§1 Классикалық теориялық физика
Бордың жартылай классикалық теориясы
жүктеу/скачать 1,76 Mb.
|
Кванттық механика (лекция)
| Бордың жартылай классикалық теориясы. Бұл тығырықтан шығудың бір жолын 1913 жылы дат ғалымы Нильс Бор көрсетті. Ол атом құрылысын зерттеу барысында Планктың квант туралы іргелі индеяларына жіті назар аударып, бұл идеялардың тек жарық қасиеттерімен ғана емес, сонымен қатар табиғаттың басқа да құбылыстарына қатысты әмбебап сипатта екенін алғашқы болып аңғарды. Ридберг-Ритцтің комбинациялық принципі де осы кванттар ұғымымен тағыз байланыста еді. Осындай терең теориялық болжамдарға негізделген тыңғылықты ізденістердің нәтижесінде ақыры Н.Борға сутегі атомында байқалатын заңдылықтарды түсіндірудің сәті түсті. Бірақ, бұл түсіндірудің бағасы тым қымбат еді. Ол үшін классикалық теорияға, оның болмысына жат, жаңа тұжырымдарды мынадай екі постулат түрінде ұсынды:
1) атомдағы электрондардың классикалық физика тұрғысынан ешқандай шектеу қойылмайтын аса көп орбиталарының ішінен, шындығында, тек белгілі бір кванттық шарттарды қанағаттандыратын дискретті, стационар орбиталарды ғана жүзеге асады. Электрондар бұл стационар орбиталарда үдемелі қозғалғанымен, өзінен электромагниттік сәуле шығармайды; 2) атом жарықты электрон осы бір стационар орбитадан екінші стационар орбитаға көшкен кезде энергиясы – ға тең кванттар түрінде шығарады, не сіңіреді. Ал кванттың энергиясы осы стационар орбиталарға сәйкес келетін энергиялардың айырымы ретінде мына түрде анықталады: (1.7) Бұл постулаттардың көмегімен спектрлік сериялардың жиілігін анықтайтын өзімізге белгілі. Ритцтің комбинациялық принципінің өрнегін оңай шығарып алуға болады. Ал Бор постулаттарына негіз болып отырған атомдар энергиясының дискретті мәндерді қабылдайтыны жөніндегі тұжырым көптеген нақтылы тәжірибелердің нәтижелерімен дәлелденеді. Мәселен, Франк және Герц өздерінің классикалық тәжірибелерінде сынап атомдарының энергиясының квантталатынын қолға ұстатқандай етіп дәлелдеп берді. Энергияның бұлай квантталуы тек атомдарға ғана тән қандай да бір дербес қасиет емес. Бұдан кейінгі жинақталған көптеген тәжірибелік деректер атомдармен қатар, молекулалардың және одан дакүрделі жүйелердің де энергиясының квантталатынын көрсетті. Яғни мұндай дискреттілік микродүниеге тән жалпы қасиет екен. Одан арғы зерттеулер жүйе энергиясымен қатар, оны сипаттайтын басқа да физикалық шамалардың дискретті мәндер қабылдайтынын көрсетті. Мәселен, Штерн және Герлахтың тәжірибелері атомның магниттік және механикалық моментінің қандай да бір қське қатысты проекциясының квантталатынын көрсетсе, бұдан кейін бұл моменттің проекциялары ғана емес, абсолют шамаларының да дискретті екендігі анықталды. Әрине, кванттық механиканың қалыптасуындағы қалтарысы мол қиын жолдың белгілі бір кезеңінде Бор теориясының атқарған міндеті зор. Бірақ, дегенмен де, бұл теория кемшіліктен кенде емес еді. Ол электрондарының саны бір электроннан көп болатын атомдардың күйін, сол сияқты жарық шығарудың интенсивтілігін, тағы басқа құбылыстарды түсіндіре алмайтын. Ең негізгісі, бұл теорияда ішкі логикалық қисын жоқ еді. Ол «классикалық физика ұғымдарына жат жаңа тұжырымдарды мұнда әкеліп тануымыздың ішкі терең себебі неде?» деген басты сұраққа жауап бермейтін. жүктеу/скачать 1,76 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|