Развитие - квантовая механика
Cтраница 3
Эти первоначально казавшиеся произвольными предположения Бора привели, однако, к блестящему успеху в объяснении линейного спектра водорода и затем получили обоснование с развитием квантовой механики. [31]
То, что спины электронов и ядер проявляют себя в химических свойствах и поведении молекул в химических превращениях, было осознано с самого начала развития квантовой механики. [32]
Основные понятия, введенные Планком ( 190С г.) и Де-Брой - лем ( 1924 г.), показавшим, что электрон связан с определенной фазовой волной, послужили основой для развития квантовой механики. [33]
Шредингера, то любая их линейная комбинация Ч1 CjCp c2ty также будет являться решением этого уравнения, и коль скоро у нас нет критериев, какие из этих решений не отвечают физической картине мира ( кроме очевидного условия конечности волновой функции), то с самых ранних этапов создания и развития квантовой механики в ней было введено утверждение, носящее постулативный характер и получившее название принципа суперпозиции: если ф и гр - волновые функции двух физически реализуемых квантовых состояний, то всегда можно создать такие начальные условия, при которых произвольная линейная комбинация этих функций будет волновой функцией физически реализуемого квантового состояния. [34]
Благодаря развитию квантовой механики и ее приложений к химическим проблемам возник вопрос о том, в какой степени следует включить в книгу математические методы теории. Я пришел к выводу, что хотя значительная часть результатов структурной химии получена с помощью квантовой механики, все. Только небольшая часть приложений квантовой механики к химии имеет чисто кван-тсво-механический характер. Так, например, лишь в немногих случаях результаты, представляющие непосредственный интерес для химии, были получены путем точного решения волнового уравнения Шредингера. Достигнутые успехи связаны в основном с использованием преимущественно химических соображений. Обычно предлагается какой-либо простой постулат, который проверяется путем эмпирического сопоставления с имеющимися химическими данными и используется для предсказания новых явлений. Основное значение квантовой механики для химии заключается во внедрении новых идей, как, например, представления о резонансе молекул между несколькими электронными структурами, сопровождающемся увеличением устойчивости. [35]
Может показаться, что теория развивается по странному пути: сначала формулируются некоторые непоследовательные правила, дающие правильные ответы, а затем эти правила включаются в более логичную схему. Однако и развитие обычной квантовой механики происходило примерно таким же образом. [36]
В этом контексте медленно означает медленно по сравнению со всеми временными масштабами системы, то есть мы рассматриваем адиабатические изменения. В раннюю эпоху развития квантовой механики Пауль Эренфест обнаружил, что при адиабатических изменениях маятник остается в подобном мгновенном собственном состоянии. Однако он приобретает некоторую фазу. Эта фаза состоит из двух частей: а) динамической фазы, возникающей из-за того, что стационарное состояние подвергается унитарной эволюции во времени, и б) геометрической фазы, связанной с топологией пространства параметров. Последнюю принято называть фазой Берри. [37]
Этот шаг в развитии квантовой механики следует рассматривать как одно из самых крупных научных достижений - достижение, которое стоит в одном ряду с вкладами Галилея, Ньютона и Максвелла. Для того чтобы понять эту связь, рассмотрим волновые свойства двух других физических систем - колеблющейся струны и вибрирующего барабана. Их тона гармонируют с музыкой атома. [39]
Наука обладает удивительным свойством работать на будущее. Очень ярко это свойство проявилось в развитии квантовой механики. [40]
Напомню, что одной из причин, побудивших Вейля заняться этой задачей, послужила необходимость обоснования вывода Рэле-ем и Джинсом формулы для спектрального распределения излучения черного тела и вывода Дебаем формулы для теплоемкости кристалла. Эти задачи, сыгравшие важную роль в развитии квантовой механики, можно коротко сформулировать как задачи построения термодинамики идеального Бозе-газа. [41]
Многие черты современной теории, рассматриваемой в настоящей книг были намечены в работах Лангмюра и других авторов, опубликованных в течение десятилетия после 1916 г., и в книге Валентность и структура атомов и молекул, напечатанной Льюисом в 1923 г. Однако эти ранние исследования содержали наряду со многими предположениями, вошедшими в современную теорию, также и ряд других, теперь полностью отвергнутых. Превращение электронной теории валентности в ее современную форму почти полностью обязано развитию квантовой механики. Последняя дала метод расчета свойств простых молекул, привела к полному разъяснению явлений, связанных с образованием ковалент-ной связи между двумя атомами, приподняла завесу тайны, окутывавшую химическую связь в течение десятилетий со времени, когда впервые возникло предположение о ее существовании, и, кроме того, ввела в химическую теорию новую концепцию, а именно - концепцию резонанса. Эта идея, хотя и не была полностью непредвиденной в химии, но тем не менее она не была прежде в достаточной степени ясно сформулирована и объяснена. [42]
Физический смысл этого положения выяснился, однако, позднее, с развитием квантовой механики. [43]
Важной является задача о средней энергии осциллятора. Впервые она была решена в 1900 г. Планком и послужила отправным пунктом в развитии квантовой механики. [44]
Этого нельзя сделать с волновым полем, изображающим электрон, по причинам, о которых я буду говорить ниже. Таким образом, появляются новые величины, которые можно назвать полями и которые возникают с развитием квантовой механики; они важны, так как для того чтобы делать некоторые предсказания о поведении электрона или какой-нибудь другой частицы, нам нужно изучать их свойства. Так, например, квадрат волновой функции говорит нам о вероятности нахождения частицы в определенной точке пространства, если мы будем искать ее там. Но я хочу подчеркнуть, что такие волновые поля не во всех отношениях подобны электромагнитному полю. Худшее ждет нас впереди, так как те изменения, которые должны быть сделаны в физической теории при применении ее к малым объектам или малым размерам, влияют также на само электромагнитное поле. Следует рассматривать величины электромагнитного поля как физические переменные, подчиняющиеся законам квантовой теории так же, как и любая другая физическая переменная. На самом деле, квантовая теория с самого начала, от гипотезы Планка о том, что энергия представляет собой пучок излучения, основана на том, что световые кванты являются неделимыми и что каждое количество энергии связано с частотой излучения, и это показывает, что простая картина непрерывного изменения интенсивности поля, как это выражается в максвелловых уравнениях, не полна. Она должна быть заменена квантовой теорией электромагнитного поля. [45]
Страницы: 1 2 3 4