Cтраница 3
Микрочастица является совершенно новым, отнюдь не классическим, объектом со своими характерными свойствами и законами движения. Как мы уже указывали, отличительной особенностью микрочастиц является обнаруживаемый ими дуализм волновых и корпускулярных свойств. Из дифракционных опытов вытекает, что частица не имеет траектории. Поэтому описывать ее движение, задавая точное значение координаты и импульса в каждый момент времени, как это делается в классической механике, невозможно. Однако можно указать с некоторой степенью точности величину той области пространства, в которой частица с подавляюще большой вероятностью будет обнаружена, и интервал тех значений импульса, которым она при этом обладает. Значение этих величин дается соотношениями неопределенности Гейзенберга. [31]
В данных физических условиях частица может находиться в различных состояниях в зависимости от способа, каким она в эти условия попадает. Каждое из этих состояний может быть реализовано само по себе. Однако существуют и более сложные случаи. Примером может служить дифракционный опыт Дэвиссона и Джермера, в котором падающий на кристалл пучок разбивается на систему дифрагированных пучков. После взаимодействия с кристаллом движение происходит опять-таки в пустом пространстве, но представляется уже целой совокупностью волн де Бройля, отличающихся друг от друга направлением распространения. [32]
В этом разделе теоретической физики вводится ряд новых величин, которые не могут иметь смысла в механике одного тела или малого числа тел. Примером статистической величины может служить температура, тесно связанная со средней энергией молекулы газа. При статистическом подходе усреднение производится по большому числу однородных объектов. Важно отметить, что распределение по различным механическим параметрам системы может устанавливаться само собой. Так, если впустить газ только в одну половину сосуда, разделенного перегородкой, а потом убрать ее, то газ равномерно заполнит весь сосуд. Точно так же, если как-нибудь нарушить распределение газа по скоростям, то в результате взаимодействия между молекулами ( их столкновений) установится прежнее статистическое распределение. Таким образом, статистические закономерности являются результатом не только наличия большого количества объектов, но и их взаимодействия. Квантовая механика тоже описывает статистические закономерности. Но в этом случае речь идет о закономерностях, относящихся к одному отдельному объекту. Здесь статистические закономерности проявляются при рассмотрении очень большого числа одинаковых опытов с одинаковыми объектами и не имеют никакого отношения к взаимодействию этих объектов между собой. Например, электроны в дифракционном опыте могут проходить сквозь кристалл сколь угодно редко и тем не менее дадут точно такую же картину почернений фотопластинки, как и в случае пропускания через кристалл всех электронов вместе. [33]