Странности микромира

Здравый смысл и реальность

Квантовая физика оказалась очень точной в объяснении свойств материи, и в этом смысле она «правильная». Однако концептуальные основы квантовой теории все еще обсуждаются и изучаются. Явления микромира настолько отличаются от тех, к которым мы привыкли в макроскопическом мире, и от «здравого смысла», что нас изумляет то, как более глубокий слой действительности отражен в квантовой физике. Читать далее

Структура атомов

Развитие квантовой теории позволило понять структуру атома: почему атомы каждого элемента обладают характерными химиче­скими свойствами, как атомы объединяются в химические соедине­ния и многое другое. Вычисления в квантовой механике основаны на уравнении Шрёдингера, выведенном в 1926 году австрийцем Эрвином Шрёдингером, работавшим тогда в Цюрихе Поскольку тогда уже было ясно, что электроны можно рассматри­вать как волны, Шрёдингер представил электроны в атомах как ко­лебательное явление. Читать далее

Расплывчатые частицы: принцип неопределенности Гейзенберга

Главная особенность квантовой механики заключена в ее веро­ятностной природе, сформулированной Максом Борном в 1926 году. Вместо того чтобы говорить о точных значениях физических вели­чин, есть возможность описать только распределение вероятности этих значений. Связано это с Принципом неопределенности, Опу­бликованным Гейзенбергом в 1927 году.

Читать далее

Механика атомов

Новая теория для механики атомных явлений была названа квантовой механикой. Первый шаг к ее открытию сделал немецкий физик Вернер Гейзенберг. Немного позже была разработана кван­товая электродинамика для описания электромагнитных явлений в мире атомов. Эти новые теории связаны со старой, так называе­мой классической физикой таким образом, что если двигаться от масштаба атомов к обычным размерам, то в пределе получаются результаты классической физики. Читать далее

Модель Бора и спектроскопические законы Кирхгофа

Модель атома Бора прекрасно объясняет эксперимен­тальные законы спектроскопии, открытые Кирхгофом. В тонком слое горячего газа атомы сталкиваются друг с дру­гом, забрасывая электроны на высокие орбиты. Вскоре они спрыгивают на орбиты нижних уровней. В результате атом излучает’ фотоны, энергия которых соответствует разности энергий орбит.

Читать далее

Атом Бора

Датский физик Нильс Бор применил новую квантовую концеп­цию к атому. Бор родился в Копенгагене, в богатой семье. В юности он был известным футболистом: вместе с братом играл в лучших национальных командах. Бор учился в Копенгагенском универси­тете и защитил диссертацию в 1911 году. Поворотной точкой в его карьере стала работа в Англии после защиты диссертации. Вначале Бор поехал в Кембридж, но после знакомства с Резерфордом решил переехать в Манчестер. Читать далее

Единство волн и частиц

Проникнув в тайны строения вещества, мы вновь можем вер­нуться к свету. Как нам уже известно, в XIX веке волновая теория восторжествовала над более ранней теорией Ньютона о частицах света — корпускулах. Но для волны нужна среда, в которой может распространяться волна. Для звуковых волн нужен воздух, а в кос­мосе нет ни звуковых волн, ни воздуха. Предполагалось, что средой для световых волн служит эфир, заполняющий космос, но эта идея лишь усложняла проблему. Читать далее