Розділ 7. Елементи квантової механіки

Завдання для самостійної роботи та самоконтролю

1 Як залежить показник заломлення розчину від концентрації в даному досліді?

2. З якою метою освітлювач в рефрактометрі доповнюється фільт­ром?

3. Визначити показник заломлення 20% розчину речовини у воді, якщо показник заломлення 30% розчину дорівнює 1.547.

Квантова механіка, що зародилася на рубежі XIX і XX століть, була з самого початку і нині, через сто років, залишається основною теорією атомних явищ. Сутність процесів, що відбуваються у мікросвіті, знаходиться за межами безпосереднього людського сприйняття. Тому спроби інтуїтивно описати квантово-механічні об'єкти за допомогою класичних образів, що базуються на певному повсякденному досвіді, призводять до досить брутальних уявлень, які, частіше за все, не мають ніякого відношення до реальності.

Відомий приклад, що ілюструє це твердження, пов'яза­ний з історією відкриття спіну електрона. При спробі по­яснити експериментальні спостереження дублету в спектрі натрію, що виглядав як дві близько розташовані жовті спектральні лінії, учні Бора - Уленбек і Гаудсміт - при­пустили, що цей дублет пов'язаний з власним обертальним рухом електронної хмари. Проте таке наочне уявлення про електрон як тіло, що обертається, тобто як своєрідна дзиґа (спін), виявилося помилковим. Бор, якому його учні розпо­віли про своє відкриття, через кілька днів дуже засмутив їх, обчисливши лінійну швидкість обертання такої електронної

хмари на її периферії. Ця швидкість виявилася більшою за швидкість світла, що є, звичайно, "фізичним нонсенсом". Однак введення поняття спіну як деякої внутрішньої характеристики електрона, подібної до його заряду чи маси, стало дуже корисним для подальшого розвитку квантової механіки.

Природно, що завдання створення у студентів-медиків поглиблених уявлень про квантово-механічні закономірно­сті світу мікрочастинок не є реальною через брак часу, який відводиться на курс медичної і біологічної фізики і, як наслідок, на вивчення й цього важливого розділу. Залишається лише сподіватися, що з часом цій найбільш глибокій науці про навколишній фізичний світ живої та неживої природи (як втім і всім іншим фундаментальним наукам) буде приділено більше уваги у вищій медичній школі. Це необхідно хоча б для того, щоб кваліфікований лікар мав уявлення, наприклад, про ЯМР-томограф, за допомогою якого вже зараз встановлюється більшість прецизійних медичних діагнозів.

У цьому розділі містяться короткі теоретичні відомості про елементарні основи квантової механіки, подані мето­дичні розробки лабораторних та семінарських занять з розділу "Квантова механіка", наведений перелік контроль­них питань та завдань для самостійної роботи, а також список рекомендованої літератури, що присвячена основ­ним ідеям і досягненням квантової механіки.

Дата добавления: 2015-05-24