25. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
Двойственная корпускулярно-волновая природа микрочастиц накладывает ограничения на точность определения физических величин, характеризующих состояние частицы. Причем эти ограничения никак не связаны с точностью измерений, достижимой в конкретном эксперименте, а имеют принципиальное значение.
|
|
Это
соотношение было получено в 1927 г немецким
физиком В.
Гейзенбергом и
называется соотношением неопределенностей
Гейзенберга. Из него следует, что чем
точнее мы определяем координату частицы,
т.е. чем меньше 
,
тем более неопределенной становится
проекция импульса частицы на эту
координатную ось 
и
наоборот.
Соотношение неопределенностей является математическим выражением принципа неопределенностей. Согласно этому принципу в природе не существует состояния частицы с точно определенными значениями координаты и проекции импульса на эту координатную ось.
Подчеркнем еще раз, что это соотношение является следствием корпускулярно-волнового дуализма материи, следствием того, что частица обладает одновременно и свойствами волны, и свойствами корпускулы. Оно никак не связано с погрешностью измерения конкретных измерительных приборов, используемых в том или ином эксперименте. Это соотношение задает теоретический предел точности измерения характеристик микрочастицы, который далеко не всегда может быть достижим на практике.
Соотношение
неопределенностей Гейзенберга связывает
неопределенность координаты частицы
с неопределенностью проекции импульса
именно на данную координатную ось.
Поскольку ось 
в
предыдущем рассмотрении ничем не была
выделена, то это соотношение оказывается
справедливым и для других координатных
осей
В
то же время не существует никаких
принципиальных ограничений на точность
определения координаты и проекции
импульса на другую координатную ось,
например,
и 
или 
, 
и 
или
.
26.Зонная теория твердых тел (внутренний фотоэффект). Проводники, полупроводники и диэлектрики с точки зрения зонной теории.
Внутренним фотоэффектом называется перераспределение электронов по энергетическим состояниям в твердых и жидких полупроводниках и диэлектриках, происходящее под действием излучений. Он проявляется в изменении концентрации носителей зарядов в среде и приводит к возникновению фотопроводимости или вентильного фотоэффекта.
Фотопроводимостью называется увеличение электрической проводимости вещества под действием излучения.
Вентильный фотоэффект или фотоэффект в запирающем слое — явление, при котором фотоэлектроны покидают пределы тела, переходя через поверхность раздела в другое твёрдое тело (полупроводник) или жидкость (электролит).
В основе зонной теории лежат следующие главные приближения:
Твёрдое тело представляет собой идеально периодический кристалл.
Равновесные положения узлов кристаллической решётки фиксированы, то есть ядра атомов считаются неподвижными (адиабатическое приближение). Малые колебания атомов вокруг равновесных положений, которые могут быть описаны как фононы, вводятся впоследствии как возмущение электронного энергетического спектра.
Многоэлектронная задача сводится к одноэлектронной: воздействие на данный электрон всех остальных описывается некоторым усредненным периодическим полем.
металлы — зона проводимости и валентная зона перекрываются, образуя одну зону, называемую зоной проводимости, таким образом, электрон может свободно перемещаться между ними, получив любую допустимо малую энергию. Таким образом, при приложении к твёрдому телуразности потенциалов, электроны смогут свободно двигаться из точки с меньшим потенциалом в точку с большим, образуя электрический ток. К проводникам относят все металлы.
полупроводники — зоны не перекрываются, и расстояние между ними составляет менее 3.5 эВ[источник не указан 28 дней]. Для того, чтобы перевести электрон из валентной зоны в зону проводимости, требуется энергия меньшая, чем для диэлектрика, поэтому чистые (собственные, нелегированные) полупроводники слабо пропускают ток.
диэлектрики — зоны не перекрываются, и расстояние между ними составляет более 3.5 эВ. Таким образом, для того, чтобы перевести электрон из валентной зоны в зону проводимости требуется значительная энергия, поэтому диэлектрики ток практически не проводят.