28-мавзу. Водород атомининг квант назарияси. Атом ва молекулаларнинг квант механикаси элементлари. Режа

§ 5. Гейзенбергнинг ноаниқликлар принципи.
Ҳаракатланаётган макрозарраларда тўлқин хусусиятларининг намоён бўлиши классик механика тушунчаларини макрозарраларга қўллашда қандайдир чегараланишлар мавжудлигидан далолат беради.
Ҳақиқатан, классик механикада жисм (яъни макрозарра)нинг ҳар бир ондаги ҳолати, унинг фазодаги аниқ ўрни (яъни, жисм оғирлик марказининг координатаси) ва импульсининг аниқ қиймати билан характерланади.
Классик механикада сабабият принципи амал қилади. Сабабият принципининг моҳияти- жисмнинг бирор ондаги ҳолати маълум бўлганда унинг ихтиёрий кейинги вақтлардаги ҳолатларини олдиндан аниқ айтиб бериш мумкин.
Квант механикасидан шу нарса келиб чиқадики, барча физик катталиклар ҳам бир пайтни ўзида аниқ қийматларга эга бўлмайди(ноаниқлилик принципи).
Ноаниқлилик принципи – квант назариясининг фундаментал асоси бўлиб, системани характерлайдиган қўшимча физик катталиклар(масалан, координата ва импульс) бир вақтни ўзида аниқ қийматларни қабул қилмаслигини таъкидлайди ва материя заррачаларининг корпускуляр-тўлқин табиатини акс этади.
1927 йилда немис физиги В. Гейзенберг тезликка боғлиқ ҳолда заррачани координатасини ва унинг импульсини, бир вақтни ўзида аниқ ўлчаш мумкин эмаслиги ҳақидаги ҳулосага келган. Бу катталикларни биз фақат маълум бир эҳтимоллик билан аниқлашимиз мумкин.
Кейинчалик квант назарияси ядро физикаси учун асос бўлиб ҳизмат қилди, 1928 йилда эса П. Дирак релятивистик квант механикасини асосини яратди.
Қуйидаги ифода
∆p_х∙∆ х ≥ h (2)
ноаниқлик муносабатининг математик ифодаси бўлиб, уни қуйидагича ўқиш мумкин: микрозарранинг импульси ва координатасини бир вақтнинг ўзида ихтиёрий аниқлик билан ўлчаш мумкин эмас.
Микрозарранинг координатаси аниқроқ(яъни, тирқиш кенглиги х кичикроқ) бўлса, унинг импульсини камроқ аниқлик билан ўлчаш мумкин бўладики, бунда Планк доимийси барча физик ўлчамларда чегаравий фактор бўлиб хизмат қилади.
Бундан ташқари микрозарранинг энергияси ва вақтни ўлчашдаги ноаниқликлар учун қуйидаги муносабат ҳам мавжуд:


(3)

(2) ва (3) муносабатлар 1927 йилда В.Гейзенберг томонидан эълон қилинган ва унинг номи билан Гейзенбергнинг ноаниқликлар муносабатлари деб юритилади.

Гейзенбергнинг ноаниқликлар муносабатлари фалсафий мунозаларни келтириб чиқарган. Ҳатто идеалистик фикрларга асос қилиб олишга уринишлар ҳам бўлган. Бундай фикрлар тарафдорларининг айтишича, зарраларнинг координатаси ва импульсини бир вақтда аниқ ўлчаш мумкин эмаслиги, инсон томонидан дунёни идрок қилишга чегара мавжудлигини кўрсатади.
Ваҳоланки, ноаниқликлар муносабатларининг илмий моҳияти микродунёни идрок қилиш имкониятининг чегарасини аниқламайди, балки микрозарралар учун механик зарра моделини қўллаш чегарасини характерлайди.
Ноаниқликлар муносабатлари инсон иродасига боғлик бўлмаган ўзаро боғланишларни ифодалайди. Шунинг учун ҳам, бу муносабатларни табиатнинг объектив қонуни деб қараш лозим.
Ҳаракатланаётган микрозарраларда тўлқин хусусиятлари намоён бўлганлиги туфайли микродунё ҳодисаларини тушунтиришда классик физика ожизлик қила бошлайди.
Шунинг учун, микрообъектларнинг тўлқин хусусиятларини ҳисобга оладиган механика, яъни, тўлқин механикасини яратиш зарурияти туғилди. Бу вазифа Шредингер, Гейзенберг, Дирак каби олимлар томонидан амалга оширилди. Бу механикада фақат микрообъектлардагина аниқ кузатиладиган квант тасаввурлар ўз аксини топганлиги учун у одатда, квант механикаси деб аталади.