Основы квантовой физики

План лекции
1. Корпоскулярно-волновой дуализм
2. Волны де Бройля.
3. Соотношения неопределенностей.
4. Опыт Резерфорда.
5. Уравнение Шредингера.
Основы квантовой физики

Основы квантовой физики
Дома самостоятельно
1. Постулаты Бора.
2.Периодическая система элементов Д.И. Менделеева с точки зрения квантовой теории.

Свет
Свет имеет двоякую природу иногда он проявляет себя как волна, а иногда как частицы – фотоны (корпускулы).

Квантовая теория света
Эйнштейна
Свет – это поток фотонов.
Согласно Эйнштейну, свет
испускается, поглощается и распространяется дискретными
порциями (квантами света),
названными фотонами.
Частица света – фотон.

Фотон
- энергия фотона
- релятивистская масса фотона
- масса покоя фотона
- импульс фотона
- заряд фотона

Корпускулярно-волновой дуализм света
Корпускулярно-волновой дуализм света означает, что свет одновременно обладает свойствами непрерывных электромагнитных волн и свойствами дискретных фотонов.

Различия в поведении волн и частиц

Гипотеза де Бройля.
Различия в поведении волн и частиц
Для пуль и частиц, не имеющих волновую природу
никогда нельзя получить чередование max и min.
А если наблюдается чередование max и min
значит изучаемый объект – волна.

Гипотеза де Бройля.
В 1923 г. Луи де Бройль предположил, что пучок частиц любого сорта будет создавать на подходящей щели интерференционную картину.
- длина волны де Бройля
Гипотеза де Бройля была подтверждена экспериментально в 1927 г. Дэвидссоном и Джермером .Впоследствии дифракционные явления обнаружили для нейтронов, протонов, атомов.
Дифракция электронов на кристаллах
Дифракция нейтронов на тонких пленках
h = 6,63·10-34 Дж ·с - постоянная Планка

Волны де Бройля носят вероятностный смысл: вероятность нахождения микрочастицы в том или ином месте пространства пропорциональна квадрату амплитуды волны.
Гипотеза де Бройля.
Скорости волн де Бройля
Групповая скорость волны де Бройля равна
Фазовая скорость волны

Корпускулярно-волновой дуализм свойств частиц вещества
Корпускулярные свойства
Волновые свойства
Скорость - V
Импульс - р
Длина волны де Бройля
Частота волны де Бройля
Групповая скорость волн де Бройля
u = v
Фазовая скорость волн де Бройля
Vфаз = v/2
Энергия свободной частицы