JM Free Ebooks - шаблон joomla Форекс
Чоршанбе, 15 Августи 2018 03:40

Маълумоти мухтасар оид ба механикаи квантӣ

Муаллиф:

  Баъд аз якҷояшавии модели ядроии атом бо назарияи квантии рӯшноӣ, дар пешрафти илми физикаи муосир як қатор кашфиёт ва дастоварҳои назаррас ба вуҷуд омаданд. Дар баробари чунин пешравию дастовардҳо, инчунин дар физика як қатор проблемаҳои ҳалталаб низ арзи вуҷуд карданд, ки барои ҳалли онҳо механикаи классикии Нютон, назарияҳои электростатикии Кулон ва электродинамикии Максвелл оҷиз мемонданд. Сипас, олимони соҳаи физикаро лозим омад, ки барои бартараф намудани чунин мушкилот назарияи ҷадиду мукаммалтареро тарҳрезӣ намоянд.

  Илме, ки дар бораи он маълумот медиҳем, механикаи мавҷӣ (механикаи квантӣ) ном доша, як қисми илми физикаи муосир оид ба омӯзиши хосиятҳо ва қоидаҳои ҳаракати микрозарраҳо мебошад. Дар механикаи квантӣ мафҳуми масир (роҳи ҳаракат, троектория) - и ҳаракат вуҷуд надорад ва ба ҷои он истилоҳи эҳтимолият дохил карда шудааст. Дар ин қисми физика мафҳуми эҳтимолияти микрозарраҳо дар ин ё он нуқтаи фазо дар лаҳзаи дилхоҳи вақт бештар истифода бурда мешавад, ки ин бесабаб нест. Ду мисоле, ки дар поёни параграф дар бораашон маълумот медиҳем ба ин суханон тақвият башида, сабабҳои пайдоиши механикаи квантиро ҳамчун илм шарҳу эзоҳ медиҳанд.

  Қадами аввалинро барои бунёди илми нав физики олмонӣ Вернер Гейзенберг (1901-1976) ва олими австриягӣ Эрвин Шрёдингер (1887-1961) гузоштанд. Онҳо солҳои 1925-1926 назарияи наверо пешниҳод намуданд, ки он ҳаракати микрозарраҳоро ифода мекард. Дар асоси ҳамин назарияи пешниҳод намудаи онҳо, соли 1933 илми нав - механикаи квантӣ мавриди омӯзиши ҳамаҷониба қарор гирифт. Мафҳуми механикаи квантӣ аз мафҳуми механикаи классикӣ ба куллӣ фарқ мекунад. Соли 1927 В. Гейзенберг имконияти ченкунии координата ва импулси электронҳоро таҳлил намуда, ба хулосае омад, ки дар механикаи квантӣ имконияти дар як вақт чен кардани координата ва импулси зарраҳои бунёдӣ ҷой надорад. Ин маҳдудият ба дуализми корпускулавӣ - мавҷии зарраҳо алоқаманд буда, баъдтар номи таносуби номуайянии Гейзенбергро гирифт ва навишти математикии он чунин аст:

∆x·∆P ≥ ћ/2

дар ин ҷо ћ = h/2p =1,05 · 10–34 Ҷ·с буда, собити нави Планк ном дорад.

  Аз рӯи ин ифода маълум аст, ки агар дар фазо координатаи мавҷи микрозарра чӣ қадар аниқ муайян карда шавад, он гоҳ номуайянии импулси он ҳамон миқдор зиёд мегардад ва баръакс. Аз ин сабаб, таносуби номуайянии Гейзенберг чунин маъноро ифода мекунад: «Ҳеҷ гоҳ дар як вақт координата ва импулси зарраро аниқ муайян кардан мумкин нест». Таносуби номуайянии мазкур меъёр (критерия) -и татбиқи механикаи классикӣ дар ифодаи микрозарраҳо ба шумор меравад. Ҳамон як микрозарраро дар як маврид ҳамчун зарраи классикӣ ва дар мавриди дигар чун зарраи квантӣ дида баромадан мумкин аст. Барои мисол, рафтори электронро дар лӯлаи электроншӯои телевизор бо ёрии механикаи классикӣ ифода кардан мумкин аст, чун ки номуайянии координатаи электрон ҳангоми афтидан дар экрани лӯла ба сифати тасвир таъсир намерасонад. Аммо рафтори электронро дар атом механикаи классикӣ ифода карда наметавонад, чун ки дар дохили атом ҳангоми калон будани номуайянии импулси электрон, номуайянии координатаи он ба андозаи худи атом баробар аст. Дар чунин ҳолат масири ҳаракат маънои физикии худро гум мекунад. Аз таносуби номуайянӣ чунин бар меояд, ки агар зарраҳо дар ягон соҳаи фазо ҳаракат кунанд, он гоҳ ин таносуб ҳассосона тавсифи зарраҳоро дарк мекунад.

  Дар инкишофи механикаи квантӣ дар радифи таносуби номуайянӣ принсипи пуркунандагӣ яке аз принсипҳои фундаменталӣ ба ҳисоб меравад. Присипи пуркунандагиро соли 1927 физикдони даниягӣ Н. Бор кашф намудааст, ки ба воситаи он дар бораи якчанд бузургиҳои физикии микроолам (электрон, фотон, нуклон, атом, молекула ва ҳоказо) иттилооти таҷрибавӣ ба даст овардан мумкин аст. Дар механикаи квантӣ бузургиҳои якдигарро пуркунанда координата ва импулси зарра, кор ва тавоноӣ, энергияи потенсиалӣ ва кинетикӣ ва ҳоказо мебошанд. Бор бо чунин далели оддӣ ва фаҳмо моҳияти принсипи пуркунандагии худро шарҳ додааст: «Координата ва импулси микрозарраро дар як вақт бо ёрии ҳамон як асбоб чен намудан мумкин нест». Дар ҳақиқат барои чен кардани импулси микрозарра асбоби хеле сабуки ҳаракатнок лозим аст. Махсусан, ин ҳаракатнокӣ ба он оварда мерасонад, ки ҳангоми ба асбоби ченкунанда афтидани микрозарра мавқеи он тамоман номуайян мемонад. Бинобар ин, барои чен кардани координатаи микрозарра асбоби хеле массивро истифода бурдан зарур аст. Дар ин маврид тағйири импулси микрозарра ба амал меояд, вале онро асбоб ҳис карда наметавонад. Ва мувофиқи принсипи пуркунандагии Бор навишти корпускулӣ - мавҷии микропротсессҳо ҳамдигарро истисно ва иваз накарда, балки пурра менамояд.

  Консепсияи дуализми корпускулавӣ - мавҷии микрозарраҳо дар физикаи муосир масъалаи умумӣ гардид, чун ки ҳамаи объектҳои материалӣ ҳам хосияти корпускулавӣ ва ҳам хосияти мавҷӣ доранд. Манзараи кванто - релятивистии олам бошад, ба таносуби номуайянии Гейзенберг ва принсипи пуркунандагии Бор асос карда шудааст. Қонунҳои механикаи квантӣ ташкилдиҳандаҳои асосӣ барои омӯзиши сохтори моддаҳо ба ҳисоб мераванд. Ин қонуният имконияти фаҳмонидани сохти атомҳо, барқарор кардани робитаҳои химиявӣ, маънидод намудани ҷойгиршавии элементҳои системаи даврӣ, сохтори ядрои атомҳо, омӯзиши хосиятҳои зарраҳои бунёдӣ ва ғайраро фароҳам меоваранд.

  Ҳамин тавр, дар тадқиқи зарраҳои бунёдӣ ва пешрафти механикаи квантӣ, ҳамчун илми дақиқу ҷадид физикҳои машҳури олам М.Планк, В.Гейзенберг, Э.Шрёдингер, А.Эйнштейн, Н.Бор, Э.Резерфорд, Л. де Бройл, М. ва П. Кюриҳо, Ҷ.Чэдвик, П.Дирак, Д.Иваненко, Э.Фермӣ, М.Лауэ, Ф.Содди, В.Паули, К.Андерсон, Ф.Штрасман, О.Штрен, А.Зоммерфелд, Г.Гейгер, Э.Лоуренс, С.Барнетт, Х.Юкава, Г.Флеров ва дигарон саҳми арзанда гузоштанд.

Қурбонов Н.

Хондан 436 маротиба