
- •Электронный учебно- методическийЭлектронныйкомплексучебно-
- •В 1924 г. французский физик Луи де Бройль предположил, что любая частица, в
- •Такую волну стали называть волной де Бройля
- •Можно ввести понятие волнового числа, то есть числа волн, укладывающихся на 2 см
- •Кинетическая энергия свободного электрона
- •Уравнение Шрерингера
- •В 1926 г. австрийский физик Эрвин Шрёдингер вывел
- •Уравнение Шредингера для свободной частицы
- •Квантовые операторы −
- •Например: оператор может означать дифференцирование по какой-либо переменной
- •Примеры некоторых операторов
- •Оператор полной энергии (гамильтониан) Ĥ
- •В стационарном случае
- •Энергия частицы массой m0 имеет две составляющие – кинетическую и потенциальную:
- •Оператор кинетической энергии :
- •Примеры некоторых гамильтонианов
- •Примеры некоторых гамильтонианов
- •Кинетическая энергия
- •операторы проекций импульсов
- •уравнения для собственных функций и собственных значений операторов проекций
- •Решением уравнения (3) является волновая функция
- •Уравнение Шредингера для свободной частицы
- •Уравнение Шредингера для свободной частицы
- •В любой момент времени t, состояние квантовой
- •Волновая функция
- •Решения в виде стоячей волны зависят от времени благодаря множителю
- •Волновая функция
- •Волновая функция
- •Как определить саму волновую функцию?
- •Вернер
- •Максимум, что можно сделать – это определить три координаты или три компоненты импульса,
- •Так что такое волновая функция?
- •Макс Борн
- •Волновая функция
- •Вероятность обнаружить данную частицу в объеме dV
- •Атомная орбиталь
- •Решение уравнение Шредингера частицы, находящейся в
- •Решение уравнение Шредингера
- •Решение уравнение Шредингера частицы, находящейся в потенциальной яме
- •Решение уравнение Шредингера частицы, находящейся в потенциальной яме
- •Решение уравнение Шредингера частицы, находящейся в потенциальной яме
- •Решение уравнение Шредингера частицы, находящейся в потенциальной яме
- •Решение уравнение Шредингера частицы, находящейся в потенциальной яме
- •Решение уравнение Шредингера частицы, находящейся в потенциальной яме
- •Волновые функции частицы в потенциальной яме с непроницаемыми стенками
- •Плотность вероятности нахождения частицы для различныз квантовых состояний
- •Движения частицы в
- •Движения частицы в
- •Потенциальная прямоугольная яма конечной глубины
- •Потенциальная прямоугольная яма конечной глубины
- •Потенциальная прямоугольная яма конечной глубины
- •Потенциальная прямоугольная яма конечной глубины
- •Туннельный эффект
- •Встреча частицы с потенциальным барьером
- •Встреча частицы с потенциальным барьером
- •Встреча частицы с потенциальным барьером
- •Преодоление потенциального барьера шириной R
- •Преодоление потенциального барьера шириной R
- •Коэффициент прохождения D
- •Встреча частицы с потенциальным барьером
- •Преодоление потенциального барьера произвольной ширины
- •Можно показать, что для высокого потенциального барьера любой формы коэффициент прозрачности , то
- •Вероятность туннелирования уменьшается с ростом ширины барьера, его высоты (точнее, разности V0 E
- •Основы теории туннельных переходов заложены работами советских ученых Л.И. Мандельштама и М.А. Леонтовича
- •Квантовый осциллятор
- •Движение частицы при наличии квазиупругих сил рассматривается в квантовой механике как нахождение частицы
- •Гамильтониан для потенциальной
- •Вводя величины
- •Волновые функции гармонического осциллятора
- •Волновые функции в координатном представлении первых восьми состояний
- •Сколько электронов может находиться на одной орбите? Вольфганг Паули в
- •В 1940 г. тот же Паули выдвинул теорему, согласно которой для частиц с
- •Свое название –
- •Частицы с целым спином

Вводя величины |
|
2Е |
|
x |
||
|
0 |
х |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
0 |
х0 m0 0
d 2d (2x) 2 (x) 0
2n 1 где n=0, 1, 2, 3…

|
1 |
|
En n |
2 |
|
|
|
Emin 12

|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
х |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0 |
(x) |
|
|
|
|
exp |
|
2х2 |
|
|||
х0 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2х |
|
|
|
|
|
|
х |
2 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
(x) |
|
|
2х0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
exp |
|
|
2х2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
4 |
х |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
exp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
2 |
|
|
8х0 |
|
|
|
|
|
х2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2х2 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|

Волновые функции гармонического осциллятора

Волновые функции в координатном представлении первых восьми состояний

Сколько электронов может находиться на одной орбите? Вольфганг Паули в
1925 г. сформулировал
принцип запрета: на любой атомной орбите может находиться не более двух электронов. Если бы этого не наблюдалось, все электроны в сложных атомах перешли бы на
Вольфганг Паули самый нижний
энергетический уровень.

В 1940 г. тот же Паули выдвинул теорему, согласно которой для частиц с полуцелым спином (фермионов)
выполняется принцип запрета (на одной орбитали находится не более 2s+1 частиц).
У фотона, глюона (осуществляет обмен между кварками) s =1 – целое число, в одном состоянии может находиться любое число частиц.

Свое название –
фермионы, частицы с полуцелым спином (электроны, дырки) получили по имени итальянского физика Энрико Ферми.
Энрико Ферми

Частицы с целым спином
(включая нуль) – бозоны, по имени
индийского ученого Шатьендраната Бозе.
Шатьендраната Бозе