Гейзенберга представление

В квантовой механике сохраняются значения понятий массы частицы, энергии, импульса та и момента количества движения. Однако такое понятие, как траектория движения частицы, в ней отсутствует. По так называемому соотношению неопределенностей Гейзенберга одновременное определение местоположения частицы (например, координатой х) и ее количества движения (импульса р = ти) не может быть сделано с какой угодно степенью точности. Вероятностное описание движения электрона приводит к представлению о том, что электрон как бы размазан вокруг ядра и образует той или иной формы электронное облако, плотность которого в разных точках определяется вероятностью пребывания электрона в них. Если в настоящее время и пользуются термином орбита , то вместо линии какой-то определенной траектории, лежащей в плоскости, в современной теории в этот термин вкладывается смысл, отвечающий понятию совокупности положений электрона в атоме. В этом смысле вместо термина орбита стали все больше и больше употреблять термин орбиталь , которым мы и будем пользоваться в дальнейшем. [c.65]

Ядра атомов состоят из двух видов элементарных частиц — протонов и нейтронов, представление о таком строении ядра было впервые высказано и обосновано в 1932 г. Д. Д. Иваненко и Е. И. Гапоном (СССР) и Гейзенбергом (Германия). Протон — ядро атома легкого изотопа водорода Н — имеет положительный заряд, равный по абсолютной величине заряду электрона нейтрон — незаряженная частица. Массы протона и нейтрона почти одинаковы и близки к единице атомного веса. Они больше массы электрона соответственно в 1836,12 и 1838,65 раз. Заряд ядра определяется числом находяш,ихся в нем протонов сумма числа протонов 2 и нейтронов N массовое число А А = 2 -Ь /V. [c.11]

Развитие электронных представлений о строении атома и молекулы (начало XX в. Н. Бор, В. Коссель, Г. Льюис) привело к поискам решения этой проблемы на электронном уровне, а разработка в 30-х годах основ квантовой механики (В. Гейзенберг, Э. Шредингер, Э. Хюккель) послужила толчком для развития в теории строения и реакционной способности качественно нового метода — метода молекулярных орбиталей. Узловой теоретической проблемой современной органической химии стала теория активированного комплекса и механизма реакций. [c.9]

Рассмотрение поведения электрона с точки зрения законов волновой механики и, в частности, с учетом принципа неопределенности Гейзенберга показывает, что в действительности орбит, как таковых, не существует, и можно говорить лишь об относительных вероятностях нахождения электрона на тех или иных расстояниях от атомного ядра. Поэтому классическое понятие орбиты было заменено представлением о трехмерной [c.17]

Таким образом, имеется формальный перенос временной зависимости с распределения вероятности на наблюдаемую величину, по аналогии с квантово-механическим преобразованием от представления Шредингера к представлению Гейзенберга. Соответственно можно определить зависящий от времени вектор Q(t). положив [c.132]

Квантовая механика была развита в 1926 г. независимо Гейзенбергом и Шредингером. Подход Гейзенберга называют матричной механикой, а подход Шредингера — волновой механикой. Хотя эти два метода кажутся различными, можно показать, что математически они эквивалентны. Мы рассмотрим только формулировку Шредингера, в которой используется представление о волновом движении. [c.372]

Второй постулат имеет отношение к наблюдаемым величинам. Каждой наблюдаемой величине соответствует оператор в представлении Шредингера или матрица в представлении Гейзенберга (эти матрицы сами могут рассматриваться как построенные из оператора и набора базисных функций или базисных векторов). Еслн операторы или матрицы коммутируют, го волновую функцию, или вектор состояния, можно построить таким образом, что она окажется одновременно собственной функцией или собственным вектором всех коммутирующих наблюдаемых величин. [c.24]

Отметим, что представление об остаточных колебаниях молекул при О К согласуется с принципом неопределенности Гейзенберга, согласно которому атомы не могут находиться в состоянии полного покоя, поскольку невозможно одновременно [c.285]

Мы убедились, что операторы основных физических величин могут быть выражены непосредственно, через операторы ак и а . Поэтому имеет смысл подробнее обсудить их свойства. Будем основываться на представлении Гейзенберга, когда динамические процессы описываются зависимостью от времени операторов физических величин, уравнения движения для которых весьма сходны с классическими уравнениями Гамильтона. [c.122]

Дальнейшее развитие волновой механики позволило устранить эти недостатки боровской теории. Квантовомеханическая модель основана на следующих двух принципах 1) концепции де Бройля, согласно которой каждая движущаяся частица обладает некоторыми волновыми свойствами 2) принципе неопределенности Гейзенберга. Оба они — и принцип неопределенности, и представление о волновой природе электрона — при теоретических приложениях требуют статистической обработки полного набора экспериментальных результатов. Этот подход приводит к уравнению Шредингера, которое можно записать в символической форме [c.30]

Представления о структуре атома коренным образом изменились в течение первых двух десятилетий XX столетия в результате работ трех ученых — Нильса Бора, Вернера Гейзенберга и Эрвина Шредингера. Нильс Бор, работавший в Дании, ввел представление о том, что электроны вокруг ядра вращаются по круговым орбитам. Его теория хорошо объясняла строение водорода, однако встречалась с серьезными затруднениями в случае других атомов, поскольку электрон не движется по орбите, подобно твердому шарику. Вернер Гейзенберг в Германии высказал предположение о волновой природе движения электронов. Точного положения электронов определить нельзя, поскольку для такого определения положения электрона во времени и пространстве потребовались бы воздействия, которые приводили бы к возбуждению электрона и тем самым изменяли его положение. Это ограничение точности определения местоположения любого объекта известно как принцип неопределенности Гейзенберга. Эрвин Шредингер, также работавший в Германии, сформулировал волновые уравнения, описывающие движение электронов вокруг ядер. Этим устранялись жесткие ограничения, существовавшие для строго определенных круговых орбит Бора. Принималось, что электроны распределены по орбиталям или группам орбиталей. Строго говоря, термин орбиталь является математическим представлением для описания движения электрона ори вращении вокруг ядра. Для наглядности [c.267]

Квантовая механика Шредингера и Гейзенберга, развитая ими в конце двадцатых годов, заложила основу для современной трактовки координационной связи на базе электронных представлений. Прежде чем перейти к рассмотрению этих представлений, надо обсудить предшествующее квантовомеханической теории приближение, предложенное Сиджвиком. [c.397]

П ременным представлениям о модели атома. В этих исследованиях участвовали французский физик Луи Де Бройль (род. в 1892 г., лауреат Нобелевской премии 1929 г.) немецкий физик Макс Борн (1882-1970 гг., лауреат Нобелевской премии 1954 г.) австрийский физик Эрвин Шредингер (1887-1961 гг., лауреат Нобелевской премии 1933 г.) немецкий физик Вернер Гейзенберг (1901-1976 гг., лауреат Нобелевской премии 1932 г.) английский физик Морис Дирак (род 1902 г., лауреат Нобелевской премии 1933 г.). [c.283]

В действительности каждое из этих предположений неверно, поскольку, как показал Гейзенберг в 1927 г., знание поведения столь необычно малой частицы, как электрон, никогда не может быть настолько точным, как этого требует теория Резерфорда — Бора. Например, не существует метода точного измерения скорости электрона в атоме и одновременно метода точного определения положения электрона в любой заданный момент времени (принцип неопределенности). Следовательно, необходим другой метод описания, в большей степени отвечающий сведениям, которые могут быть получены экспериментально. Такой метод дает квантовая механика, которая служит основой современных электронных представлений в химии. [c.31]

С открытием нейтрона сразу разрешались те принципиальные трудности, с которыми для теоретиков было связано истолкование атомных ядер. До этого существовало воззрение, что ядро атома состоит из протонов и электронов. Такое представление таило в себе трудно разрешимые противоречия. Кроме того, оно не давало объяснения, почему при одинаковом заряде ядра изотопы одного и того же элемента обладают различной массой. В 1932 году советский физик Д. Д. Иваненко, а вскоре после этого Вернер Гейзенберг — один [c.127]

Некоторые зарубежные ученые (Гейзенберг, Паулинг и др.) трактуют промежуточность полярной связи в духе методологически н научно-порочного представления, названного резонансом. Согласно этому представлению, структуру молекулы и характер связей в ней якобы нельзя выразить единой формулой, а можно лишь описать набором крайних мыслимых, то есть нереальных состояний, одновременно сосуществующих в данной молекуле. На основе квантово-механических математических расчетов устанавливается даже доля у ч а-сти я в этом обш,ем наборе отдельных крайних воображаемых структур. Так, состояние молекулы НС1 можно якобы описать лишь таким [c.242]

Познание, проникновение в тайны Природы, к сожалению, не происходит лишь путем накопления новых сведений. Новые теории требуют пересмотра наших представлений. Выясняется, что реально существующие объекты Природы имеют совершенно непривычные черты, черты не только плохо доступные нашему пониманию, но и буквально противоречащие нашему многовековому чувственному опыту. Всякий раз, когда создается новая фундаментальная теория. Человек стоит перед выбором либо отвернуться , признать новую теорию пугающе абстрактной (Гейзенберг), либо кардинально изменить свое мировоззрение. И механика Ньютона, и электродинамика Фарадея-Максвелла, и молекулярная физика, и обе теории относительности Эйнштейна, и квантовая механика, и физика элементарных частиц, и современная космогония — все они и каждая в отдельности были [c.9]

При рассмотрении импульса большого количества частиц в объеме V часто бывает удобно описывать систему совокупностью точек в пространстве импульсов (рис. 1). Отрезок О А изображает величину импульса частицы А, а направление последнего дается вектором ОА. Применение принципа неопределенности Гейзенберга приводит к ограничению, согласно которому импульс любой частицы не может быть представлен точкой, а должен быть связан с объемом где [c.8]

Представление о движущейся частице подразумевает, что в каждое данное мгновение эта частица находится в совершенно определенном месте и движется в определенном направлении с определенной скоростью. Однако в области элементарных частиц мы не можем определить одновременно точно и импульс частицы и ее положение в пространстве. Гейзенберг показал, что квант действия Планка ставит границы возможностям наблюдения, так как неопределенность в величине импульса Ар электрона и неопределенность в положении Ал электрона связаны между собой в соотношении [c.16]

Рассмотренные выше теоретические представления и экспериментальные данные убедительно свидетельствуют о том, что с помощью классической физики нельзя полностью интерпретировать свойства элементарных частиц. Раздельное рассмотрение волны и частицы не позволяет проникнуть в сущность микромира. Электрон, например, — это и не частица и не волна, тем не менее это вполне реальный объект, во многом определяющий свойства химических веществ. Заслугой Гейзенберга, Борна, Шрёдингера и Дирака является то, что они заложили основы такой механики , которая правильно описывает свойства электронов и позволяет более глубоко понять сущность материи. Чтобы более ясно представить себе основы квантовой механики, необходимо отойти от привычных понятий, которые от долгого употребления стали слишком наглядными . Физика [c.28]

Это указывает на возможность использования матричного представления в квантовой механике в таком представлении основные динамические операторы заменяют на динамические матрицы, бра -векторы — на однострочные и кет -векторы — на одностолбцовые матрицы. Такое представление не только возмо но, но оно было одной из форм, в которых первоначально развивалась квантовая механика [представление Гейзенберга). То обстоятельство, что матрицы не подчиняются коммутативному закону умножения и что свойства собственных значений динамических матриц не зависят от представления, которое было использовано для построения матричных элементов, наводит на мысль, что собственные значения таких матриц определяются их правилами коммутации так оно и есть в действительности. Более того, правила коммутации для динамических матриц совпадают с правилами коммутации для соответствующих операторов. Например, матрицы q , [рц соответствующие координатам положения и сопряженным с ними моментам рт, подчиняются таким же правилам коммутации, как и для операторов рт [см. (1.34)], т. е. [c.68]

Представление о ядерных силах, отличных от общеизвестных в природе сил, впервые было дано советским физиком академиком И. Е. Таммом и немецким физиком В. Гейзенбергом. Действие их проявляется в равной степени между всеми ядерными нуклонами (протонами и нейтронами) и не зависит от заряда частиц. Они действуют на расстоянии порядка 10 см и с увеличением расстояния быстро убывают. Эти силы, подобно силам химической валентности, обладают свойством насыщения, т. е. энергия связи ядра до известной степени пропорциональна числу образующих его нуклонов. Атомы водорода в молекуле Нг могут связаться только друг с другом, и третий атом уже не может присоединиться к ним. Точно так же атом С может присоединить себе только 4 атома Н. Подобно этому и в ядре атома образующие его нуклоны взаимодействуют только со своими ближайшими соседями и энергия связи ядра также пропорциональна числу этих частиц. [c.466]

Вернер Гейзенберг (род. 1902) пришел к выводу, что нужно отказаться от модельного представления о строении атома и процессах, которые совершаются в атоме. Он теоретически доказал, что Б мире микроявлений и микрочастиц имеют значение другие закономерности, нежели в классической физике. Так Гейзенберг заложил основы новой механики, применимой к движению частиц в атоме. [c.359]

В 1926 г. Гейзенберг и Шредингер создали механику атомных и молекулярных систем, которая получила широкое применение в атомной и молекулярной физике. Необходимое дополнение в квантовую механику внес Паули, разработавший теорию электронных спинов. Это явилось фундаментом, на котором с учетом известного правила несовместимости (запрет Паули в атоме не может быть двух электронов, обладающих 4 одинаковыми квантовыми числами) было построено учение о химических силах, в принципе позволяющее понять и описать образование химических соединений. Сначала удалось интерп )етировать устойчивость электронных оболочек атомов инертных газов, благодаря чему нашло исчерпывающее объяснение понятие электровалентной связи, лежащее в основе теории Косселя. Затем получила квантово-механическое истолкование и ковалентная связь. Гейтлером и Лондоном было показано, что связь двух атомов в молекуле водорода может быть объяснена чисто электростатическими силами, если для этого использовать квантовую механику. Силы, связывающие два атома и два электрона, возникают благодаря тому, что оба электрона имеют антипараллельные спины и с большой степенью вероятности находятся между двумя атомными ядрами насыщаемость химических связей объясняется принципом Паули. Таким образом, представления Льюиса получили исчерпывающее физическое обоснование. [c.24]

Уже доэлектронные теории химической связи выдвинули представление о том, что ее механизм должен включать две противоположных характеристики дискретность, отражающую целочисленную валентность атомов и непрерывность, проявляющуюся в остаточном сродстве, взаимном влиянии удаленных атомов, ароматичности. Первые электронные теории в химии, рассматривавшие электрон в виде заряженного шарика, искали объяснение дискретности связи в дискретности заряда и массы самого элект1юна, а объяснение непрерывности химического взаимодействия искали в механических сдвигах, перемещениях электрона. Квантовая механика показала, что отмёченный подход принципиально ошибочен, что самому электрону органически присущи свойства дискретности и непрерывности. Основатели квантовой механики Бор, Шрёдингер, Гейзенберг установили [c.31]

На базе представлений о волновой природе электрона была развита волновая механика. Наибольшие заслуги в разработке этой теории принадлежат физикам-теоретикам Вернеру Гейзенбергу, Эрвину ГЦредингеру и Полю Дираку. [c.56]

Атомы И молекулы — системы, построенные из микрочастиц — 51дер и электронов. В начале XX в. выяснилось, что классическая физика не в состоянии правильно описать состояние этих систем. Бор создал теорию атома, носящую его имя, сохранив планетарную модель атома Резерфорда и введя в нее новые идеи квантовой теории Планка — Эйн-щтейна. Поразительный успех теории Бора в описании атома водорода и объяснении его спектра не мог быть распространен на более сложные атомы из-за противоречивости между квантовыми и классическими представлениями, лежащими в ее основе. Однако теория Бора оставила глубокий след в физике. Новая физическая теория — квантовая механика возникла из работ де Бройля, Шредингера, Гейзенберга, Дирака и др. [c.7]

Развивавшаяся на базе этих представлений волновая механика подходит к вопросу о строении атомов с точки зрения характерного для нее принципа неоп--ре делен ности (Гейзенберг, 1925 г.). Согласно последнему характер движения электрона принципиально не может быть точно фиксирован. Модельное представление об атоме с его определенными орбитами электронов должно быть поэтому заменено описанием, при котором оценивается лишь вероятность нахождения электрона в том или ином месте пространства. Сама оценка этой вероятности производится хотя и с учетом структурных данных, но чисто математическим путем, при помощи т. н. волнового уравнения (Шредингёр, 1926 г.). Последнее имеет характер постулата, истинность которого (в отличие от теоремы) устанавливается не выводом или прямым доказательством, а соответствием вытекающих иа него следствий данным опыта. [c.85]

Укажем, что для статистического описания плазмы возможен подход, основанный на использовании микроскошгческих плотностей и подобный кпантовомеханическому представлению Гейзенберга [8], [c.185]

Практически одновременно и независимо от Гейзенберга Э Шредингер (1926 г ) предложил описывать движение микрочастиц при помощи выведенного им волнового уравнения В отличие от модели Бора представления Гей-зенберга и Шредингера нельзя показать в виде наглядных [c.35]

Результаты, совершенно аналогичные следствиям волновой механики, получаются при использовании квантовой механики, основы которой заложены работами Гейзенберга, Ворна и Иордана (1925). В этой теории, к сожалению при отказе от наглядности, анализируются математические уравнения, связывающие непосредственно наблюдаемые в атомной физике величины, в частности частоты и интенсивности характеристических спектральных линий атомов. Удалось показать, что квантовая механика и волновая механика математически эквивалентны, т. е. уравнения одной теории можно непосредственно получить из уравнений другой путем чисто математических преобразований. Но в отличие от квантовой механики волновая механика исходит из более или менее наглядных представлений. Поэтому и ее выводы о строении атомов можно наглядно интерпретировать. [c.114]

Атомные орбиты. — Концепция электронных орбит для описания молекулярных структур, основанная на квантово-ме-.чанических представлениях, была разработана в 1925 г. в различных вариантах Гейзенбергом и Шрёдингером. В противоположность ранней квантовой теории Бора, проводившей полную аналогию между орбитой электрона, движущегося вокруг ядра, и орби- =0 той планеты, движущейся вокруг Солнца, квантовая механика позволяет на основании рассмотрения энергетических соотношений вычислять вероятность нахождения электрона в той или иной точке пространства. [c.41]

Если споктанный момент отличен от нуля, то это означает, что функция f(k) имеет точки ветвления, Прй повороте в плоскости к, соответствующем переходу от положительных к отрицательным т, мы неизбежно пересекаем разрезы, связанные с этими точками ветвления, и попадаем на Другой лист римановской поверхности фзшкцик fik). На этом листе производная / (0) уже вовсе не обязана обращаться в нуль. В исследованных случаях моделей Изинга и Гейзенберга было показано существование-точек ветвления на мнимой оси комплексной плоскости При О точки ветвления стремятся к вещественной оси,, что соответствует изложенным выше представлениям. [c.93]

Мы видели, что с помощью щредингеровского представления, пользуясь непрерывны.м рядом собственных значений переменной х , можно сформулировать теорию совершенно независимо от символических ф и а. Таким же образом можно сформулировать теорию, имея дело только с матрицами, представляющими состояния и наблюдаемые, с помощью дискретной системы собственных значений полной системы наблюдаемых Г. Это соответствует первоначальной матричной механике Гейзенберга, Борна и Иордана ). [c.35]

Ответ. Почему порочными Я показываю, что физический идеализм вводит идеалистическое представление об индетерминизме электрона, незаконно используя, извращая соотношение неточностей Гейзенберга механицизм сводит затем к квантовой механике все области природы и общества, помогая тем самым распространить ложную идею индетерминизма на эти области следовательно, механицизм служит здесь идеализму. Я пе понимаю, почему эту критику нужно называть порочной Ведь этим объясняется, почему так заинтересованы современные реакционные идеологи в том, чтобы обязательно доказать сводимость высшего к низшему, в частности к квантовой механике. Конечно, я вовсе не хочу сказать, что если бы не утверждалась идея свободы воли электрона, то сведение к квантовой механике было бы оправдано. Нет, я только подчеркиваю, что реакционная механистическая концепция сведения обслуживает идеализм, выступает как гносеологический источник идеализма, помогая распространять идею 1шдетерминизма на явления природы и общества. [c.319]

Развившаяся а базе этих представлений во.шовая механика подходит к вопросу строения атомов с точки зрения характерного для нее принципа неопределенности (Гейзенберг, 1925 г.). Согласно последнему, характер движения электрона приинппнально ие может быть точно фиксирован. Модельное представление об атС1, е, с его определенными орбитами электронов, должно быть поэтому заменено описанием, при котором оценивается лишь вероятность нахождения электрона в том или ином месте пространства. Сама оценка этой вероятности производится хотя и на основании структурных данных, но чисто математическим путем, при помощи так называемого волнового уравнения (Шредингер, 1926 г.). [c.92]

Это новог представление о природе электрона, естественно, изменило наш взгляд на атом, современную картину которого дали Шре-дингер, Гейзенберг, Дирак и другие. Вместо того чтобы представлять себе электрон как частицу, двигаюшуюся по вполне определенным орбитам, теперь можно рассматривать его как пакет волн, ближе всего отвечающий стоячей звуковой волне. Для того чтобы такая стоячая волна могла возникнуть, длина пути электрона вокруг ядра атома водорода должна быть равна целому числу длин волн, и так как длина окружности равна 2пг, а = h mv, имеем [c.29]

Второе направление возникло в результате все более накоплявшихся противоречий между выводами классической физики и опытным изучением процессов, связанных с атомами и молекулами. Эти противоречия привели сначала к изменению привычных представлений о способах поглощения и отдачи энергии материальными телами ( 23), затем к новой фотонной теории света ( 24) и к созданию теории квантов, давшей физике и химии результаты огромной важности. Эта теория, разработанная План-ком (1900), Эйнштейном (1905) и Бором (1913), была лишь первым шагом к устранению упомянутых противоречий между классической физикой и опытом. Дальнейшее ее развитие привело к глубокому и радикальному пересмотру основных представлений классической физики и к созданию квантовой механики (Д е Бройль, 1924 Гейзенберг, 1925 Шредингер, 1926) с ее разнообразными применениями. Квантовая механика включает в себя теорию квантов, обобщает ее и разъясняет ее смысл. Это не дополнение к классической физике, а прежде всего изменение ряда ее основных положений. Поэтому бесполезно было бы. пытаться ее объяснять старыми физическими представлениями или сводить к ним. Наоборот, классическая физика есть предельный случай квантовой физики, справедливый для тел, размеры и массы которых значительно больше атомных. До тех пор пока экспериментаторы имели дело с телами таких размеров, классическая физика была достаточной. Открытия конца XIX и начала XX вв. позволили подойти к опытному изучению процессов, связанных с атомами, молекулами и электронами, и тогда обнаружилась необходимость замены классических представлений более празильными, что постепенно привело к созданию квантовой механики. [c.33]

В начале XIX века английский ученый Дальтон, исследуя поведение газов, приходит к химической атомистике и публикует первую таблицу атомных масс. В конце прошлого века были сделаны открытия, которые заставили отказаться от представлений о 15еизмеиности и неделимости атомов. Создаются теории атома как сложной системы. В 1911 г. Э. Резерфорд открывает атомное ядро, а в 1913 г. Н. Бор создает первую квантовую теорию атома. В 1924—28 гг. М. Борн, В. Гейзенберг, Э. Шредингер, П. Дирак и другие ученые создают квантовую механику, которая позволила объяснить свойства атома, что дало возможность по новому объяснить периодическую систему элементов Д. И. Менделеева. [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология