Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Соотношение неопределенностей Гейзенберга как проявляется волновых свойств




Элементы квантовой механики. Двойственная корпускулярно-волновая природа частиц вещества. Идея де Бройля

В 1923г. Луи де Бройль выдвинул гипотезу об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. Он утверждал, что не только фотоны, но и электроны и любые другие частицы на ряду корпускулярными обладают волновыми свойствами.

Де Бройль предположил, что соотношение для импульса фотонов имеет универсальный характер для любых процессов, связанных с частицами, обладающих импульсом.

– формула де Бройля.

Опыт подходит для любой частицы массой m, движущейся с V<<c, если частица обладает Wк, то Þ.

Для электрона ускоренного разностью потенциалов U:

, где U – ускоряющее напряжение [В].

 

Рассчитаем длину волны де Бройля для теннисного мяча. Движения любой частицы сопровождаются волнами де Бройля.

Дано: m =100г V =20м/с Найти:  
Решение: м Ответ: очень мала поэтому ее не обнаружить.
Дано: e= 1,6×10-19Кл me= 9,1×10-31кг U= 10×103В Найти:  
Решение: Þ м Ответ: м.

Согласно двойственности корпускулярно-волновой природе частицу вещества для описания микрочастиц использовать то волновые, то корпускулярные представления. Для микрочастиц ввиду их волновых свойств одновременные значения координат и V не существует, т.е. нельзя говорить о траектории движения микрочастицы.

В 1924г. Гейзенберг пришел к выводу, что объекты микромира невозможно одновременно с любой наперед заданной точностью характеризовать и координатой и импульсом. Согласно неопределенности Гейзенберга микрочастица не может иметь одновременно и определенную координату x, y, z и определенную соответственную проекцию импульса Px, Py, Pz. Эта неопределенность удовлетворяет следующим условиям:

DxPx³, DyPy³, DzPz³, где [Дж×с]

DE ×t³

Dx, Dy, Dz – интервалы координат в которых может быть локализована частица, описываемая именно волной де Бройля. DPx, DPy, DPz – интервалы в которых заключены проекции импульса частицы на оси x, y, z соответственно. t – время в течение, которого частица обладает энергией E ± DE.

Дано: m =0,1×10-3 DVx =10-2м/с Найти: Dx–?
Решение:   м Ответ: м.

Для тел с m>>m частиц, находящихся внутри атомов (электронов, протонов, нейтронов) неопределенность в значениях скорости и координаты, определяемые по соотношению Гейзенберга во много раз самих значений V и координаты, т.е. можно говорить о точных значениях координаты и импульса.

Дано: V =106 DVx =0,09% Vx =102м/с Найти: Dx–?
Решение:   м Ответ: м.

Вывод: для электронов, движущихся в электроннолучевой трубкенеопределенности в значениях скорости и координаты, могут быть определены одновременно достаточно точно, т.е. электрон ведет себя как обычная микрочастица, и можно говорить о движении его по определенной траектории с точно заданной в каждой точке V.

Решение: м/с Ответ: учитывая, что скорость электрона в атоме составляет 106м/с, неопределенность нахождения скорости составит 100%, поэтому говорить о движении электронов в атоме по определенной траектории с точно заданной скоростью.
Дано: движение электрона в атоме Dx =106 (размер атома) Найти: DVx –?

Вывод: электрон, находящийся в атоме, не подчиняется законам классической физики. Это связано с тем, что движущийся в атоме электрон характеризуется волной де Бройля. На самом низком энергетическом уровне частица может пребывать очень долго Þ Dt =¥, DE =0.

На более высоком энергетическом уровне частица приобретает не долго. Примерный интервал времени равен Dt. Тогда Þпри переходе с более высокого энергетического уровня на низкий, атом излучает фотон с. Таким образом, энергия излученного фотона известна с точностью DE, величина DE определяется временем жизни атома в возбужденном состоянии. Частота излученного фотона имеет неопределенность:, т.е. линии спектра будут иметь частоту υ±Δυ,, что и наблюдается на опыте все спектральные линии имеют конечную ширину.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 380; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.013 сек.