энергиясы да крсылады. Мүнда тікелей масса энергияға
айналады деп айтуға болмайды-бөлшектердің кинетикалық,
ішкі және тыныштык, энергиялары шығарылған (сәулеленген)
кванттардың энергиясына ауысатыны байқалады.
Әдістемелік тұрғьщан кдраганда, салыстырмалылық теория
Н. Коперник жаңалығынан кем болтан жоқ, ал кезінде
Н .Коперник адамзаттың дүние қүрылысына (атап айтсақ Күн
жүйесіне) деген көзқарасын түгелдей өзгерткен болатьш.
Дүние
жүзі
мәдениеті
мен
ғылымдарыньщ
көрнекті
өкілдерінің арасында жүргізілген Америка статистикасьшьщ
мәліметтері
бойынша,
А.Эйнштейн-бүкіл
екінші
мьщжылдықгың ең атақгы ғалымы деп танылған.
1.10. Кванттық механиканың негізгі
концепциялары
Кдзіргі физиканьщ екінші фундаментадды бөлігі-кванттьщ
механика.
Ол
кдрапайым
проблеманы
шешуден-қара
денелердің
спектрінің
сипаттамасын
түсіндіруден-павда
болады.
Бақыланған
құбылысты толық түсіндіру үшін
М.Планк 1900 жылы бөлшектер энергияға, шамасы Е = hv -ге
тең, тек порциямен, секірмелі түрде ие болады немесе оны
жоғалтуы мүмкін деген болжам жасады. Мұндағы v-жарық
шьнару жиілігі, һ=6,61& 34 Дж с-Нланк тұрақгысы, әмбебап
физикалық түрақтылардың бірі. Кейінірек, атом құрылысын
зерттей келе Н.Бор элекгрондардьщ қозғалысы үшін кез-
келген орбиталар емес, тек нақты кдтаң белгілі орбжгалар
керек екенін тағайындады. Энергиясы жоғары орбитадан
энергиясы төменгі
орбитаға өткенде жарықгъщ белгілі
энергиясы бар пордиясы, кванты сәулеленеді. Орбитаның
мұндай дискреттілігі және кванттардьщ болуының мәнісі тек
кванттық механика пайда болтанная кейін түсінікгі болды.
Микробөлшектердің крзтлысы накщы ыщпималдык, заңдарт
бағынатын болып шьгқгы. Мәселе тек оның ықтималдылық
сипаттама алуында гана емес, сонымен қатар толқындық
функция ұғымының енгізілуінде болды. Бөлшек қайсыбір
то лқы ндьеқ
функциямен сипатталатьш болды. Жогарыда
көрсетілгендей, әрбір микробөліиекке үзындығы Я = һ /р -ға
тең толкцьш сәйкес келеді\ мұндагы р-бөлшекгің импульсы.
Мүндай гипотезаны 1924 жылы Л.де Бройль ұсынган және ол
35
көп үзамай дифракциялық тордағы электрондар шоғының
дифракциясында
бақыланып
эксперимент
жүзінде
дәлелденген
болатьш.
Бәрімізге
белгілі,
толқын
тек
амплитудамен емес, тағы да фазамен анықгалады, яғни
берілген орында және берілген
моментге функцияның
максимум, минимум немесе орташа мәнін білу кджет.
Бөлшектің
кеңістікте
бір
уақыт
моментінде
табылу
ықтималдығы (мысалы, атомдағы электронный, қайсыбір
орбитада
болуы)
толқындық
функциясының
абсолют
модулінің квадратымен анықталады, яғни тек амплитудаға
ғана емес, фазаға да тәуелді. Толқындық функцияны кдйсыбір
физикалық өріс деп ойлаудың кджеті жоқ. Ол тек кейбір
физикалық
процестің
немесе
бақылау
нәтижесінің
потенциалдық
мүмкіншілігін
сипатгайды.
Сондықтан
кванттық механика
кейбір
сұрақтарға
бірмөнді
жауап
бермейді. Өз кезегінде ол кванттық механика кемшілігі емес,
ол
макродүние
мен
микродүниенің
приндипті
аиырмашылығыньщ салдары.
1.2-сурет. Ж арық ағынының жартылай
мөлдір пластинкаға түсуі
Мьшадай теориялық эксперимент жүргізелік. Ж арық шоғы
сүйір бүрышпен жартылай мөлдір пластинкаға түсіп, оның бір
бөлігі шағылып, ал екінші бөлігі сынып, денеден өтетін
болсын (1.2-сурет). Жарықгың 80%-і шағылсын (шағылған
сәуленің интенсивтііі бойынша), ал 20%-і сынады. Ал енді
36
жарықтың бір кванты үшып келіп пластинкаға соқтығыссын.
Оньщ пластинкадан шағылуы да, немесе денеден өтіп кетуі де
мүмкін. Бұл туралы айқындап не айтуға болады? —Тек,
кванттың Тнағылу ықгимадцығы 80%-ке тең, ал пластинкадан
өтуі ықгималдығы 20%-ке тең болады деуімізге болады.
Тіпті қарапайым қозғалыстъщ өзі, классикалық физикамен
салыстырғанда, кванттық механикада ерекше. Бөлшектің бір
нүктеден екінші нүктеге жетуінің жұмбақтылығы, оньщ
белгісіз
траектория
жасап
жетуінде.
Есептің
шартын
күрделірек жасайық.
Екі нүкге арасына энергетикалық
тосқауыл орнатайық. Бір ідызьпы, бөлшек энергетикалық
тосқауылдан “секіріп” өтеді ме, жоқ әдде “тесіп” (туннельді
эффект) өте ме, әйтеуір екінші нұктеге жетеді. Егер бөлшек
энергиясы тоскдуыл биіктігінен кем болатын болса, онда
“туннельді” эффект орынды болады. Кейбір радиоактивті
атомдар тек осындай туннельді эффектің болуыньщ арқасьшда
ыдырайды.
Кванттық механиканың тағы да бір ерекше, әрі мәнді
зандылықгарьшьщ
бірі-анықгалмағандылық
принципі.
Түсінікті болу үшін электронный, атомдағы қозғалысын
қарастырайық. Егер электронның импульсыньщ шамасын
өлшейтін болсақ, онда оньщ нақты координаталарын табу
мүмкіндігінен айырыламыз және керісінше. Жыдцамдық
v
(немесе импульс p —md) пен координата х өзара бірін-бірі
толықгырып түратын сияқгы, егер бірінің нақгы мәнін
(мәселен, импульсты аз кдтелікпен) өлшегіміз келсе, онда
екінішісін өлшеу кезінде үлкен қателік (Ах) кетеді. Осы
фактынъщ математикалық өрнегі:
Ар ■
Ах > Һ / 2
болады,
мүндағы Һ — Һ ! 2 п , һ- Планк тұрақгысы. Бүл, 1927 жылы
ашылған, Гейзенбергтің анықталмағандық приндипі деп
аталады.
Егер
атомдағы
электрон үшін,
оның жылдамдығын
анықгауцағы қателік жыдцамдықгың өзінің шамасындай
А и « и ,
ал
координатаны
анықтау
қателігі-оның
орбитасының радиусы-осы радиустың шамасындай: Аг — г
деп кдбылдасақ, онда анықталмағандық кдтыс бойынша
т иг > Һ / 2
Бұған белгілі т, и және һ мөндерін қойсақ
атомдағы
электрон
орбитасы
радиусыньщ
шамасы
г > 0,5 Ю“10 м
болатындыгын табамыз.
Ю'10л«-бүл
атом
37
Достарыңызбен бөлісу: |
