Гейзенберг квантовая механика

Одним из основных положений квантовой механики является соотношение неопределенностей, установленное Гейзенбергом. Согласно этому соотношению невозможно одновременно точно определить местоположение частицы и ее импульс р = ту. Чем точнее определяется координата частицы, тем более неопределенным становится ее импульс, и, наоборот, че 1 точнее известен импульс, тем более неопределенна координата. Соотношение неопределенностей имеет вид [c.20]

Это неравенство и выражает знаменитый принцип неопределенности Гейзенберга и, по существу, лежит в основе всей квантовой механики. Де Бройль указывал, что соотношение неопределенности — неизбежное следствие, с одной стороны, возможности сопоставить частице некоторую волну, с другой — общих принципов вероятностной интерпретации. Эксперимент не может дать большей точности, чем это отвечает соотношениям неопределенности. [c.30]

Познакомившись с волновым соотношением де Бройля и принципом неопределенности Гейзенберга, читатель уже в какой-то мере должен быть подготовлен к двум важнейшим особенностям квантовой механики, которые отличают ее от классической механики [c.360]

Квантовая механика. Уравнение Шредингера. В 1925-1926 гг. Гейзенберг (Германия) и Шредингер (Австрия) разработали теорию, описывающую движение микрочастиц. Эта теория получила название квантовой механики. Механику, основанную на законах Ньютона и применимую к движению макрообъектов, стали называть классической механикой. [c.20]

Одним из кардинальных положений квантовой механики является принцип неопределенности, установленный В. Гейзенбергом (1927 г.). Этот принцип заключается в том, что невозможно одновременно точно определить положение микрочастицы (ее координаты) и ее скорость движения. Чем точнее определена координата частицы, тем менее определенным становится значение ее скорости. Так, если положение электрона определено с точностью до 10 м, то неопределенность в скорости его движения составит 58 ООО км/с (при скорости электрона 2000 м/с). [c.18]

Характерной особенностью квантовой механики является ее вероятностный подход к измеренным величинам. При этом одновременное измерение положения частицы и ее импульса всегда связано с некоторой неопределенностью. Приближенность возможного использования классических характеристик частицы и волны количественно выражается соотношениями Гейзенберга [c.9]

В конце XIX в. стало ясно, что при помощи классической механики невозможно объяснить многие экспериментальные факты, относящиеся к поведению атомных систем. Мы уже ссылались на теплоемкости газов в гл. 9. В 1900 г. Планк при выводе уравнения для интенсивности излучения абсолютно черного тела предположил, что электромагнитное излучение квантовано. Идея Планка о квантовании была использована в 1905 г. Эйнштейном при интерпретации фотоэффекта и в 1924 г. де Бройлем для предсказания волновых свойств частиц. В 1913 г. Бор развил свою теорию строения атома водорода. В 1926 г. Гейзенберг и Шредингер разработали квантовую механику. Квантовая механика имеет очень большое значение для понимания химии. [c.363]

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]

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]

Одним из положений квантовой механики является соотношение неопределенностей, установленное В. Гейзенбергом [c.219]

Одним из основных положений квантовой механики является соотношение неопределенностей, установленное Гейзенбергом. Согласно этому соотношению невозможно одновременно точно определить местоположение частицы и ее импульс р = ти. Чем точнее определяется координата частицы, тем более неопределенным становится ее импульс. [c.27]

Если для частицы в классической механике принципиально возможно одновременно определить точно и координату частицы х и составляющую импульса вдоль оси х, то для микрочастиц в квантовой механике это невозможно. Для них всех да имеется неопределенность в координате Ах и импульсе Ар частицы. Эти неопределенности связаны соотношениями Гейзенберга [c.8]

Физико-химический атомизм достиг особенно больших успехов в результате создания (Н. Бор) и последуюш,ей разработки модели атома, которая с физической стороны объяснила периодическую систему элементов. Создание квантовой механики (Л. де Бройль, Э. Шредингер, В. Гейзенберг, П. Дирак и др.) позволило решать с этих позиций вопросы строения, химической связи (квантовая химия). [c.12]

В классической механике в принципе возможно одновременное и точное определение координат частицы (х, у, г) и составляющих вектора импульса Р относительно этих координат Рх, Ру, Рг)- В-случае микрочастиц в квантовой механике это невозможно. Для них всегда имеется неопределенность в координатах (Ах, Ау, Аг) и импульсах (АР . АРу, АР ) частицы. Эти неопределенности связаны соотношениями Гейзенберга [c.48]

Выражения (П1.21) и (П1.22) называются соотношением неопределенностей Гейзенберга , которое является одним из основных положений квантовой механики. Соотношения неопределенности ограничивают возможности перенесения понятий классической физики в физику микрообъектов, показывают их неприменимость. Они отражают специфику микрообъектов, подчеркивают единство и борьбу противоположных качеств волны и частицы. [c.40]

Гейзенберг Вернер (1901—1976) — немецкий физик (ФРГ), один из создателей квантовой механики. Лауреат Нобелевской премии. [c.40]

Первым шагом на пути создания квантовой механики явились условия квантования и дискретности энергетических состояний электрона в атоме, введенные Н. Бором. Следующим этапом стали принцип неопределенности В. Гейзенберга (1924) и уравнение Луи де Бройля (1924). [c.79]

Принцип неопределенностей Гейзенберга. Одним из важнейших положений квантовой механики следует назвать соотношение неопределенностей В. Гейзенберга, согласно которому невозможно с одинаковой точностью определить и координаты движущегося в атоме электрона, и его импульс р = ти). Математическая запись этого соотношения имеет вид [c.200]

Принцип неопределенности — важное положение квантовой механики, открытое в 1927 г. немецким физиком Вернером Гейзенбергом (1901—1976). Гейзенберг показал, что вследствие корпускулярно-волновой двойственности материи невозможно одновременно точно определить положение частицы и ее скорость. Он показал также невозможность точного определения энергии системы в тот или иной момент времени. [c.73]

В теорию Бора принцип квантования был введен произвольно. В ней в основном использовались законы классической механики. Открытие волновых свойств электрона, фотоэффект, опыты с абсолютно черным телом привели к созданию нового раздела физики- квантовой механики. Большую роль в ее создании сыграли Э. Шредингер и В. Гейзенберг. [c.26]

ТОЛЬКО дискретными количествами — квантами. Следуя этой гипотезе, объяснившей имевшиеся экспериментальные результаты, физики сначала развили старую квантовую механику, которую связывают с боровской моделью атома, и затем новую квантовую механику, которую ассоциируют в основном с работами Гейзенберга. В этой книге нет нужды детально рассматривать суш ность гейзенберговского подхода к квантовой механике, однако, возможно, стоит упомянуть, что, как показал в 1930 г. Дирак, математические подходы волновой п квантовой механики эквивалентны. Одиако нельзя сказать, что их одинаково просто применять. [c.15]

Взаимная и одновременная неопределенность в положении и импульсе атомных частиц — неотъемлемая часть квантовой механики. Впервые это было явно высказано в 1927 г. Гейзенбергом в его знаменитом принципе неопределенности. Он доказал, что произведение минимальных неточностей в положении частицы и ее импульсе есть величина порядка постоянной Планка /г. [c.26]

Начало развитию К. х. положили работы ряда исследователей, выполненные в период становления квантовой механики. В. Гейзенберг (1926) впервые провел расчет атома гелия В. Гайтлер и Ф. Лондон (1927) на примере молекулы водорода дали квантовомех. интерпретацию ковалентной связи. Их подход нашел дальнейшее развитие в работах Дж. Слейтера (1931) и Л. Полинга (1931) и получил назв. валентных связей метод. В этот же период Ф. Хунд (1928), Р. Малликен (1928), Дж. Леннард-Джонс (1929) и Э. Хюк-кель (1930) заложили основы широко распространенного в настоящее время молекулярных орбиталей метода. Одновременно появились и основополагающие работы Д. Харт-ри (1927) и В.А. Фока (1930), создавших самосогласованного поля метод, а также работы Дж. Слейтера (1929-30) по мат. основам конфигурационного взаимодействия метода. X. Бете (1929) и Дж. Ван Флек (1932-35) разработали кристаллического поля теорию, развитие к-рой привело к созданию поля лигандов теории, нашедшей широкое применение в координац. химии. [c.365]

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]

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]

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]

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]

Рассмотрим для начала систему, состоящую из двух электронов. Допустим, что в некоторый момент времени /о координаты этих электронов заданы точно и мы можем сказать, что, скажем, в окрестности точки х, уиг ) находится первый электрон, а в окрестности точки Х2, г/2, 22) — второй. В то же время, согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга, мы ничего не можем сказать об импульсах того и другого электрона в момент to. Последнее означает, что электроны могут двигаться с любыми скоростями и в любых направлениях. Но тогда, по прошествии некоторого времени мы сможем найти их в любом месте пространства, т. е. области локализации электронов перекрываются. На рис. 16 условно показано расплывание волновой функции электронов. Заштрихо ванная область отвечает большей вероятности нахождения в ней любого из электронов. Естественно, обнаружив электрон в этой области, мы никаким способом не сможем установить, какой же это электрон — 1 или 2 . Таким образом, в квантовой механике нельзя указать, в каком месте пространства в данный момент времени находится каждый из электронов Л -электронной системы. Одинаковость микрочастиц в квантовой механике имеет, как мы видим, гораздо более глубокую природу, чем одинаковость классических частиц. В классической механике всегда можно (по крайней мере в принципе ) определить индивидуальную траекторию каждого из множества одинаковых объектов (например, бильярдных шаров), для чего достаточно либо как-то эти объекты пометить, либо внимательно следить за движением каждого из них. Достаточно наглядным примером может служить наблюдение за полетом нескольких мух. Стоит немного отвлечься, потерять траектории их движения, и [c.61]

Это разделение широко используется в квантовой химии и в молекулярной спектроскопии. Исторически оно проводилось еще до появления квантовой механики. Первая попытка обосновать адиабатическое приближение принадлежала Борну и Гейзенбергу (1924 г.), но она оказалась неудачной, так как неправильно был выбран параметр малости, по которому производилось разложение энергии молекулы. Вторая попытка (Борн и Оппенгеймер, 1927 г.) удалась, в результате чего полуинтуитивные рассуждения химиков и спектроскопистов получили квантовомеханическое обоснование. В дальнейшем разработкой этого вопроса занимались как сам Борн, так и многие другие авторы. [c.109]

Квантово-механическая теорема вириала (от лат. vires — силы) — полный аналог подобной теоремы в классической механике, за исключением того, что в классической механике среднее берется по времени, а не по состояншо системы. В классической механике эта теорема была введена еще Клаузиусом. В квантовой механике ее впервые доказали М. Борн, В. Гейзенберг и П. Иордан (1925). Теорема вирвала выполняется только для точных решений. Отклонение от этой теоремы является одним из основных тестов для проверки точности решения. О теореме вириала см. также гл. 5. [c.43]

Квантовая механика. Уравнение Шредингера. В 1925— 1926 гг. Гейзенберг (Германия) и Шррдингер (Австрия) разработали новую механику, описывающую движение микрочастиц. Механика микрообъектов получила название квантовой механики. Механику, основанную на законах Ньютона, применимую к движению обычных тел, стали называть классической механикой. [c.18]

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]

Постулирование, а не объяснение стабильности определенных орбит не только не является недостатком теории, но представляет собой наиболее фундаментальную идею Бора — открытие, отражающее объективные закономерности природы микрочастиц. В несколько более общей форме (дискретность энергетического спектра связанных состояний) открытие Бора заложено и в уравнение Шрёдиигера и в коммутационные соотношения Гейзенберга современная квантовая (волновая) механика строится на этом открытии, а не объясняет его. Точно так же классическая небесная механика построена на основе закона всемирного тяготения Ньютона, не претендуя на объяснение этого закона. Отказ от первоначальной математической формулировки квантовых постулатов (теория Бора) исторически был связан с отсутствием согласия между теорией и эксп иментом для микрообъектов, отличающихся от водородоподобных систем. Сейчас известно, что теория Бора соответствует квазиклассическому приближению квантовой механики, условия применимости которого не выполняются для электронов в атомах и молекулах. — Прим. ред. [c.12]

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]

Квантовая механика уравнение Шредингера. Исследования де Бройля положили начало созданию механики, описывающей движение микрочастиц. В 1925—1926 гг. Гейзенберг (Германия) и Шредингер (Австрия) предложили независимо друг от друга два варианта новой механики вспоследствии было показано, что оба варианта приводят к тождественным результатам. Метод Шредингера оказался более удобным для выполнения расчетов современная теория строения атомов и молекул- основывается на этом методе. Механика микро-обьектов получила название квантовой механики-, механику, основанную на законах Ньютона, применимую к движению обычных тел, стали называть классической механикой. [c.26]

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]

Мы рассмотрели потенциальную кривую с позиций классическо механики. Квантовая механика вносит свои поправки в состоянии, отвечающем минимуму потенциальной кривой ядра неподвижны, значит, одновременно точно определены координата (г ) и импульс ядер (р — 0). Это противоречит принципу неопределенности Гейзенберга, и поэтому такое состояние неосуществимо. Параметры и Д относятся, таким образом, к гипотетическому (воображаемому) состоянию молекулы. В действительности же ядра колеблются около положения равновесия, даже и при О К, и реальная энергия молекулы оказывается выше минимума кривой на величин / энергии нулевых колебаний молекулы Бц (см. рис. 27). Определяемая на опыте энергия диссоциации отсчитывается не от минимума потенциальной кривой, как, а от уровня нулевых колебаний (см. горизонталь 1—2 на кривей а, рис. 27). Поэтому [c.66]

Уравнение Шредингера и волновая функция. Гипотеза де Бройля стала исходным моментом квантовой механики, созданной в 1925—1926 гг,, трудами Гейзенберга, Борна, Шредннгера, Дирака. [c.47]

Работы де Бройля, Шредипгера и Гейзенберга послужили основой для создания ими квантовой механики, описание которой приведено ниже. [c.25]

Движение микрочастиц (электронов, ядер, атомов) рассматривает квантовая механика, основоположником которой является М. Планк (1 900), авторы математического расчета—Э. Шредпнгер, 6. Гейзенберг, Л. де Бройль, М. Дирак, М. Борн. [c.200]

В квантовой механике сохраняются значения понятий массы частицы, энергии, пмпульса mv и момент количества движения. Однако такое понятие, как траектория движения частицы, в ней отсутствует. По так называемому соотношению неопределенностей Гейзенберга одно- [c.78]

Близкая аналогия между матрицами и операторами приводит к двум формулировкам квантовой механики операторной (Шрёдингера) и мат ричной (Гейзенберга) [c.230]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология