25. Волновые свойства микрочастиц.
Гипотеза де Бройля (1924г. фр. физик) - предположил, что частицы также как и свет должны иметь квантово волновой дуализм, т.е. частицы должны иметь свойства волн.
Длина волны, соответствующая частице массой mи скоростьюvнаходится из условия импульса частицы и кванта соответствующей волны.
p=m*v=Ћ *k;
m*v=h*2π/2π*λ
λб=h/mv;
Дифракция электронов на монокристаллах.(1927г.)
Дэвиссон и Джэриер изучали дифр. эл-ов на монокристалле и в пучке рассеянных эл-ов обнаруживали минимум и максимум, причём их положение зависело от α и соотв. формуле Грэга – Вульфа, как при рассеивании рентгеновского излучения на кристаллах.
В настоящее время с помощью быстрых электронов исследуют кристал. решетки. Волновыми свойствами обладают не только электроны, но и другие элементарные частицы, однако, поскольку масса их велика то λб велика, то эти свойства не наблюдаются, поскольку нет препятствий сравнимых с такой длинной волны.
Опыт Томпсона по диф. эл-ов на фольге (золотая фольга).
Э
л
– ны рассеиваются на фольге
и
наблюдается дифр. картина как
при диф. эл – магн. волн.
Дифракция электронов на двух щелях.
П
учок
волн электронов направлен на преграду
с двумя щелями размеры и расстояния,
которых сравнимы с длинной волны де
Броля.
а
).
закрыли вторую щель.
б
).
закрыли первую щель.
в
).
закрыли обе щели на
пластине – интер. картина, как при интерфер двух когерентных волн.
Эл – ны имеют волновые свойства, однако, если электрон представить, как волну то после щели вторичные волны расходятся по всем направлениям. Куда же движется электрон? Он имеет массу вектор импульса, и он не делим. Понятие траектории для микрочастиц не всегда применимо.
Аналогично и для электромагнитных волн, свет при больших препятствиях и отверстиях распостроняется вдоль лучей, выполняется закон геометрической оптики. Когда препятствия и щель сравнимы с длиной волны появляется дифракция, свет расходится по всем направлениям. Понятие траектории для частиц применимо лишь приближенно в определенных случаях.
26.Соотношение неопределённости.
В квант.механике положение частицы нельзя описать строго опред.значениями коорд.,энергией,импульсом и скор.
В 1837г Гейзенбург сформ.принцип неопр.:
Любая квант.частица не может нах-ся в состояниях,в кот-ых её коорд. И импульс имеют строго опред.значение.Неопреде-ть значения координаты и проекции импульса удовл.соотношению неопр-ей:
^x*^Px>=h/2;^y*^Py>=h/2;^z*^Pz>=h/2 (^-дельта)
Из этих соотношений следует,что чем меньше ^x,тем больше ^P,
И наоборот.Для микрочастицы невозможно точно указать её коорд.и импульсы.Для микрочастиц теряет смысл понятие траектории.т.к.если точно известна коорд.,то неизв.импульс.
Это соотношение для микрочастиц также вып-ся,но погрешности слишком велики по сравнению с этими огран-ми.
Пр:электрон движ-ся по орбите в атоме углеродаю^r=dатома=10exp(-10);;^v=10exp(6);
ПР:mмикрочастицы=10exp(-6)кг,точность определения коорд.в микроскопе 1 мкм; ^x=10exp(-6);^V=10exp(-33)м/с.
Даже если mчастицы очень мала.но она движ-ся в макроскоп.области,то и соотношение ^vочень мало, т е можно считать,что частица движ-ся по опред.траектории.