Волновая природа материи

В связи с уменьшением числа часов, отводимых на чтение лекции по химии, возникла необходимость пересмотра материала лекций в сторону его сокращения. По программе тема Строение атома должна быть обязательно раскрыта, и на это приходится отводить не более чем полторы лекции. Целесообразно начать лекцию о составе атома, какие частицы входящего образуют, их зарядах, массах, когда они открыты и кем. Затем напомнить студентам о модели атома Резерфорда. Особенную трудность вызывает необходимость очень кратко и в то же время доходчиво изложить основные положения квантовой механики. При изложении вопроса о двойственной природе объектов микромира достаточно привести уравнение Де-Бройля (без вывода) и обсудить его, привести примеры, экспериментально доказывающие волновые свойства потока электронов. Рассказать, что О положении электрона в атоме можно судить только с точки зрения теории вероятности. Дать квантовомеханическую модель электрона как облака отрицательного электричества, имеющего определенную форму и размеры, рассказать, что означает понятие орбиталь . [c.170]

На основе какого из следующих представлений Эйнштейн объяснил фотоэлектрический эффект а) корпускулярная природа света б) волновая природа света в) волновые свойства материи г) принцип неопределенности [c.379]

Возникновение электронного конденсатора обусловлено волновой природой вещества, т. е. фундаментальными квантово-механическими свойствами материи. Поэтому сам факт образования электронного конденсатора на поверхности металла с его внешней стороны не нуждается в каких-либо дополнительных обоснованиях и доказательствах. Единственное, что может обсуждаться — это вопрос о том, каков конкретный вклад электронного конденсатора в то или иное свойство двойного электрического слоя. Заметим, что в рамках общепринятой в настоящее время модели молекулярного конденсатора Штерна-Грэма влиянием электронов на свойства двойного слоя полностью пренебрегают. [c.50]

Физическая атомистика XX в. разрушила представление о неделимом атоме, которое было основной посылкой всех прежних атомистических учений. Она установила новые ступени дискретности — элементарные частицы, выяснила двойственную корпускулярно-волновую природу всех микрочастиц молекулы, атома, элементарных частиц, взаимопревращения последних друг в друга. Следовательно, в новой атомистике произошло отрицание и другой идеи предшествующего атомизма — идеи о том, что материя обладает только прерывным строением. На смену ей пришло представление о единстве прерывности и непрерывности в структуре материи. Вместе с тем атомистика XX в. как будто вернулась к идее древних о самодвижении, но на более высоком уров- [c.202]

Какие из следующих экспериментов наиболее прямым образом подтверждают гипотезу Де Бройля о волновой природе материи [c.587]

Электроны в связанной форме являются частицами, поведение которых в значительной мере определяет химические свойства вещества. Говорят даже, что химия —это физика электронных оболочек . При исследовании именно этих элементарных частиц был установлен так называемый корпускулярно-волновой дуализм материи. Рассмотрим сначала некоторые свойства электронов, в которых проявляется их корпускулярная природа. Прежде всего отметим, что можно определить заряд и массу электрона интересны в этом отношении и методы получения электронов. К последним относятся термоэмиссия (при высокой температуре электроны сравнительно легко покидают решетку некоторых металлов, в особенности щелочных) и ударная ионизация. [c.26]

Для проекционного метода значение имеет качество всей оптической системы, причем в настоящее время лимитирующими являются не аберрация объектива, строящего изображение, а дифракционные ограничения, определяемые волновой природой света, и явления, связанные с рассеянием света (в том числе и в толще светочувствительного материала), интерференционными эффектами и когерентностью (частичной) света [29]. При этом необходимо учитывать, что объективы, используемые в высококачественных фотолитографических системах, являются дифракционно ограниченными. [c.26]

Таким образом, все особенности химической формы движения материи обусловливаются двойственной (кор-пускулярной-волновой) природой микрочастиц и, в частности, валентных электронов. От этого зависит характер образуемой ими химической связ и, непрерывность химического взаимодействия. Идея единства дискретности и непрерывности химической организации вещества, взаимосвязи дальтонидов и бертоллидов — идея, которая пробивала себе дорогу в химии в течение полутора веков, — имеет теперь, следовательно, прочное физическое обоснование. [c.238]

Масса электрона равна 9,1083-10" г, что составляет 1/1837,5 массы атома водорода. Хотя электрон, как оказалось в дальнейшем, не имеет строго ограниченного размера, его радиус примерно в 100 000 раз меньше радиуса атома. Величина заряда и масса электрона не зависят ни от природы газа катодной трубки, ни от вещества электродов и других условий. Оказалось также, что электроны, как и другие микрочастицы, не просто частицы, а частицы-волны, обладающие двойственной корпускулярно-волновой природой. В них проявляется неразрывность двух качественно различных форм существования материи вещества и поля. С одной стороны, электроны ведут себя как частицы с присущим им зарядом и массой, а с другой — обнаруживают дифракцию — [c.37]

В современной науке представления о состоянии электронов, участвующих в образовании химических связей, получили дальнейшее развитие на основе квантовой механики. Эта область физики, занимающаяся изучением законов движения микрочастиц (атомов, электронов, протонов, нейтронов и т. д.) и учитывающая в отличие от классической механики волновые свойства материи, связана с применением сложных математических расчетов и теоретических положений. Мы ограничимся кратким изложением основных понятий о природе ковалентных связей в свете представлений квантовой механики. [c.24]

В качестве волнового явления звук характеризуется скоростью и амплитудой колебания, которые соответственно меняются в зависимости от природы материала и величины силы, вызывающей звук [32]. Скорость звука зависит от упругости и плотности среды в направлении распространения звука, как это видно из уравнения [c.85]

Корпускулярно-волновой дуализм есть общее свойство материи, но обнаруживается оно только у микрообъектов. Для электрона, масса которого равна 9,1 г, по уравнению (П.2) можно определить Я,. Она равна яаЮ- см, т. е. соизмерима с размерами атомов, благодаря чему осуществляется дифракция электронов, тогда как для частицы большой массы, например мячика в 50 г, вращающегося со скоростью 25 см/с, см, т. е. Я несоизмеримо меньше размера мячика и волновая природа его не может быть обнаружена эксперимситалыю. Поэтому во внимание принимаются только волновые свойства микрочастиц. [c.31]

Блеск и прозрачность покрытий. Явления, вытекающие из волновой природы света, в наибольшей степени связаны с диэлектрической 8 и магнитной [X проницаемостью среды. Они во многом определяются коэффициентом преломления материала п, значение которого может быть определено по углам падения а и отражения Р падающих лучей (рис. 4.35, а) или рассчитано по уравнению Максвелла [c.120]

Прежде чем перейти к дальнейшему обсуждению принципа неопределенности, следует познакомиться с другим подходом к квантовой теории. Фотоэлектрический эффект показал, что излучение имеет двойственную природу, проявляя себя — в соответствующих ситуациях — либо как частицы, либо как волновое движение. В 1924 г. де Бройль предположил, что такой же двойственной природой обладает и материя, а именно что материальные частицы могут при некоторых обстоятельствах вести себя, как волны. Энергия фотона излучения с частотой V была принята равной Если бы фотон имел массу тик нему была бы применима теория относительности, то его энергия была бы равна тс , где с — скорость света. Это означает, что для фотона [c.19]

Считалось, что движение микрочастиц можно описывать посредством законов классической механики, которые великолепно оправдали себя при исследовании движения макроскопических тел. Некоторым подтверждением такой возможности послужило создание молекулярно-кинетической теории теплоты. Согласно этой теории, частицы вещества (атомы, молекулы, узлы кристаллической решетки) совершают хаотические движения, подчиняясь законам классической механики (которые дополнялись, однако, теорией вероятности, учитывающей хаотичность). В отличие от вещества, состоящего из атомов, свет представляли в виде специфической материи, непрерывно распределенной в некоторой области пространства. Опыты по дифракции света выявили его волновые свойства, а электромагнитная теория Максвелла вскрыла единство природы света, радиоволн и рентгеновских лучей. [c.6]

Для объяснения этого принципа нужна новая механика. Эта механика не должна, подобно старой механике, приписывать определенное положение и импульс каждой частице, но должна допускать неопределенность в этих переменных. Этого достигают, вводя функции, которые выражают не тот факт, что частица находится в данной точке, а вероятность нахождения частицы в этой точке. Такие функции применяются в теории электромагнитных волн. Как изложено в первой главе, свет является корпускулярным пэ своей природе, по крайней мере, когда он взаимодействует с материей. Движение корпускул света или фотонов определяется электромагнитным полем, которое, согласно уравнениям Максвелла, движется в форме волн, подчиняющихся обычному уравнению волнового движения [c.36]

Рассмотренные выше представления о волновых функциях и орбиталях являются теоретической основой для понимания природы химической связи, строения и реакционной способности органических соединений и будут использованы при описании всего последующего материала органической химии. [c.22]

В диэлектриках предполагается иная природа сил отталкивания. Согласно квантовой теории, природа сил отталкивания коренится в электромагнитном строении материи. При сближении молекул между собой электроны, находящиеся во внешних оболочках молекул, взаимодействуют двояким образом. В зависимости от этого между молекулами возникает притяжение или отталкивание, или, иначе говоря, возникает симметричное или антисимметричное движение электронов. Симметричное состояние для атомов водорода означает притяжение атомов, а антисимметричное, наоборот, отталкивание их друг от друга. На фиг. 46 изображены волновые функции молекулы водорода при различном состоянии движения электронов 98 [c.98]

Кроме идеи о волновой природе материи, Шредингера привлекла в работе де Бройля оригинальная, интерпретация квантовых условий Бора — Зоммерфельда (5). По де Бройлю устойчивыми будут-лишь те орбиты, в которых укладывается целое число волн (рис. 6). Иными словами, длина устойчивой орбиты (/) должна быть целым кратным длинц волны электрона 1 = пК (где /I —целое). Тогда, подставляя в [c.29]

Квантовая механика, трактующая материальные частицы как объекты двойственной корпускуляргю-волновой природы, несмотря на отсутствие единой тбчки зрения в понимании природы соотношения корпускулярного и волнового аспектов, учитывает корпускулярные представления в макроскопических частицах материи [1]. Движение объектов квантовой механики хаотичное, описание их движения статистично, направление движения - приближенное понятие, невозможно одновременно определять координату квантовой часпщы и его импульса, объекты квантовой механики - нематериальные точки [1]. [c.9]

В этом разделе, где говорится о современном состоянии теории химического строения, слабо показано проявление квантовых корпускулярно-волновых свойств электронов в химических явлениях. По суш еству, в этом разделе на большей части фактического материала природа взаимного влияния атомов интерпретируется с позиции дорезонансных представлений Ингольда. По существу, производится переименование понятий мезомерный эффект предлон ено назвать эффектом сопряжения . [c.285]

Начало XX в. ознаменовалось в физике кризисом в учении о природе света. Углубленное исследование взаимодействия материи и лучистой энергии ясно выявило прерывную природу последней и показало, что представление о волновой природе света, которое до этого было общепризнанным и бесспорным, оказывается непрп-годнтзтм для объясиеиия процессов поглощения и иагускапия света. [c.20]

Современная волновая механика уже давно отказалась от дискретной картины атома и от раздельности в понимании свойств частицы и волны. Мы приписываем каждой частице волновую природу, а волнам — свойства частиц. Это единство в понимании явлений природы, это единство противоположностей, гармонирует с единством системы элементов, объединяющей взаимопротивопо-ложные свойства элементов, этих простых представителей единой, существующей реально и независимо от нашего восприятия материи. [c.97]

Из вышеприведенных примеров следует, что свет имеет двойственную природу и в фотохимии его иногда удобно рассматривать как волну, а иногда — как частицу. Эта двойственность присуща не только свету, но и материи вообще. Некоторые волновые свойства материи были предсказаны теоретически и доказаны экснериментально. В 1924 г. де Бройль пришел к выводу, что любой движущейся частице может быть сопоставлена определенная волна, длина которой вычисляется по формуле [c.18]

Книга была написана в первую очередь для лиц, изучающих химию, и предполагалось, что ею б дут пользоваться люди, уровень знаний которых соответствует первому году аспирантуры, поэтому ее объем и характер определялся представлением о том, что необходимо для таких аспирантов. Можно полагать, что химик, хорошо проработавший курс физической химии, имеет достаточно ясные общие представления о свойствах материи. С другой стороны, как я убедился на опыте, вполне вероятно, что он имеет лишь поверхностное знакомство со свойствами отдельных атомов. Это заключение, конечно, менее справедливо в наши дни, чем было несколько лет назад, однако оно служит достаточным основанием для оправдания включения в книгу изложения теории строения атома, которой посвящена, приблизительно, первая треть книги. Она начинается с краткого обзора развития атомистической теории в химии, за которым следует изложение роли физики в раскрытии более детального строения материи. Развивая эти представления вплоть до наиболее новых воззрений в теории атома, включая волновую теорию материи и квантовую механику, я излагаю их приложение к атому водорода, к свойствам элел1ентов и природе химической связи. Таким путем создан фундамент для разбора в последующих главах их оолее специализированного приложения. [c.9]

Важнейшим универсальным свойством материи является кор-пускулярно-волновой дуализм. Всем микрообъектам присущи одновременно и корпускулярные, и волновые свойства. Впервые корпускулярно-волновой дуализм был установлен для света. Опыты по интерференции, дифракции света свидетельствовали о его волновой природе и подтверждали теорию Максвелла, установившую, что свет представляет собой электромагнитные волны. [c.234]

Гипотеза де Бройля. Началом нового этапа развития теории атома послужили представления Луи де Бройля о двойственной природе " движения микрообъектов, в частности электрона. В 1924 г. он выступил с поразительной по смелости гипотезой, в соответствии с которой корпускулярно-волновой дуализм присущ всем без исключения видам материй. Причем количественное соотношение между волновыми и корпускулярными свойствами атом-но-молеку./1ярных частиц подобно установленному ранее для фотонов, т. е. [c.46]

Не входя в детали, стоит еще раз отметить, что такие явления, как отражение и преломление спета, можпо понять, если нредиоложить, что свет состоит из отдельных корпускул, распространяющихся прямолинейно. С другой стороны, такие явления, как дифракция и интерференция света, казалось бы, можно истолковать только с точки зрения представлений о непрерывном волновом движении. Естественно, что в этой главе основное внимание уделено той группе явлений, которая подтверждает корпускулярную или квантовую природу излучения. Свет с частотой V здесь рассматривался как нечто, обладающее энергией /IV и массой к/Хт. Но хорощо известные опыты по интерференции света не теряют своей убедительности, и поэтому следует считать доказанным, что свет обладает двойственным характером. В одних случаях он проявляет волновые свойства, а в других — свойства частиц. Правильность соотношения де-Бройля заставляет нас использовать такой же своеобразный подход и к материи. [c.130]

Для экспериментатора физико-химика, конечно, представляет интерес, явится ли волновая механика, использующая громоздкий математический аппарат, полезным орудием в его руках при изучении многоатомных молекул — основного предмета его исследования Если волновая функция для простейшей химической частицы имеет такой сложный вид, как это показано выше, то что же будет представлять собой г )-функция в случае молекулы средней степени сложности, такой, как, например, и-питрозодиметил-анплингидрохлорид Ответ очень прост какой будет функция, пока неизвестно. Но химия таких молекул находится на высоком уровне развития, п новые данные, сначала установленные и затем объясненные математической физикой, несомненно, помогут правильно подобрать большинство допущений, необходимых для нахождения подходящей волновой функцпи. Единственным, логически приемлемым д.ля экспериментатора критерием плодотворности квантового рассмотрения является предсказание новых свойств рассматриваемой молекулы, природа и количественные характеристики которых до сих пор хотя и не были известны, но могут быть обнаружены н измерены на опыте. Без такой проверки любая теория может уклониться от правильного пути, и нечто подобное действительно имело место. Такая проверка достаточно строга и, если учитывать разницу возрастов химии и квантовой теории, применяется редко. Успех квантовой теории, достигнутый в столь короткое время, оставил неизгладимый след в науке. Только немногие из достижений квантовой механики можно рассмотреть в этой книге, но и этого достаточно, чтобы показать, что новая теория помогает глубине проникнуть в сущность материи и придала предмету химии новую большую значимость. [c.161]

Термин система обозначает собой известное число объектов, мысленно выделенных нами из окружающей сргты, причем, если последняя не оказывает влияния на систему, то система будет изолированной. Под состоянием же в отличие от агрегатного состояния (твердого, жидкого и газообразного). понимается комплекс всех свойств. В основе науки о природе лежат два представления материя и энергия. Материей мы называем объективную реальность, существующую в пространстве и времени, тогда как энергия представляет собой форму движения материи, причем материя и энергия неразрывны нельзя предсташ1ть себе движение без материи и материю без движения (электрон является материей). Материя обладает массой, подчиня ощейся законам механик 1. Мы не будем касаться здесь новых воззрений, возникших в связи с развитием волновой механики они лежат вне пределов химической термодин ики. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология