Основные принципы квантовой теории.

* Микрочастица из-за наличия у нее волновых свойств существенно отличается от классической частицы: нельзя говорить о движении микрочастицы по определенной траектории и об одновременных точных значениях ее координаты и импульса.

* Это следует из корпускулярно-волнового дуализма.

« Длина волны в данной точке» лишена физического смысла.

Поскольку импульс выражается через длину волны, то микрочастица с определенным импульсом имеет полностью неопределенную координату. И наоборот.

*Немецкий физик В.Гейзенберг в 1927 г. пришел к выводу (соотношение неопределенностей):

Объект микромира невозможно одновременно с любой наперед заданной точностью характеризовать и координатой, и импульсом.

Микрочастица не может иметь одновременно координату « х » и определенный импульс « р », причем неопределенности этих величин удовлетворяют условию:

Этот принцип утверждает, что если частица локализована в пространстве со среднеквадратичным отклонением х, то ее импульс может принимать значения, находящиеся в пределах «ширины» р .

Для энергии и времени справедливо выражение:

Е * t > h,

Определение энергии с точностью Е в данный момент времени должно занять интервал, не меньший, чем h/ Е

*Соотношение неопределенностей является квантовым ограничением применимости классической механики к микрообъектам.

*Это соотношение неоднократно являлось предметом философских дискуссий, приводивших некоторых философов к его идеалистическому истолкованию ( граница познаваемости мира,

существование микрообъектов вне пространства и времени).

Для описания микрообъектов Н.Бор в 1927 г. сформулировал принципиальное положение квантовой механики - принцип дополнительности:

Получение экспериментальной информации об одних физических величинах,

описывающих микрообъект, неизбежно связано с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к первым.

Принцип дополнительности отражает объективные свойства квантовых систем.

Суть принципа дополнительности как общего принципа научного познания, может быть определена следующим образом:

всякое сущностное явление природы не может быть определено однозначно с помощью слов естественного языка и требует для своего определения, по крайней мере, два взаимоисключающие, дополнительные понятия.

*Из соотношения неопределенностей иногда делают идеалистический вывод о неприменимости принципа причинности к явлениям, происходящим в микромире.

*В квантовой механике состояние микрообъекта полностью определяется волновой функцией. Задание волновой функции для данного момента времени определяет ее значение в последующие моменты.

*Из смысла пси-функции вытекает, что квантовая механика имеет статистически (вероятностный) характер.

Состояние системы микрочастиц, определенное в квантовой механике, однозначно вытекает из предшествующего состояния, как того требует принцип причинности.

В становлении квантовой теории важную роль сыграл принцип соответствия. выдвинутый Н. Бором в 1923 г.:

Всякая новая более общая теория, являющаяся развитием классической, не отвергает ее полностью, а включает в себя классическую теорию, указывая границы ее применения, причем в определенных предельных случаях новая теория переходит в старую.

В квантовой механике в принципе соответствия проявляется тот факт, что квантовые эффекты существенны лишь при рассмотрении величин,

сравнимых с постоянной Планка.