Kurs ishi mavzu

Elektromagnit maydon kvantlari. 1900 yilda M. Plank jismlarning issiqlik nurlanishining qonuniyatlarini tushuntirish uchun birinchi marta fizikaga nurlanishning bir qismi yoki kvant tushunchasini kiritdi. Bunday kvantning E energiyasi chiqarilgan elektromagnit to'lqinning n chastotasiga proportsionaldir , E = h n , bu erda proportsionallik koeffitsienti h = 6,62 × 10 –27 erg × sek (keyinchalik u Plank doimiysi deb ataldi). A. EynshteynPlankning radiatsiyaning diskretligi haqidagi ushbu g'oyani umumlashtirdi, chunki bunday diskretlik nurlanishning materiya bilan o'zaro ta'sirining biron bir maxsus mexanizmi bilan bog'liq emas, balki elektromagnit nurlanishning o'ziga xosdir. Elektromagnit nurlanish shunday kvant- fotonlardan "iborat" dir . Bu g'oyalar eksperimental tasdiqlandi - ular asosida fotoelektr effekti va Kompton effekti qonunlari tushuntirildi . Shunday qilib, diskretlik xususiyatlari ilgari faqat zarrachalarga tegishli bo'lgan elektromagnit nurlanishga xosdir. Zarracha (korpuskula) singari, foton ham ma'lum energiyaga, impulsga, spinga ega va har doim bir butun sifatida mavjud. Biroq, korpuskulyar foton bilan bir qatorda, u ham, masalan, yorug'lik diffraktsiyasi va yorug'lik aralashuvi hodisalarida namoyon bo'ladigan to'lqin xususiyatlariga ega . Shuning uchun uni "to'lqin-zarracha" deb atash mumkin.
Korpuskulyar-to'lqinli dualizm. Elektromagnit maydon kvantining dual, korpuskulyar to'lqinli kontseptsiyasi - foton - L. de Broyl tomonidan barcha turdagi materiyalarga kengaytirilgan. Elektronlar ham, protonlar ham, boshqa har qanday zarralar ham, de Broyl gipotezasiga ko‘ra, nafaqat korpuskulyar, balki to‘lqin xossalariga ham ega.Bu miqdoriy jihatdan E energiya va impuls p kabi “korpuskulyar” miqdorlarni bog‘lovchi de Broyl munosabatlarida namoyon bo‘ladi. zarrachaning to'lqin tavsifiga xos bo'lgan miqdorlari bilan - to'lqin uzunligi l va chastotasi n :E = h n , p = n , bu erda n - to'lqin tarqalish yo'nalishini ko'rsatadigan birlik vektor (qarang de Broyl to'lqinlari ). Korpuskulyar-to'lqinli dualizm (eksperimental ravishda tasdiqlangan) harakat qonunlarini va harakatlanuvchi ob'ektlarni tasvirlash usullarini qayta ko'rib chiqishni talab qildi.
Tarixiy jihatdan elektromagnit maydonning kvant nazariyasi birinchi bo'lib rivojlana boshladi va ma'lum bir yakuniga yetdi; shuning uchun maqolada elektromagnit jarayonlarning kvant nazariyasi - kvant elektrodinamika - asosiy o'rin berilgan. Biroq, elektromagnit maydondan tashqari, jismoniy maydonlarning boshqa turlari mavjud: har xil turdagi mezon maydonlari, neytrino va antineytrino maydonlari, nuklon, giperon va boshqalar. Agar fizik maydon erkin bo'lsa (ya'ni, hech qanday o'zaro ta'sirni boshdan kechirmasa, shu jumladan o'z-o'zini ta'sir etmasa), u holda bu maydonning o'zaro ta'sir qilmaydigan kvantlari to'plami sifatida ko'rib chiqilishi mumkin, ular ko'pincha oddiygina ushbu maydonning zarralari deb ataladi. O'zaro ta'sirlar mavjud bo'lganda (masalan, har xil turdagi fizik maydonlar o'rtasida) kvantlarning mustaqilligi yo'qoladi va o'zaro ta'sirlar maydon dinamikasida dominant rol o'ynay boshlaganda, ushbu maydonlarning kvantlarini joriy etishning samarasi ham yo'qoladi (hech bo'lmaganda ushbu sohalardagi jarayonlarning o'zaro ta'sirini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydigan bosqichlar uchun). Bunday maydonlarning kvant nazariyasi yetarli darajada ishlab chiqilmagan va bundan keyin deyarli muhokama qilinmaydi. Ushbu ta'limot mexanik tushunchaning umumiy harakatini belgilash uchun juda muhim bo'lgan ma'lum miqdordagi mustaqil koordinatalarni qabul qilgan holda, fanda erkinlik darajalari deb ataladigan kvant tizimlarini ramkaga kiritish jarayonini aniqlash imkonini beradi.
Kvant nazariyasida atom yadro va ma'lum bir elektron bulutidan iborat. Ushbu elementning asosi atomning deyarli butun massasini o'z ichiga oladi - 95 foizdan ortiq. Yadro faqat musbat zaryadga ega bo'lib, u atomning o'zi bir qismi bo'lgan kimyoviy elementni aniqlaydi. Atom tuzilishidagi eng g'ayrioddiy narsa shundaki, yadro deyarli butun massasini tashkil etsa ham, uning hajmining o'ndan mingdan bir qismini o'z ichiga oladi. Bundan kelib chiqadiki, atomda haqiqatan ham juda oz zich materiya mavjud va bo'shliqning qolgan qismini elektron bulut egallaydi.Kvant nazariyasining jadal rivojlanishi bunday elementlar haqidagi klassik g'oyalarning tubdan o'zgarishiga olib keldi:

• 
  materiyaning tuzilishi;
  
• 
  elementar zarrachalarning harakati;
  
• 
  sabab-oqibat;
  
• 
  bo'sh joy;
  
• 
  vaqt;
  
• 
  bilimning tabiati.
  

Kvant nazariyasida elementar zarracha o'zi kiritilgan tizimning eng muhim qismi sifatida tasvirlana boshladi, lekin ayni paytda uning o'z koordinatalari va impulslari yo'q edi. Harakat haqidagi klassik bilimlarda o'zlari bilan bir xil bo'lib qolgan elementlarni oldindan rejalashtirilgan traektoriya bo'ylab o'tkazish taklif qilingan.Zarrachalar bo'linishining noaniq tabiati bunday harakatni ko'rishni rad etishni talab qildi. Klassik determinizm statistik tendentsiyaning etakchi mavqeini egalladi.