Cтраница 4
Статистическое толкование волн де Брой-ля ( см. § 216) и соотношение неопределенностей Гейзенберга ( см. § 215) привели к выводу, что уравнением движения в квантовой механике, описывающим движение микрочастиц в различных силовых полях, должно быть уравнение, из которого бы вытекали наблюдаемые на опыте волновые свойства частиц. Так как искомое уравнение должно учитывать волновые свойства частиц, то оно должно быть волновым уравнением, подобно уравнению, описывающему электромагнитные волны. Уравнение Шредингера, как и все основные уравнения физики ( например, уравнения Ньютона в классической механике и уравнения Максвелла для электромагнитного поля), не выводится, а постулируется. Правильность этого уравнения подтверждается согласием с опытом получаемых с его помощью результатов, что, в свою очередь, придает ему характер закона природы. [46]
Статистическое толкование волн де Бройля ( см. § 216) и соотношение неопределенностей Гейзенберга ( см. § 215) привели к выводу, что уравнением движения в квантовой механике, описывающим движение микрочастиц в различных силовых полях, должно быть уравнение, из которого бы вытекали наблюдаемые на опыте волновые свойства частиц. Так как искомое уравнение должно учитывать волновые свойства частиц, то оно должно быть волновым уравнением, подобно уравнению, описывающему электромагнитные волны. [47]
Утвердительный ответ на этот вопрос дал де Бройль, выдвинув гипотезу, что все материальные частицы обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Необходимо было вывести соотношения, связывающие корпускулярные и волновые свойства частиц. Ясно, что эти соотношения должны быть релятивистски инвариантными. [48]
В главе Как работают физики будет много примеров того, как неуклонно приводит к цели метод проб и ошибок. Вы увидите, как мало было оснований для гениальной догадки де Бройля о волновых свойствах частиц: раз свет - и волна и частица, почему бы электрону тоже не быть сразу и частицей и волной. Или другой пример: уравнение Шредингера, блестяще объяснившее свойства атома еще до того, как смутные и тончайшие соображения привели к пониманию физического смысла волновой функции. [49]
Экспериментально обнаружено явление дифракции элементарных частиц, например электронов, протонов, нейтронов и др. Это свидетельствует о наличии у элементарных частиц вещества волновых свойств. Квантовая механика, в отличие от классической механики, учитывает не только корпускулярные, но и волновые свойства частиц. [50]
Соотношения неопределенностей - частный случай и конкретное выражение общего принципа дополнительности, сформулированного Бором в 1927 г. Именно этот принцип позволяет примирить, казалось бы, непримиримое: ведь электрон проявляет себя в разных экспериментах то как частица, то как волна. Квантовая механика осуществляет синтез этих понятий и дает возможность предсказывать исход любого опыта, в котором проявляются как корпускулярные, так и волновые свойства частиц. [51]