перемещении по траектории?
     В классической механике частица в любой момент времени занимает
строго определенное место в пространстве. Это означает, что в любой момент
времени могут быть определены ее координаты ( x, y, z) и импульс ( скорость).
Но в опытах по дифракции пучка электронов наблюдается дифракционная
картина. Это означает, что понятие траектории электрона не существует.
Следовательно, наличие у частиц волновых свойств приводит к необходимости
введения нового способа описания состояния квантовой частицы. Отсутствие
траектории частицы означает невозможность определения в данный момент
времени всех ее значений координат ( x, y, z) и соответствующих проекций
импульса ( Рх, Рy, Рz). Это обстоятельство составляет содержание принципа
неопределенности Гейзенберга.
     Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга у микрочастицы
всегда существует неопределенность координат ( ∆ x, ∆ y, ∆ z) и неопределен-
ность соответствующих проекций импульса ( ∆ Рх, ∆ Рy, ∆ Рz), причем эти
неопределенности удовлетворяют условиям:
                          ∆ x· ∆ Рх ≥ h ,    ∆ y· ∆ Рy ≥ h ,   ∆ z· ∆ Рz ≥ h , (1.33)



                                            25