|
2-мавзу
Квант механика асослари
Квант механиканинг асосий постулатлари. Квант холатлар ва тулкин функцияси; тулкин функциясининг асосий хоссалари. Кузатилаётган физикавий катталик операторлари; уртача киймат ва кузатилиш дисперсияси. Координата, импулс операторлари, импулс момента, кинетик ва потенциал энергиялар. Гамильтон (гамилтониан) оператори. Ноаниклик муносабати. Унинг физик маъноси ва мисоллар.
XIX аср охири ва XX аср бошларига келиб фанда классик физик доирасида тушунтириб булмайдиган маълумотлар тупланди. Буларга абсолют кора жисмнинг нурланиши, фотоэффект, Комптон эффекти, ёруглик ва микрозаррачаларни икки ёкламалик – дуалистик табиати, атомларни мураккаб тузилганлигини тасдикловчи тажрибалар, уларни нурланиши, нур ютишнинг чизикли спектрларини мисол килиш мумкин. Буларни классик физика конунлари билан тушунтириб булмас эди.
Квантлар назариясини вужудга келишига 2-мухим кадамни 1905 йилда А.Эйнштейн куйди. У Планк гояларини ривожлантириб ёруглик алохида заррачалардан иборат деб хисоблади ва квантлар шаклида таркалади, деди. Квантлар кейинчалик фотонлар деб номланди. Фотон энергияси частотага пропорционал бб, тинчликда массага эга эмас. Эйнштейн бу гипотезага таяниб, ёругликни тулкин назарияси доирасида муаммо хисобланган фотоэффектни тушунтириб берди.
Эйнштейннинг фотонлар назарияси 1922 йилда америкалик физик Артур Комптоннинг рентген нурларини эркин электронларда сочилиши буйича утказган тажрибаларидан сунг тула галаба козонди. Ёругликнинг икки ёкламали корпускуляр-тулкин табиати узил-кесил кабул килинди.
Атомларда квантлашган энергетик сатхларни мавжудлиги 1913 йил Франк Герц исботлади.
1924 йил француз физиги Луи де-Бройль хаммани хайратга солган гипотезани уртага ташлади, Яъни у, факатгина ёругликкина эмас, балки электрон ва бошка микрозаррачалар хам корпускуляр ва тулкин хусусиятларига эга деди. Бу гипотеза хам кейинчалик тажрибаларда исботланди.
1925 йил Вернер Гейзенберг тулкин ва корпускуляр хусусиятга эга булган заррачалар харакат конунларининг математик ифодасини топди.
1926 йилда австриялик физик Эрвин Шредингер факат эркин микрозарраларнинг тулкин харакатинигина эмас, балки ихтиёрий ташки майдон таъсиридаги заррача харакатини ифодаловчи машхур тулкин тенгламасини топди. Тулкин функцияси учун ёзилган бу тенгламани Шредингер водород атомидаги электрон харакатига куллади. Юкорида кайд этилган кашфиётлар асосида янги механика – квант механикаси пайдо булди.
1928 йилда инглиз физиги Поль Дирак Шредингер тенгламасини умумлаштириб, махсус нисбийлик назарияси талабларини каноатлантирадиган релятивистик тулкин тенгламасини хосил килди.
Электроннинг спин назариясини В.Паули уз ишларида ривожлантирди, яъни Паули принципини яратди(1925 й). Бу принципга асосан ихтиёрий атом системада айни бир квант холатда биттадан ортик электрон булиши мумкин эмас. Электрон спиннинг мавжудлиги атом спектрининг мультиплет структурасини, Зееман эффектини, атомлар электрон кобикларининг тулиб бориш тартибини, ферромагнитизм ва бошка жуда куп ходисаларни тугри тушунтириб берди.
1926 йилда В.Гейзенберг алмашинув энергияси тушунчасини киритиб гелий атомининг квант назариясини курди, немис физики Вальтер Гайтлер ва инглиз физиги Гейнц Лондон 1927 йилда биринчи булиб водород молекуласини такрибий хисоблаш йулини ишлаб чикдилар. Ана шу тарика квант кимёси вужудга кела бошлади.
Биз асосан микроолам билан танишамиз ва улар куйидагилар билан фаркланади.
микроолам заррачалари бир вактнинг узида хам тулкин, хам корпускуляр хусусиятган эга булади.
микроолам структураси макрооламникига ухшаш узлуксиз булмай, балки дискрет(узлукли)дир.
микроламда заррачаларни характерловчи физик катталиклар купинча дискрет кийматлар олади.
микроолам Планк доимийси деб аталувчи фундаментал доимийликка эга.
микрооламда траектория тушунчаси ишлатилмайди.
микрооламда заррача холатини урганиш эхтимоллик назариясига асослангани туфайли у статистик характерга эга.
Хулоса килиб шуни айтиш мумкинки квант механикаси модда тузилишининг фундаментал асоси хисобланади. Ядро реакциялари, лазер нурлари, ута утказувчанлик квант механикасининг махсулидир.
Do'stlaringiz bilan baham: |
