Гейзенберг Физика атомного ядр

Выше мы признались задача настоящей книги — апология абстракции. Часто абстракцией именуют всю физику атомного и субатомного мира, аргументируя последнее тем, что свойства атомных и субатомных частиц очень непохожи на свойства привычных макроскопических предметов (это утверждал Гейзенберг). Ранее были перечислены виды абстракции. Легко убедиться, что необычность свойств (их непривычность) — не предлог для отнесения целого раздела знаний к абстракции. Чтобы избавиться от ощущения дискомфорта при пользовании непривычными понятиями и от комплекса неполноценности, с неизбежностью возникающего при этом, есть только один способ надо непривычные понятия сделать привычными, понять их суть. [c.180]

Уже было упомянуто, что в этих реакциях перенос электронов происходит по туннельному механизму это означает, что электрон не преодолевает энергетического барьера, а просачивается через него. Туннельный эффект объясняется корпускулярно-волновым дуализмом частиц на основе соотношения неопределенности Гейзенберга, если рассматривать электрон как волну де Бройля (подробнее см. в учебниках атомной физики). В данном случае возможность туннельного перехода [c.203]

В дальнейшем Э Шредингеру, В Гейзенбергу, П Дираку и другим физикам удалось развить новую механику и электродинамику, удовлетворяющую этим постулатам и названную квантовой механикой и электродинамикой На этой основе можно не только объяснить строение и поведение атомно-молекулярных объектов, но и рассчитать спектральные, пространственные и другие характеристики атомов, молекул вплоть до белков, полимеров, кристаллов и т д [c.10]

Таким образом, перед физиками-теоретиками стала важная проблема развития рациональной системы квантовой механики. Совокупность ранних работ обычно называют старой квантовой теорией она состоит из нескольких квантовых постулатов, которыми дополняется классическая кинематика и динамика. Под квантовой механикой мы имеем в виду значительно более совершенную теорию атомной физики, которой мы обязаны де Бройлю, Гейзенбергу, Шредингеру, Дираку и др. Мы дадим только беглый очерк возникновения новой теории. Она получила быстрое развитие, начиная с 1925 г., сначала по двум совершенно различным линиям, между которыми была быстро установлена тесная связь. [c.16]

На основании тщательного изучения ядерных реакций советский физик Д. Д. Иваненко и одновременно немецкий физик В. Гейзенберг в 1932 г. предложили протонно-нейтронную теорию строения атомного ядра. Согласно этой теории атомные ядра состоят из протонов и нейтронов. Оба вида частиц, объединяемых под общим названием — нуклоны, обладают почти одинаковой массой, равной приблизительно 1 углеродной единице. Массовое число показывает общее число нуклонов, т. е. протонов и нейтронов, содержащихся в атомном ядре данного элемента. Например, массовое число атомного ядра натрия 23 оно слагается из 11 протонов и 12 нейтронов. [c.43]

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]

В 1932 г. советский физик Д. Д. Иваненко и независимо от него немецкий физик В. Гейзенберг разработали теорию атомного ядра, согласно которой ядро состоит из нейтронов и протонов. [c.16]

В первом абзаце статьи Гейзенберга сказано ... часто выдвигается следующее утверждение наука в процессе своего развития становилась все более и более абстрактной, а в наше время во многих отраслях достигла прямо-таки пугающей степени абстрактности... (выделено нами). Чем пугает абстрактность Гейзенберг, по смыслу статьи, говорит только о физике об уходе от конкретности, понимаемой как совокупность явлений, доступных органам чувств человека, об уходе в атомный и субатомный мир, объекты которого не только непосредственно не наблюдаемы, но и не подчиняются законам привычного нам мира. Из-за того что явления, происходящие в микромире, недоступны нашим чувствам, они как бы удалены от нас и воспринимаются как абстрактные. [c.5]

Для того чтобы понять тех, кого пугала абстрактность атомной физики, надо вспомнить еще сравнительно незадолго до того, как Гейзенберг написал свою статью, многие ведущие ученые вообще [c.5]

Результаты, совершенно аналогичные следствиям волновой механики, получаются при использовании квант,овой механики, основы которой заложены работами Гейзенберга, Борна 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.103]

И еще одна цитата, хорошо передаюи1ая суть споров вокруг проблемы физической интерпретации математического аппарата квантовой механики. В лекции Современное состояние атомной физики , прочитанной в Гамбургском университете в фервале 1927 г. немецкий физик А. Зоммерфельд так характеризовал ситуацию в квантовой теории ...В трехмерном пространстве электрон нельзя локализовать. Это подчеркивает Гейзенберг, а Шредингер иллюстрирует это, размазывая заряд электрона в сплошную пространственную массу. Лично я не верю в этот размазанный, растекающийся электрон уже потому, что вне атома корпускулярно концентрированные электроны, обладающие большой скоростью, с несомненностью могут быть установлены экспериментом. С другой стороны, неоспоримый факт, что сплошные плотности Шредингера при расчете физических и химических действий атома оказывают неоценимую помощь и в этом смысле реальны в большей степени, нежели точечно локализованный электрон старой теории. Весьма возможно, что сплошную плотность заряда и связанный с нею сплошной ток заряда в теории Шредингера мы должны понимать статистически в смысле нескольких важных работ Борна... [c.33]

Первое искусственное осуществление ядерной реакции (Резерфорд, 1919) положило начало новому методу изучения атомного ядра. Открытие нейтронов (Чэдвик, 1932) привело к возникновению протонно-нейтронной теории атомных ядер, предложенной сначала Д. Д. Иваненко и Е, Н. Гапоном (1932) н в том же году Гейзенбергом. Вскоре Фредерик и Ирен Жолио-Кюри (1934) открыли явление искусственной радиоактивности В 1938 г. Хан и Штрассман осуществили деление атомного ядра урана, а в 1940 г. К. Д. Петржак и Г. Н. Флеров открыли явление самопроизвольного деления атомных ядер. В 40-х годах была осуществлена цепная ядерная реакция (Ферми) и вскоре был открыт новый вид ядерных превращений — термоядерные реакции. Дальнейшее развитие ядерной физики сделало возможным использование ядерной энергии. Позднее эти явления стали использовать при химических и биологических исследованиях. В настоящее время разрабатывается проблема осуществления управляемых термоядерных реакций. [c.19]

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]

КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА - физическая теория, изучающая общие закономерности движения и взаимодействия микрочастиц (элементарных частиц, атомных ядер, атомов и молекул) теоретическая основа современной физики и химии. К. м. возникла в связи с необходимостью преодолеть противоречивость и недостаточность теории Бора относительно строения атома. Важнейшую роль в разработке К. м. сыграли исследования М. Планка, А. Эйнштейна, Н. Бора, М. Борна и др. К. м. была создана в 1924—26 гг., благодаря трудам Л. де Бройля, Э. Шредингера, В. Гейзенберга и П. Дирака. К. м. является основой теории многих атомных к молекулярных процессоБ. Она имеет огромное значение для раскрытия строения материи и объяснения ее свойств. На основе К. м были объяснены строение и свойства ато MOB, атомные спектры, рассеяние света создана теория строения молекул и рас крыта природа химической связи, раз работаиа теория молекулярных спектров, теория твердого тела, объясняющая его электрические, магнитные и оптические свойства с помощью К. м. удалось понять природу металлического состояния, полупроводников, ферромагнетизма и множества других явлений, связанных с природой движения и взаимодействием микрочастиц материи, не объясняемых классической механикой, [c.124]

Открытие нейтрона привлекло к с бе пристальное внимание физиков. Возник вопрос какую роль играют нейтроны в Tpyji-туре атомного ядра В мае 1932 г. советский физик Д. Д. Иваненко (1904) выступил с идеей, что нейтроны наряду с протонами входят в структуру атомного ядра. Через две недели эта же идея была высказана В. Гейзенбергом (1901) и вскоре получила всеобщее признание. [c.218]

Правильная, соответствующая объективной реальности модель атомного ядра была впервые предложена Д. И. Иваненко и В. Гейзенбергом (1932) вскоре после открытия нейтральной, незаряженной элементарной чa тицы- нeйгpoнa, масса которого очень близка к массе протона, но несколько [больше последней. Согласно этой модели, ядро с массовым числом А и зарядом Ze построено из Z протонов и (Л—Z) нейтронов. Следовательно, например, ядро атома изотопа урана с массовым числом 238рз и92) состоит из 92 протонов и (238—92) =Д46 нейтронов. Природа сил, удерживающих нейтроны и протоны в ядре, полностью не выяснена. Можно сказать, что физикам еще предстоит создать истинную теорию ядра на смену тому эмпиризму, который существует сейчас, когда мы фактически больше умеем, чем знаем в области ядерной физики (Энрико Ферми). Силы, действующие между нуклонами (нейтронами и протонами) в ядре, видимо, относятся к числу так называемых обменных сил, в известной степени аналогичных силам связи двух атомов водорода в молекуле водорода, обусловленной в последнем случае совместным обладанием двумя электронами. [c.11]

В том же 1932 г. советские физики Д. Д. Иваненко и Е. И. Гапоп (а также немецкий физик В. Гейзенберг) предложили протонно-нейтронную теорию строения ядра атома. По этой теории ядро атома каждого элемента состоит только из протонов и нейтронов, электроны же не входят в состав атомных ядер. [c.50]

Квантовая механика — физическая теория, исследующая общие закономерности движения и взаимодействия частиц очень малой массы —- микрочастиц (элементарных частиц, атомных ядер, атомов и молекул) теоретич. основа современной физики и химии. К. м. возникла гл. обр. в связи с необходимостью преодолеть противоречивость и недостаточность бо-ровскон теории атома. Она была создана в 1924—26 гг. трудами Л. де-Бройля, Э. Шредингера, В. Гейзенберга и П. Дирака. Важнейшую роль в ее историч. [c.253]

Курт Дибнер и лейпцигский физик Эрик Багге, ассистент профессора Вернера Гейзенберга, в соответствии с приказом наметили рабочий план по производству опытов для практического использования деления ядра . В пределах этой программы каждому специалисту были указаны свои задачи. В. Гейзенберг и К. Ф. фон Вейцзекер — ведущие немецкие атомные теоретики — обязывались работать над теоретическими проблемами. 6 декабря 1939 года Гейзенберг представил отделу вооружения армии доклад О возможности технического получения энергии при делении урана . Эту работу можно считать первой общей концепцией для разработки так называемой урановой машины, именуемой теперь урановым или атомным реактором. [c.148]

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]

Исследуя самопроизвольное излучение урана, обнаруженное А. Бек-керелем, М. Склодовская-Кюри и П. Кюри открыли (1898) радий и полоний и положили начало интенсивному изучению явления радиоактивности. Открытие ядерного строения атомов Э. Резерфордом (1911) и установление атомных номеров элементов по характеристическим спектрам элементов Мозли (1913) позволили определить, что между водородом и ураном должно находиться 90 элементов. Классические работы Н. Бора установили дискретное строение электронных оболочек. С развитием современной атомной физики периодический закон получил незыблемый теоретический фундамент. Создание квантовой механики Б. Гейзенбергом, М. Борном, П. Дираком, Э. Шредингером, Л. де Бройлем и другими выдающимися физиками нашего времени, открытие О. Стонером и В. Паули принципа заполнения электронных уровней и обнаружение спина электрона Гаудс-митом и Уленбеком завершили строгое теоретическое обоснование периодического закона. [c.10]

Приведем пример, более близкий теме настоящей книги. В современной науке, однако, сложилась иная ситуация, чем в науке ХУП1—XIX вв. Сейчас нельзя указать на общеназгчную (или даже общефизическую) парадигму, прочно ассоциирующуюся в какой-нибудь одной мощной теоретической концепции. Наоборот, по-видимому таких парадигм несколько. Как отмечает В. Гейзенберг, в современном физическом естествознании можно выделить по меньшей мере четыре замкнутые системы понятий . В. Гейзенберг называет их концептуальными системами. Каждая из концептуальных систем основывается на какой-нибудь одной мощной теоретико-физической концепции, а именно на классической механике, статистической механике, на специальной теории относительности, на квантовой механике. Вместе с классической механикой одну концептуальную систему составляют акустика, аэродинамика, гидродинамика и т. д. вместе со статистической механикой нельзя не упомянуть термодинамику и теплотехнику на специальной теории относительности основываются электродинамика, онтика, учение о магнетизме и т. д., и, наконец, квантовая механика охватывает атомную физику, химию, учение о ферромагнетизме и т. д. [c.26]

Соотношение (4) означает, что даже в идеализированном эксперименте невозможно получить точные данные о положении электрона (Дх=0), не потеряв всей информации о его импульсе, и наоборот. Приведенное соотношение, имеющее колоссальное значение для атомной и молекулярной физики, является одной из формулировок так называемого принципа неопределенности Гейзенберга (возможны и другие его формулировки). Егозначение мы увидим из дальнейшего. [c.26]

Обычно энергетические взаимодействия описываются как усредненный результат больщого числа случайных акто1в, но это —грубое упрощение, связанное с трудностями измерений на атомном уровне. Принцип Гейзенберга — это соотнощение неопределенностей, а не принцип случайности. К сожалению, в физике эти два понятия часто смешивают (Amaldi, 1966 rut hfield et al., 1986). [c.90]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология