Квантовая механика и закон причинности

Итак, разброс значений физических характеристик—явление принципиальное, зависящее от состояния системы . Согласно закону 3, всякое повторное измерение дает одно из собственных значений уравнения (III.6), однако какое это будет значение, заранее предсказать нельзя. По-видимому, можно считать, что в случае неопределенности значения L конкретная величина Ьп при измерении получается чисто случайно, т. е. что нет никаких неизвестных причин ( скрытых параметров ), благодаря которым имеет место именно L , а не какая-либо другая величина L . В квантовой механике законы 2 и 3 утверждают невозможность устранения разброса значений (за исключением случая, когда является собственной функцией оператора, соответствующего измеряемой величине), а следовательно, принципиальную невозможность предсказания результата отдельного измерения в рамках этого разброса. [c.56]

Установить физические причины возникновения связи между атомами удалось только после того, как стали известны законы движения микрочастиц,—была создана квантовая-механика. В 1927 г. через год после появления статьи Шредингера, в которой было предложено уравнение, носящее его имя, появилась работа Гейтлера и Лондона (Германия), содержащая квантовомеханический расчет молекулы водорода. Эта работа положила начало применению квантовой механики для решения химических проблем. [c.142]

В этом разделе мы рассмотрим причины реакционной способности электронно-возбужденных состояний, связанные с особенностями распределения электронов в возбужденных частицах. Как мы уже видели в разд. 5.2, столкновительная передача энергии может быть эффективной только в адиабатических процессах, протекающих по непрерывной потенциальной поверхности, которая связывает реагенты с продуктами. Говорят, что в этом случае реагенты и продукты коррелируют. Наиболее важны правила корреляции электронного спина. Так как квантовое число S является достаточным для описания систем, то общий электронный спин сохраняется. Такое утверждение не согласуется с представлениями о том, что триплетное состояние сенсибилизатора, подобного бензофенону, возбуждает триплет акцептора, хотя энергетика системы также может определять преимущественное образование триплета по сравнению с синглетом (см. разд. 5.6). Аналогичные доводы применимы к сохранению спина в таких реакциях, как присоединение, отщепление или обмен, в которых происходят химические изменения. По этому правилу нельзя сказать, будет ли протекать реакция, а только можно сказать, пе запрещена ли она законами квантовой механики. Адиабатической реакции могут препятствовать другие факторы, такие, как высокая энергия активации или чрезмерные геометрические искажения. При дальнейшем изложении материала в этом разделе всегда будут иметься в виду правила, разрешающие реакцию, но не определяющие ее вероятность [c.155]

О, —1. Эти три функции образуют так называемое триплетное состояние . Синглетное состояние с / = 0 характеризуется антисимметричной функцией ао, стабилизация которой подтверждает известный принцип Паули, согласно которому связывающее состояние двух электронов характеризуется антипараллельным расположением спинов. Правила отбора для переходов в системе Лг, обсужденные только что, также могут быть выражены в этих терминах. Согласно общим законам квантовой механики, переходы между состояниями с различной мультиплетностью, т. е. между синглетом и триплетом в данном случае, запрещены. По этой причине, например, ортоводород метастабилен вблизи от О К в течение нескольких месяцев. [c.159]

Хотя в начале XX в. и было твердо установлено, что как атомы, так и другие химические частицы состоят из положительно заряженных ядер и отрицательно заряженных электронов но законы, которым подчиняются системы, состоящие из ядер и электронов, не были установлены. Не было еще создано той теоретической базы — квантовой механики,— которая сформулировала бы основные законы взаимоотношений ядер и электронов в химических частицах, не были разработаны приложения этой теории к химическим частицам. Такое положение явилось причиной того, что в этот пе-> риод (1900—1930 гг.) в теорию строения молекул преимуще-ственно химиками, а отчасти и физиками был внесен ряд гипотез, которые, как оказалось позднее, содержали элементы произвола. Иными словами, эти гипотезы являлись в той [c.24]

Применение квантовой механики к химическим проблемам преследует две основные цели. Первая — описать на основе точных вычислений известные химические свойства. Вторая — заменить эмпирический подход в химии на более строгий, неэмпирический. Достижению первой цели было посвящено много работ теоретиков, в результате которых мы можем сегодня с уверенностью сказать, что строение атомов и молекул подчиняется лишь законам квантовой механики. Все более и более точные вычисления неограниченно сокращают расстояние между теорией и экспериментом. Вторая цель — стимулировать дальнейшее ускорение прогресса в химии. Для достижения этой цели нет необходимости знать очень точно волновые функции. Более грубое, но эффективное приближение может даже лучше способствовать получению отчетливых теоретических представлений, позволяющих ускорить развитие химии. По этой причине экстраполяционный подход может быть полностью оправдан. [c.59]

Уравнение (2) и его интерпретация сопоставимы с тем, что дает Козман [2а] он показал, что его уравнения удовлетворительно соответствуют уравнениям, полученным с помощью квантовой механики [26]. Это соответствие пе является доказательством теоретической законности модели, но указывает, что она вполне достоверна, если используется с учетом ограничений и эмпирически проверена на соответствующих примерах. Очевидными причинами ограничений в такой модели являются а) применение классической волновой теории света, б) использование классического макроскопического электромагнетизма, в) использование [c.218]

Установить физические причины возникновения связи между атомами удалось только после того, как стали известны законы движения микрочастиц —была создана квантовая механика. [c.149]

При вычислении энергии и теплоемкости с помощью сумм по состояниям в классической статистике была сформулирована, казалось бы, довольно общая теорема равнораспределения, которая тем не менее противоречила многим опытным данным. С появлением квантовой механики удалось установить причину расхождений и показать, что теорема равнораспределения — это лишь некоторый предельный закон. [c.84]

Классическое описание релаксации протонов в молекуле воды, построенное на том, что релаксация вызывается локальными магнитными полями, обусловленными дипольным взаимодействием между двумя ядерными моментами, не применима для строгого описания релаксационных эффектов. Одной из причин этого является то, что поведение спинов подчиняется законам квантовой, а не классической механики. Другой причиной является то, что два спина коррелированы и общий спиновый угловой момент I = (li + Ь) сохраняется во время хаотического движения атомов. Молекулы воды могут находиться или в синглетном состоянии (/ = 0), или в триплетном (/ = 1). Синглетное состояние имеет волновую функцию s) (разд. 3.2) и не дает спектра ЯМР, тогда как триплетные состояния ti), I io) и t-i) определяют все магнитные эффекты. Релаксация может происходить при условии, что дипольное взаимодействие [c.247]

Наконец квантовая механика поставила на очередь рассмотрение некото--рых кардинальных философских проблей (углубление закона причинности и пр.). [c.53]

Читателя может удивить то, что мы вводим функцию состояния г] ее квадрат (функция распределения вероятности) представляется физически гораздо более реальным , так что возникает вопрос, почему мы настаиваем на использовании Y Причина этого заключается просто в том, что законы квантовой механики легче выражаются при использовании функции состояния, чем функции распределения вероятности. Таким образом, природа устроена, по-видимому, так, что понятие Ч весьма полезно. [c.118]

Согласно следствию VII из законов квантовой механики (стр. 130) если мы знаем функцию состояния частицы , невозможно предсказать точно и положение и импульс частицы. Это находится в противоречии с представлениями классической механики, согласно которой нет причин, могущих помешать измерять обе величины для любой системы с любой степенью [c.178]

Классическая механика в некотором смысле может рассматриваться в качестве предельного частного случая квантовой механики. Она справедлива в тех случаях, в которых можно пренебречь соотношением неопределенностей. В то же время в классической механике возникает ряд специфических понятий, отсутствующих в квантовой механике. Это понятие материальной точки, траектории частиц, причинного описания процессов (в смысле динамического описания согласно законам Ньютона) и т. д. [c.39]

Причина отклонений от теоремы равнораспределения состоит в том, что законы классической механики при вычислении сумм по состояниям дают те же результаты, что и квантово-механический расчет, только при температурах [c.85]

Физические причины образования связи между атомами удалось установить только после того, как стали известны законы движения микрочастиц — была создана квантовая механика. В 1927 г. (через год после опубликования уравнения Шредингера) появилась работа Гейтлера и Лопдона (Германия), посвященная квантовомеханическому расчету молекулы водорода. Эта работа поло->кила начало применению квантовой механики для решения химических проблем. Так получила развитие новая область науки — квантовая химия, решающая химические проблемы с помощью квантовой механики. Кратко рассмотрим принципы кваи-товохимнческих расчетов. [c.74]

Успешно справляясь с задачей количественного описания химических превращений, термодинамика не вскрывает их причинно-следственные связи. В результате на принципиально >ювой основе возникла необходимость создания теоретического фундамента химии—квантовой механики. Так возникло учение о строении вещества, химической связи и валентности, которое в существующем виде играет важную роль в понимании химической формы движения. Химия как один из важнейших разделов естествознания в своем многообразии опирается на совокупность законов природы, обладающих огромной познавательной и преобразующей силой. Однако не все законы в равной степени всесторонне охватывают причинно-следственные связи описываемых ими явлений и фактов. [c.8]

Энергия ван-дер-ваальсова взаимодействия (17 ,) складывается из энергий ориентационного (ио), индукционного (17г) и дисперсионного (17 ) взаимодействий. Ориентационным (электростатическим) наз. взаимодействие постоянных ( жестких ) молекулярных диполей, а индукционным (поляризационным, деформационным) — взаимодействие постоянного диполя с наведенным. Дисперсионное (волномеханическое, лондоновское) взаимодействие объясняется законами квантовой механики и связано с возникновением мгновенных диполей в атомах и молекулах при вращении электронов вокруг ядер. Дисперсионные сршы действуют как между полярными, так и между неполярными молекулами, В отличие от ориентационных и индукционных, они обладают свойствами аддитивности, т. е. суммируются, Поэтому Дисперсионные силы могут приобретать большие значения и быть главной причиной молекулярного сцепления. Т. о., значения и и для слабополярных молекул незначительны по сравнению со значением U . с увеличением полярности молекул все большую роль играет составляющая Ло, приближаясь по порядку значения к 17 . [c.518]

Открытие периодического закона и ныне является одним из краеугольных камней всей современной химии. Д. И. Менделеев своим открытием констатировал факт периодических изменений свойств элементов, однако причина этого ему была пеизЕестиа. Эгу причину он искал, найти ее он как бы завещал своим последователям и потомкам. В настоящее время можтю сказать, что современная квантовая механика в основном дает ответ на поставленный вопрос. [c.52]

Бор, Гейзенберг и некоторые другие физики считает, что соотношение неопределенности приводит к отрицанию з а к О н а причинности, без которого невозможно точное изучение явлений. Из того факта, что невозможно для некоторого момента точно задать положение и скорость частицы, вытекает, что невозможно точно предсказать и дальнейшее ее поведение. Одним и тем же начальным состояниям материальной точки могут при наличии одних и тех же сил отвечать различные конечные состояния. Действительно, в таком узко механистическом смысле закон причинности поколеблен квантовой механикой. Однако такой индетерминизм может быть лишь кажуш,имся и зависеть не от физической природы явлений, а лишь от того, что квантовая механика не ставит себе целью точнее описывать явления, чем до пределов, даваемых соотношением неопределенности. В частности в квантовой механике фазовая волна описывается точно и однозначно с полным соблюдением законл причинности. Если фазовая волна отвечает реальному физическому явлению, то уже этим самым неправильно отрицать закон причинности. К сожалению, до сих пор отчетливая физическая интерпретация фазовых волн еще ускользает от нас. Мы не будем дольше останавливаться на этом сложном философском вопросе, ограничиваясь лишь указанием на то, что помимо принципиальных затруднений, связанных с отрицанием закона причинности в его общем виде, к этому нет и достаточных физических оснований квантовая механика наверное не последнее слово в физике, и еще преждевременно возводить выдвинутые ею противоречия в принцип. [c.70]

При низких температурах и вращательный вклад в теплоемкость отличается от классического с понижением температуры он уменьшается, обращаясь в ноль при Т-> 0. Причина отклонений от закона равнораспределения энергии — ограниченная применимость классической механики к описанию молекулярных движений для ряда систем играют роль также особенности квантовой статистики (Ферми — Дирака или Бозе — Эйнштейна). [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология