Реферат тақырыбы: Кванттық физика бойынша зертханалық жұмыстарды әзірлеу Орындаған
жүктеу/скачать 3,46 Mb. Pdf көрінісі
|
| Кванттық физиканың
жалпы сипаты Кванттық физика - бөлшектердің атомдық және субатомиялық деңгейдегі сипаттамаларын, мінез - құлқын және өзара әрекеттесуін зерттейтін ғылым саласы.Квант (кванттық, латын тілінде) - кез - келген жеке тұлғаның ең аз мөлшері. Бұл термин латын тілінен неміс физигі Макс Планк (1858 -1947) қабылдаған және бөлшекте шоғырланған энергияның ең аз мөлшерін, мысалы фотонды білдіреді. Фотон - жарықтың кванты. Көптік жалғауы қанша ретінде белгілі қанша. Кванттық тұжырымдама 1900 жылы Планк ұсынған кванттық теорияның ұсынысында жасалды, онда ол қара дененің немесе қара дененің сәулеленуін түсіндірді. Физикада болған ең ұлы революция ХХ ғасырдыңі бас кезіне келеді тәжірибеде байқалған жылулық сәуле шығару спектрлерінде энергияның үлестірілу заңжылықтарын түсіндіру мүмкін болмады. Классикалық теория бойынша зат пен толқын шығару арасында жылулық тепе - теңдік болуы мүмкін емес. Алайда күнделікті тәжірибеде шындығында мұндай ешнәрсе жоқ екенін көрсетеді. Қызған дене өзінің барлық энергиясын электромагниттік толқын шығаруға жұмсамайды. Теория мен тәжірибе арасындағы осы қарама - қайшылықтан шығудың жолын іздеу барысында неміс физигі Макс Планк атомдар электромагниттік энергияны Макс Планк жеке порциялармен – кванттармен шығарады деп болжаған. Кванттық теорияны 1905 жылы физик Альберт Эйнштейн фотоэффектті түсіндірген кезде нығайтты (ол үшін ол Нобель сыйлығын алды). Бірақ 1920 жылы ғана осы бөлшектерді зерттейтін ғылым физиканың бір саласы ретінде кванттық механика деп аталатыны анықталды. Кванттық физиканың ең ғажайып және (ең болмағанда, тарихи) қайшылыққа толы қырларының бірі бір тәжірибенің кванттық жүйемен аяқталуын сенімді түрде айту мүмкін емес. Физиктер белгілі бір тәжірибенің соңы туралы болжам айтқанда олардың болжамдары нақты мүмкін болатын нәтижелердің ықтималдығы түрінде болады. Ал теория мен тәжірибені салыстыру қашан да көптеген қайталанған тәжірибелердің ықтималдықтарын таратудан шығады. Кванттық физиканың математикалық сипаты әдетте «толқындық функция» түрінде болады және теңдеулерде гректің пси Ψ әріпімен белгіленеді. Толқындық функция деген нақты не нәрсе деген көптеген пікірталастар жүреді. Ол физиктерді екі топқа бөлді: толқындық функцияны нақты физикалық зат ретінде (онтикалық теоретиктер) көретіндер мен толқындық функцияны тек қана белгілі бір квантық нысанның төменгі күйде жатқанынан қарамастан, біздің біліміміздің (немесе білімнің болмауын) көрінісі (эпистемикалық теоретиктер) ретінде қабылдайтындар. Көп жағдайда кванттық физика, кванттық механика және кванттық теория терминологиялары синоним ретінде қолданылады. Жалпы алғанда, олар теориялық тұрғыдан ерекшеленсе де, бір нәрсені білдіреді. Механика - физиканың бір бөлімі. 1912 жылы физика саласы бойынша формаланған кванттық теория 1922 жылы оны кванттық механика деп атайтын басқа өріс ретінде анықталды, өйткені ол кванттардың қозғалысы мен өзара әсерін анықтайды. Бұл өлшемде кванттық механиканың элементтері мен сипаттамаларын зерттейтін ғылымды атап өтудің дұрыс тәсілі кванттық физика емес, кванттық механика болып табылады. Негізі қаланған үлгінің әр класында нәтижені табу ықтималдығы толқындық функциямын тікелей табылмайды, квадраттық толқындық функциямен (қысқаша айтқанда, дәл соның өзі; толқындық функция – бұл күрделі математикалық нысан (демек, квадраттық түбір немесе оның теріс мәні сияқты елестетуге болатын сандардан тұрады) және ықтималдықты алу операциясы аздап күрделілеу, бірақ «толқындық функцияның квадраты» идеяның негізгі мәнін түсінуге жеткілікті). Бұл оны алғаш шешкен (оның 1926- жылғы жұмысының нұсқасында) және көптеген адамды шешімнің сиықсыз түрімен таңқалдырған неміс физигі Макс Борнның құретіне аталған Борн ережесі ретінде белгілі. Борн ережесін іргелі қағидалардан шығаруда белсенді жұмыстар атқарылуда. Бірақ, ғылым үшін қызықты мәселелердің басын ашқанымен, әзірге олардың бір де бірі сәтті аяқталған жоқ. Теорияның бұл аспектісі бір мезетте көптеген күйде болатын бөлшектерге алып келеді. Біз тек бұл ықтималдық және нақты нәтиже алмас бұрынғы өлшеуге дейін өлшенетін жүйе аралық күйде – барлық мүмкін ықтималдықтарды қамтитын суперпозиция күйінде болады деп болжам жасай аламыз. Ал жүйе шынымен де көптеген күйде бола ма әлде бір белгісіз күйде бола ма – ол сіздің онтикалық немесе эпистемикалық үлгінің қайсын жақтайтыныңызға байланысты. Мұның екеуі де бізді келесі бөлімге алып келеді. Кванттық физиканың беделі біртүрлі. Өйткені ол туралы болжамдар біздің күнделікті тәжірибелерімізден бөлек. Бұлай болу себебі, нысан үлкен болған сайын оның әсері де аз көрініс табады. Бөлшектің толқындық әрекетін қарастырған кезде уақыт ұзарған сайын толқын ұзындығының қысқарғанын байқауыңыз мүмкін емес. Жүріп бара жатқан төбет сияқты макроскопиялық нысанның толқын ұзындығы күлкіні келтіретіндей мырдымсыз. Егер сіз бөлмедегі әр атомды Күн жүйесінің өлшеміне дейін үлкейтсеңіз, төбеттің толқын ұзындығы осындай Күн жүйесіндегі бір атомның өлшеміндей болар еді. Демек, кванттық құбылыс негізінен көп жағдайда массасы мен үдеуі айтарлықтай аз атомдар мен негізгі бөлшектердің масштабтарымен шектелген. Мұндай кезде толқын ұзындығының кіші болғаны сонша, оны тікелей бақылау мүмкін емес. Қысқасы, кванттық әсерді көрсететін жүйенің өлшемін үлкейту үшін өте көп күш салу керек болар еді. жүктеу/скачать 3,46 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|