рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Физика
/
Принцип неопределенности Гейзенберга.

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Принцип неопределенности Гейзенберга.

Принцип неопределенности Гейзенберга. - раздел Физика, КВАНТОВАЯ ФИЗИКА В Классической Механике Предполагалось, Что Координата Точки И Ее Импульс Мог...

В классической механике предполагалось, что координата точки и ее импульс могут быть определены одновременно с любой точностью. Попробуем понять, какие трудности возникают, если пытаться применить классические понятия к объекту, обладающему двойственной природой (частица-волна). Рассмотрим так

называемый пакет волн. Если сложить несколько волн с различными частотами, распространяющиеся в направлении х, получится сложная несинусоидальная волна [xi]. Если будет складываться очень большое число волн со всевозможными длинами, образуется волновой пакет шириной Dх (см.рис.). Монохроматическая волна имеет определенную длину волны и, соответственно импульс р = h/l = const,

Dр ® 0, а протяженность ее Dх ® ¥. Очень узкий волновой пакет содержит множество волн, количество которых в пределе стремится к бесконечности и разброс импульсов в нем Dр ® ¥ [xii], а протяженность

Dх ® 0. Т.о., мы приходим к выводу, чем более точно локализован волновой пакет, тем больше оказывается неопределенность в его импульсе.

Гейзенберг выдвинул принцип неопределенности: «Существует принципиальное ограничение на точность, с которой могут быть определены физические величины, не связанное с точностью приборов». Он предложил также формулы, смысл которых в следующем.

соотношения неопределенностей для координаты и импульса [xiii] «Если измеряется координата х частицы и одновременно проекция ее импульса в направлении х - (р_х), то минимальные ошибки при их одновременном измерении связаны этими соотношениями»

Существует также соотношение неопределенности, касающееся энергии и времени.

соотношения неопределенностей для энергии и времени. «Если атомная система обладает энергией Е в течение времени t, то одновременное измерение этих величин возможно лишь с точностью, определяемой данным соотношением»

Из соотношений неопределенностей следует, что чем точнее определяется одна величина, тем менее точно – другая при одновременномих измерении,. Так как очень мало, то эти ограничения существенны только в атомных масштабах.

С помощью соотношений неопределенностей можно дать простые объяснения фактам, установленным другими путями. Например.

1). Входит ли электрон в состав атомного ядра?

Dх = 10^-¹⁴ м	Размер ядра по порядку величины
	Предположим, что электрон находится в ядре. Найдем неопределенность в его импульсе и примем ее равной самому импульсу[xiv]
МэВ	кинетическая энергия релятивистского электрона в ядре (считаем, что он движется как квант со скоростью с)
Из опытов по радиоактивному бета-распаду известно, что энергии вылетающих из ядра электронов значительно меньше. Следовательно, в ядре «готовых» электронов нет; электрон образуется в ядре при превращении нейтрона в протон.

2). Оценим с помощью соотношения неопределенностей энергию связи электрона в атоме водорода.

Dх =0,5 10^-¹⁰ м	размер атома Н
	импульс электрона, вычисленный с помощью соотношения неопределенности
эВ	Энергия нерелятивистского электрона (1 эВ=1,6×10^-¹⁹ Дж). По порядку величины совпадает с энергией, вычисленной по теории Бора

3). Найдем предел точности, с которой можно определить частоту и длину волны излучаемого света

	время возбужденного атома, спустя это время электрон возвращается на нижележащую орбиту, и атом испускает квант света с энергией Е
Гц	предел точности определения частоты излучения, найденный с помощью соотношения неопределенности
	предел точности измерения длины световой волны для зеленого света l=(500,0000000 ± 0,0000002) нм с = 3×10⁸ м/с – скорость света в вакууме

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

АТОМНАЯ ФИЗИКА ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА КВАНТОВАЯ ФИЗИКА Закономерности этих явлений хорошо объясняются только...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Принцип неопределенности Гейзенберга.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА.
В этом разделе мы рассмотрим явления, связанные с взаимодействием света[i] с веществом: тепловое излучение, фотоэффект и эффект Комптона. Закономерности этих явлений хорошо объясняются тол

Распределение энергии в спектре АЧТ.
На рисунке приведена зависимость излучательной способности АЧТ от длины волны при различных температурах. Эти да

Гипотеза и формула Планка.
Все попытки получить формулу, описывающую кривую излучения АЧТ оказались безуспешными. Две из полученных формул (формула Вина и формула Релея и Джинса) достаточно хорошо подходили при малых и при б

Световая характеристика.
Световой характеристикой фотоэлемента называется зависимость фототока насыщения от падающего светового потока ( см.рис.). Квантовый подход приводит к прямой пропорциональности тока насыщения светов

Задерживающий потенциал.
Уравнение Эйнштейна можно записать в виде:

Ядерная модель атома.
Резерфорд на основании опытов по рассеянию альфа-частиц на металлической фольге (1909-10 гг.) предложил ядерную (планетарную) модель атома. Атом представляет собой очень маленькое ядро, в котором с

Атом водорода и водородоподобные атомы (ВПА) по теории Бора.
На рис. показан водородоподобный атом. Заряд ядра равен +Ze, где Z число протонов (и номер элемента в таблице Менделеева). Вокруг ядра вращается по круговой орбите электрон е с

Корпускулярно-волновой дуализм материи. Гипотеза и формула де Бройля.
В 1924 г Де Бройль выдвинул гипотезу о волновых свойствах всех частиц, которая сначала показалась ученым фантастической, и была принята только после экспериментального подтверждения. Гипоте

Уравнение Шрёдингера.
Открытие двойственной природы частиц привело к пониманию о невозможности описывать поведение микрочастиц с помощью классических представлений и законов. Стало ясно, что нельзя говорить о траектории

Гармонический осциллятор.
В классической физике гармоническим осциллятором называют частицу, совершающую движения по закону синуса или косинуса. Потенциальная энергия такой частицы U = кх2/2, частот

Электрон в атоме водорода в основном состоянии.
В этом случае используются сферические координаты: радиус-вектор r и угловые координаты j и q (см.рис.). Чтобы представить сложность решения, мы приведем вид оператора Лапласа

Описывается с помощью 4-х квантовых чисел: n, l, m, ms.
1) n = 1, 2, 3, … , ¥ главное квантовое число входит в выражение для энергии электрона [xvi] Для основного состояния атома Н (n = 1) – см. ранее.

Принцип Паули. Периодическая система элементов.
В 1925 г Паули, исследуя спектры многоэлектронных атомов, открыл фундаментальный закон, которому подчиняются электронные конфигурации атомов, имеющих более одного электрона. Принцип Паули:

ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ СТАТИСТИКИ И ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА.
КЛАССИЧЕСКАЯ И КВАНТОВЫЕ СТАТИСТИКИ. В системах, состоящих из очень большого числа частиц (газы, потоки света, электронное облако в металлах), невозможно проследить за движ

Сверхтекучесть.
В 1938 г П.Л.Капица открыл явление сверхтекучести гелия. Гелий уникален тем, что даже при самых низких температурах он не затвердевает, оставаясь жидким. В области температур от 4,2 К до 2

Сверхпроводимость.
В 1911 г. Камерлинг-Оннес обнаружил, что при температуре 7,2 К сопротивление свинца внезапно становится равным н

Температурная зависимость сопротивления различных веществ.
Под словом «сопротивление» мы будем иметь в виду удельное электрическое сопротивление, т.е. электрическое сопротивление образца единичной длины и единичного поперечного сечения (иначе надо будет уч

Собственные полупроводники.
Из формул j = evn и j = eE (см. Постоянный ток) получается выражение для проводимости s :

Контакт р - и n - полупроводников.
Если привести в контакт два вещества с разным типом проводимости, то в месте контакта образуется узкая зона, которая называется р-n-переходомили запирающим слоем.