Дирак волновая механика

Отметим, что в рамках более совершенного уравнения волновой механики —уравнения Дирака, удовлетворяющего требованиям теории относительности, спин электрона получается как вывод, а не как дополнительная гипотеза. [c.572]

В 20-х годах нашего столетия благодаря трудам де Бройля, Шре-дингера, Дирака, Гейзенберга и др. были разработаны основы волновой механики, вскрывшей двойственную, корпускулярно-волновую природу светового излучения. Из совместного решения уравнений Планка ( =/гv) и Эйнштейна (Е=тс ) следует, что к =тс-. Подстав-с [c.69]

За исключением ядер с очень низкими атомными номерами, электроны, расположенные вблизи ядер (внутренние электроны), будут двигаться с релятивистскими скоростями. Следовательно, ядро и электроны как будто необходимо описывать с помощью релятивистской волновой механики, т. е. четырехкомпонентным матричным уравнением Дирака [4]. Хорошо известно также, что эти электроны, движущиеся с большими скоростями в силу релятивистских эффектов, характеризуются наличием спин-орбитальной связи. К счастью, удалось установить, что обычно эти релятивистские эффекты явно не фигурируют при вычислении межмолекулярных сил. Поскольку эти эффекты существенны только для внутренних орбитальных электронов, на которых мало сказывается влияние соседних ионов, при вычислении межмолекулярных сил можно ограничиться нерелятивистской квантовой теорией. Другими словами, релятивистские эффекты фактически непосредственно не влияют на молекулярные силы. Однако было бы неправильно предполагать, что [c.80]

Эта трудность была преодолена привлечением для объяснения металлическою состояния волновой механики, когда поняли (Ферми, Дирак, 1926), что каждый энергетический уровень металла может принять только два электрона с противоположными спинами (принцип Паули), тогда как в классической теории Максвелла — Больцмана нет предела числу электронов на данном уровне. Следовательно, если промежуток между последовательными энергетическими уровнями велик но сравнению [c.116]

По-иному подходит к вопросу строения атома особый раздел современной физики — квантовая (волновая) механика. Эта наука зародилась на основе квантовой теории, созданной в начале XX в. (см. гл. 6) однако усиленное развитие ее началось лишь с 20-х годов XIX в. и связано с именами ученых Шредингера, Гейзенберга и Дирака. [c.155]

Интересно, что концепция спинового квантового числа 5 так же, как п, I и ТП1, является естественным результатом релятивистской волновой механики Дирака. [c.35]

Новые законы движения электронов и других микрочастиц были открыты в 1926—1928 гг. Э. Шредингером (1887—1961), В. Гейзенбергом (1901 —1976) и П. Дираком (1902—1984). Эти законы легли в основу одного из1 разделов современной физики — квантовой механики. Ученые исходили из волновых свойств электрона, обнаруженных с помощью опытов по интерференции электронных пучков. [c.143]

Для неразличимых частиц, описываемых в квантовой механике антисимметричными волновыми функциями (частиц с полу-целым спином), каждую из неразличимых ячеек, принадлежащих уровню 8 , может занимать не больше одной частицы. Свойства ансамбля таких частиц описывает фуикция распределения Ферми — Дирака. [c.200]

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]

Заметим, что уравнение Паули является приближенным, так как строго спин может быть введен лишь в релятивистской квантовой механике, где волновая функция удовлетворяет уравнению Дирака. [c.198]

Вышеизложенные соображения приводят к выводу, что законы классической физики часто неприменимы к элементарным частицам. В сущность микромира нельзя проникнуть, пользуясь только волновыми или только корпускулярными представлениями. Так, электрон не является ни частицей, ни волной, но тем не менее это реальный объект, который, кстати сказать, играет в химии решающую роль. Заслугой Гейзенберга, Борна, Шредингера и Дирака служит то, что они создали основы новой механики, которая правильно описала поведение электрона и сделала наши представления о сущности материи более глубокими. Если мы действительно хотим понять принципы квантовой механики, мы должны быть [c.32]

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]

В 1928 г. был найден квантовомеханический ответ на вопрос об электронном спине. Волновое уравнение в виде, предложенном Шредингером, было нерелятивистским. Желая привести волновую механику в соответствие с теорией относительности, Дирак вывел волновое уравнение, которое естественно привело к спиновому моменту количества движения электрона. По теории Дирака, электрон имеет такой же момент количества движения и магнитный момент, как и вращающийся электрон по Уленбеку и Гауд-смиту. Однако, как и в случае с тремя другими квантовыми числами, квантовомеханические свойства электронного спина являются результатом последовательных математических расчетов и не приводят к проблемам, возникающим из физической картины электрона, вращающегося вокруг собственной оси. [c.69]

В данной главе будет введено понятие о волновой природе атомных частиц. Это понятие лежит в основе математического аппарата волновой механики, позволяющего понять и предсказать свойства отдельных молекул (так называемое микроскопическое состояние). Свойства молекул в большом объеме (макроскопическое состояние) могут быть определены применением статистических методов к микроскопическим результатам. Волновая механика для атомных частиц играет ту же роль, что и классическая механика для макроскопических объектов. Можно объяснить движение небесных тел и предсказать траектории космических кораблей, исходя из уравнений классической механики, развитой Ньютоном, Лагранжем и Гамильтоном. Аналогично можно понять и предсказать свойства молекулы водорода, исходя из уравнений волновой механики, развитой де Бройлем, Шрёдингером и Дираком. Реальный прогресс в объяснении свойств как классических, так и атомных (квантовых) систем во многом зависит от достигнутого уровня вычислительной техники. Так, высадка человека на Луну стала возможной благодаря развитию в равной мере как ракетной, так и вычислительной техники. Возможности современной вычислительной техники позволяют уяснить многие аспекты поведения довольно сложных молекул и точно предсказать свойства простейших молекул. Однако они не позволяют точно предсказать свойства больших молекул, представляющих интерес для химиков. Важно, однако, понять, что ограниченность вычислительных возможностей не означает, что фундаментальные концепции волновой механики неадекватны или что ее уравнения неверны. [c.14]

По-видимому, Дирак был прав, когда еще в 1928 г. высказал мысль, что с помощью уравнения Шрёдингера вся химия может быть сведена к математике. В настоящее время общепризнано,, что методы волновой механики позволяют получить точные дан ные о природе и величине сил, действующих между различными частицами, и что обусловленные ими свойства химических систем могут быть вычислены без обращения к эксперименту. Однако математический аппарат волновой механики чрезвычайно сложен и требует слищком больщих затрат времени на проведение вычислений, чтобы такой строгий теоретический подход смог полностью заменить собой экспериментальные исследования или применение более простых, но вместе с тем и менее точных математических моделей. По этой причине мы откладываем ознакомление с методами волновой механики до изучения специальных курсов, а в данной книге сосредоточим вйимание па менее точных методах, позволяющих, однако, быстрее получить интересующие нас результаты. [c.404]

Теория квантовой механики была разработана в 1925 г. немецким физиком Вернером Гейзенбергом (1901). Вполне аналогичная теория, называемая волновой механикой, была независимо разработана в начале 1926 г. австрийским физиком Эрвином Шрёдингером (1887—1961). Существенный вклад в эту теорию внес также английский физик Поль Адриен Морис Дирак (1902). [c.113]

В 1924 г. де-Бройль дал основы квантовой (волновой) механики, после того как путь к этому был подготов.1ен работами тех же Б о р а й Э й н ш т е fi н а. Затем Гейзенберг (1925), Шредингер (1926) и Дирак (1928) разработали и значительно углубили мысли де-Б р о й л я и сделали возможным применение квантовой механики к решению разнообразных физико-химических задач природа валентности, величина химического сродства, поверхпостные явления, радиоактивный распад, диффракция электронрв и многих других. [c.53]

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]

ПАУЛИ ПРИНЦИП в одном квантовом состоянии физ. системы южeт находиться не более одной частицы с полу-целым спином (в единицах Ь.). Сформулирован В. Паули в 1925 для электронов в атомах, а затем распространен на любые частицы с полуцелым спином (фермионы) протоны, нейтроны, ядра, атомы, молекулы. Вытекает из релятивистской квантовой механики и статистики Ферми — Дирака, к-рой подчиняются фермионы, и является следствием св-в симметрии волновой ф-ции системы одинаковых фермионов относительно перестановки любой пары частиц. [c.424]

Важный шаг на пути усовершенствования квантовой теории, связан ный с открытием волнового характера электрона, был сделан в 1925 г. Более совершенная теория, называемая квантовой механикой, или волновой меха-никой, была разработана главным образом немецким физиком Вернером Гейзенбергом (родился в 1901 г.), австрийским физиком Эрвином Шредин-гером (родился в 1887 г.) и английским физиком Полем Дираком (родился в 1902 г.). Теория квантовой механики находится в полном согласии с опытными данными относительно строения атомов и молекул, но она, по-видимому, нуждается в некоторых дополнениях, прежде чем ее можно будет использовать при рассмотрении проблемы строения ядер. Квантовую механику нельзя изложить коротко и просто, и в этой книге изложены только некоторые ее выводы, отнЬсящиеся, в частности, к электронной структуре атомов и молекул. [c.156]

Последовательная теория л1ежмолекулярных сил, правильно описывающая их новедепие как па близких, так и на далеких расстояниях, смогла быть построена только после создания квантовой механики, основные идеи которой были сформулированы в период 1925—1927 гг. (Гайзенберг, Шредингер, Бор, Борн, Дирак, Паули). Уже в 1927 г. Гайтлером и Лондоном [9] был проведен квантовомеханический расчет потенциальной кривой для простейшей системы — двух атомов водорода. Расчет Гайтлера — Лондона заложил основы квантовой теории валентности. Из полученных ими результатов следовало, что отталкивателыпдй характер потенциальной кривой иа близких расстояниях определяется антисимметричностью волновой функции относительно перестановок электронов, приводящей к появлению специфического обменного взаимодействия при этом силы отталкивания экспоненциально спадают с расстоянием. В этом же году Уонгом [10] было впервые рассмотрено квантовомеханическое притяжение, возникающее [c.18]

Существование С. было обосновано Дираком методами релятивистской квантовой механики. Дирак сформулировал волновое уравнение для электрона (1928), из к-рого наличие С. и все его свойства следовали автоматически. Прямое экспериментальное доказательство существования С. было получено в опытах Штерна и Герлаха. Пучок атомов, заведомо находящихся в состоянии с нулевым орбитальным модюптом (И, Ag, щелочные металлы), пропускался через сильно неоднородное магнитное поле. Было зарегистрировано расщепление пучка на два. Величина расщепления соответствовала магнитному моменту, равному одному магнетону Бора, а факт двухкратного расщепления свидетельствовал о двух возможных ориентациях магнитного момента электрона. Открытие С. позволило объяснить целый ряд накопленных к тому времени экснериментальных фактов и, прежде всего, мультиплетность в атомных спектрах. [c.499]

Проблема верхней границы неизбежно должна была оказаться в сфере внимания квантовой механики, и именно в русле методов последней были получены результаты, которые, казалось бы, давали возможность более или менее определенно судить о критическом значении Z (см. [18]). В 1928 г. П. Дирак показал, что в кулоновском поле точечного заряда Ъе решение волнового уравнения становится сингулярным при Ъ = 137. Основой подобного расчета было, как видно, понятие о точечном ядре. В том же году Ч. Дарвин и В. Гордон подтвердили, что решение уравнения Дирака для точечного ядерного заряда давало величину Zкpит примерно равную 1/а (я — постоянная тонкой структуры). Отсюда ориентировочная верхняя граница существования атомных структур материи должна была соответствовать значению лг137. Это представление на сравнительно долгое время получило широкое распространение. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология