Принцип дополнительности Нильса Бора

Задачи

1. Возможно ли наличие в атоме двух электронов с одинаковыми значениями трех квантовых чисел: n, m_l и m_s? Приведите примеры.
2. Запишите электронную конфигурацию атома ванадия (V) в основном состоянии и все квантовые числа его неспаренных электронов. Сколько свободных d -орбиталей содержится на предвнешнем энергетическом уровне?
3. Что понимают под процессом ионизации данного атома? Затрачивается или поглощается энергия при образовании положительных ионов? Приведите примеры.
4. Запишите электронную конфигурацию двухзаряного положительного иона марганца (Мn²⁺) и черырехзарядного (Мn⁴⁺). Как соотносятся энергии ионизации у этих ионов и их ионные радиусы?

В 1927 году Нильс Бор сформулировал принцип дополнительности – один из основополагающих в физике.

Идея Бора заключалась в том, что и люди, и предметы, в том числе измерительные приборы, состоят из несметного количества микрочастиц: электронов, протонов, фотонов и т.п., - иначе говоря, представляют собой макроскопические системы. Для описания окружающего мира создана классическая теория и придумано множество удобных понятий: координаты, импульсы, моменты импульса и прочие характеристики тел. Но почему решили, что такие характеристики пригодны для описания микросистем, скажем, электронов? Например, электрон считают частицей, хотя изначально так называли, в крайнем случае, пылинки. Фотон описывают как волну, хотя когда-то это понятие относилось к волнам на воде или колебаниям струны. Ответ Бора заключается в следующем. Конечно, человек не в состоянии почувствовать себя электроном. Зато он может применить к электрону привычные понятия: увидеть в нем либо частицу – получить соответствующую информацию, либо волну – и получить еще одну порцию информации. В совокупности и та и другая информация представляют полное (с нашей точки зрения) описание электрона, вполне достаточное для нужд науки; более того – это все, что мы можем узнать об электроне. Таков принцип дополнительности в его узком смысле.

Бор же рассматривал принцип дополнительности как общефилософское представление, не ограниченное проблемами квантовой механики. Суть его в том, что выработанные в науке понятия определяются особенностями мышления человека. Каждое из представлений о предмете позволяет отразить только часть истины. Но вывод Бора оптимистичен: используя понятия, как будто противоречащие друг другу, можно получить взаимодополняющие сведения – из них в конечном счете складывается полная картина. Не нужно только задавать природе вопросы, на которые не существует ответа. Вот пример такого вопроса: «Электрон – волна или частица?». Да ни то, ни другое! Электрон – это электрон, но в разных случаях он ведет себя или подобно частице, или подобно волне.

Герб Нильса Бора, придуманный им при присуждении ему Датской короной королевского ордена Слона, с древнекитайским символом инь-ян. Девиз над щитом в переводе с латинского гласит: «Несовместимости суть дополнительности».

Дата добавления: 2014-01-06