Cтраница 2
Таким образом, появление дискретных квантовых чисел автоматически следует из математических условий, налагаемых на волновую функцию. Этот результат строгой квантовой теории является громадным шагом вперед по сравнению с теорией Бора, в которую идея квантования введена постулаторно. [16]
Вопросы, изложенные в этой заключительной главе курса, имеют большое, мировоззренческое значение, перебрасывая мосты между учением о движении микрочастиц и учением об их свойствах. Если быть последовательным, то надо сказать, что в настоящее время изучение свойств вещества, элементарных частиц невозможно без знакомства с идеями квантования поля. [17]
Однако найденные выражения для радиуса атома г0 и энергии Е0 совпадают со значениями, которые дает модель атома водорода по Бору, в основе которой лежит идея квантования момента импульса электрона. Как мы видим, размер атома и энергию связи электрона можно определить, не прибегая к правилам квантования, а используя только соотношение неопределенностей. Совпадению полученных выше приближенных оценок с точными значениями соответствующих величин не следует придавать слишком большого значения. Важно лишь, что соотношение неопределенностей позволяет найти правильный порядок этих величин. При этом основное состояние атома определяется компромиссом, при котором полная энергия имеет наименьшее возможное значение, допускаемое соотношениями неопределенностей. [18]
Однако найденные выражения для радиуса атома г0 и энергии Еа совпадают со значениями, которые дает модель атома водорода по Бору, в основе которой лежит идея квантования момента импульса электрона. Как мы видим, размер атома и энергию связи электрона можно определить, не прибегая к правилам квантования, а используя только соотношение неопределенностей. Совпадению полученных выше приближенных оценок с точными значениями соответствующих величин не следует придавать сл тком большого значения. Важно лишь, что соотношени неопределенностей позволяет найти правильный порядок этих величин. При этом основное состояние атома определяется компромиссом, при котором полная энергия имеет наименьшее возможное значение, допускаемое соотношениями неопределенностей. [19]
Как мы убеждаемся, переход от макроявлений к микроявлениям предполагает отказ от основных представлений классической физики. Становится непригодным представление об обязательной непрерывности спектра значений физических величин, происходит отказ от классического понятия траектории, ставится под сомнение принцип классического детерминизма. В основу рассмотрения ложатся чуждые классической физике идеи квантования ( дискретности) и корпускуляр-но-волнового дуализма. [20]
Автор монографии полагает, что за исключением важных, но предварительных работ, появившихся в предыдущие десятилетия, систематическое изучение этих вопросов началось только в середине семидесятых годов. Такой приговор предыдущим десятилетиям кажется слишком суровым. Дело в том, что отсчитывать их следует от момента рождения идеи квантования классического поля, когда выяснилось, что среди канонических преобразований бозонного поля есть выделение очисловой составляющей, поэтому оператор бозонного поля всегда потенциально содержит классическое поле. Тогда же было обнаружено, что равенство нулю классической составляющей энергетически выгодно только для свободного поля, поэтому квантование любой реальной физической системы должно включать квантование бозонного поля в окрестности классического поля. [21]
Эта теория возникла как результат слияния планетарной модели атома Резерфорда, комбинационного принципа Ритца и идеи квантования энергии Планка. [22]
Представление о том, что энергия может передаваться от одной системы к другой только дискретными порциями, а не непрерывно, возникло на основании наблюдений над взаимодействием вещества с излучением и над поведением твердых тел при низких температурах. Экспериментальные доказательства этой точки зрения были получены при исследовании излучения абсолютно черного тела, фотоэлектрического эффекта, комптоновского рассеяния, атомных спектров ( особенно спектра атомарного водорода) и тепло-емкостей твердых тел. Первые квантовые расчеты принадлежали Планку, который вывел закон распределения излучения абсолютно черного тела. Первыми квантовомеханическими расчетами, в которых идея квантования была применена к механическим системам, являются расчеты уровней энергии атома водорода, выполненные Бором. В 1926 г., когда Шредингер предложил свое уравнение, а Гайзенберг - матричную механику, старая квантовая теория была заменена новой квантовой механикой. За этим последовал полный пересмотр классической физики, было дано теоретическое обоснование корпускулярно-волнового дуализма материи. Дирак ввел в квантовую механику теорию относительности, и в настоящее время релятивистская квантовая механика является составной частью квантовой электродинамики и квантовой теории поля. [23]