Дуализм волн и частиц

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]

Следует отличать содержание соотношения В. Гайзенберга от данного им толкования. Действительно, невозможен опыт, позволяющий одновременно точно измерить координату и импульс частицы. Эйнштейн в последние годы пытался опровергнуть это утверждение. Нельзя, однако, придумать опыт, опровергающий соотношение (XX. 12), которое ограничивает не предел познания, а предел применения понятий волна и частица. Микрообъект сложнее, чем эти возникшие при наблюдении макрообъектов понятия. Дуализм волна—частица—реальное свойство микрообъекта. Дифракция при прохождении электрона через щель возникает потому, что электрон не является частицей, а обладает волновыми свойствами. [c.432]

Дуализм волна—частица . Новые представления о природе электрона берут свое начало в известной полемике о сущности лучистой энергии, которая велась в течение длительного времени такими выдающимися исследователями, как Гюйгенс, Ньютон, Юнг и Френель. К началу XX в. считалась установленной волновая природа излучения точно так же, как веком раньше общепризнан был его корпускулярный характер. В 1905 г. для объяснения фотоэлектрического эффекта Эйнштейну пришлось вновь вернуться к представлению о фотонах как световых частицах. Таким образом, с новой остротой встал вопрос что такое свет—волны или частицы [c.162]

В 1924—1925 гг. французский физик Луи де-Бройль высказал предположение, что двойственное поведение, т. е. свойства волны и частицы, присуще не только излучению, но и любым материальным объектам, и ввел представление о волнах материи. Согласно этим представлениям частице с массой т, движущейся со скоростью у, соответствует волновой процесс с длиной волны X = к/ти. Расчет по уравнению де-Бройля помогает выяснить, почему дуализм волна—частица обнаруживается только для микрообъектов, хотя это одно из общих свойств материи. Как видно из уравнения, масса тела находится в знаменателе, поэтому для макроскопических тел с большой массой длина волны во много раз меньше атомных размеров. [c.162]

Таким образом, оказывается, что даже если бы не было трудностей дуализма (волна — частица), детерминистская модель атома в рамках классической теории в действительности противоречит фундаментальным научным принципам. [c.44]

ЧТО электрон как таковой не ( ществует в ядре, в соответствии с нейтрон-протонной моделью, распространение этого подхода к проблеме бета-излучения было многообещающим. На первый взгляд такой подход может показаться не слишком разумным, так как следовало бы ожидать, что свойства волны будут сильно отличаться от свойств частицы. Следовательно, если нас не смущает образование фотона, то все же трудно представить себе подобный процесс для электрона. Однако, вспоминая о нашем подходе к дуализму волна — частица в квантовой механике, нечего особенно удивляться эквивалентному подходу и к данной проблеме. [c.404]

Математически дуализм волна — частица выражается уравнением Луи де Бройля [c.30]

В какой мере совместимо современное представление о дуализме волна—частица с тремя законами логики Аристотеля [c.36]

Принцип неопределенности делает невозможным утверждение, что электрон, имеющий определенную скорость, находится в том или ином месте пространства, т. е. мы вынуждены прибегнуть к вероятностному описанию. Действительно, если известно положение электрона в пространстве в данное мгновение, то можно говорить о вероятном значении его момента если же мы знаем момент электрона, то не можем и надеяться точно определить его положение. Таким образом, оказывается, что даже если бы не было трудностей дуализма (волна—частица), детерминистская модель атома в рамках классической теории в действительности противоречит фундаментальным научным принципам. [c.40]

В основе квантовомеханического истолкования законов микромира лежит понятие дуализма волна — частица. Волновые свойства частиц проявляются тем меньше и, наоборот, их корпускулярные свойства выражены тем более значительно, чем больше их масса. Поэтому мы можем с большой экспериментальной точностью (до 0,01 А, а иногда и до 0,001 А) установить пространственное положение тяжелых атомных ядер молекулы. [c.5]

Несмотря на то что мы пока не решили, каким образом выразить волновой характер электрона, но тем не менее уверены в том, что это должно быть сделано с помощью волнового уравнения. Это делает необходимым использование волновой функции для описания свойств электрона. Для известных форм волнового движения можно дать вполне разумную и полезную физическую интерпретацию волновой функции. Однако какой смысл будет иметь волновая функция частицы, сказать не так легко. Эрвин Шредингер блестяще продемонстрировал возможности волновой механики в этом направлении еще до того, как появилось приемлемое толкование волновой функции. Сейчас может показаться, что волновая функция имеет только математический смысл и никакой физической интерпретации в действительности и не требуется. Это как будто бы подтверждается наличием умозрительных трудностей, связанных с дуализмом волна — частица. Такая точка зрения должна в особенности импонировать тем, кто любую попытку дать физическое описание всем природным процессам считает помехой для развития науки. Однако, безусловно, следует поддер- [c.45]

Для того чтобы описать эти переходы, Ферми применил математический аппарат квантовой механики, аналогичный использованному для обработки данных об электромагнитном излучении атома. На основании волнового уравнения, зависящего от времени, можно выяснить возникновение и аннигиляцию фотонов в момент их излучения или поглощения во внеядерных процессах. Ввиду того что электрон как таковой не существует в ядре, в соответствии с нейтрон-протонной моделью, распространение этого подхода к проблеме бета-излучения было многообещающим. На первый взгляд такой подход может показаться не слишком разумным, так как следовало бы ожидать, что свойства волны будут сильно отличаться от свойств частицы. Следовательно, если нас не смущает образование фотона, то все же трудно представить себе подобный процесс для электрона. Однако, вспоминая о нашем подходе к дуализму волна — частица в квантовой механике, нечего особенно удивляться эквивалентному подходу и к данной проблеме. Из теории Ферми получается уравнение распределения бета-частиц по энергиям [c.385]

Рассмотренный квантовый эффект является следствием дуализма волна — частица и имеет близкую классическую аналогию. Если внутри стекла луч света падает на поверх- [c.320]

Математически дуализм волна-частица нашел свое выражение в соотношении де Бройля, согласно которому частице, имеющей массу т и движущейся со скоростью V, соответствует волна длиной X [c.7]

Дуализм волн и частиц—фундаментальное свойство микромира оно означает невозможность независимого рассмотрения таких характеристик частицы, которые в классической физике разделялись. Обратим внимание на результат, к которому приводит уравнение Шредингера, если система представляет собой свободную частицу. Свободная частица, описываемая бесконечной волной, есть простейшая система, находящаяся на низшей ступени организации. Энергия частицы не квантуется и, наблюдая ее, мы, вообще говоря, могли ничего не узнать о стационарных состояниях и скачкообразных переходах между различными энергетическими уровнями, столь существенно определяющих химические свойства элемента. Одним из наиболее глубоких по содержанию утверждений квантовой теории является признание дискретности состояний тех систем, на которые наложены какие-либо ограничения. Будем считать наборы различных ограничений признаками организации. <2 этой точки зрения следующая ступень организации есть частица, находящаяся в потенциальном ящике. Значения ее энергии уже квантованы. Эта организация способна существо- [c.50]

Кроме того, на электронные конфигурации атомов влияют до сих пор еще во многом неясные внутренние свойства электронов их дуализм как частиц и волн, спиновые характеристики и, в частности, правила Хунда, а также распределение в пространстве а- и р-спиновых плотностей и сопровождающих их магнитных полей очень важно существование добавочных внутренних максимумов радиальных зарядовых плотностей, кроме главного максимума, отвечающего первому квантовому числу данного электрона. Существенна и способность электронов к возбуждению и статистическому распределению одновременно на разных уровнях энергии, а также конфигурационное взаимодействие, которое требует принимать во внимание всю сложность коллективных межэлектронных взаимовлияний. [c.8]

В предыдущей главе был показан дуализм электромагнитного излучения. В определенных экспериментальных условиях свет ведет себя как волна, а в других он несомненно проявляет свойства частицы. Такое представление не соответствует классическим физическим воззрениям мы всегда наблюдаем частицу, локализованную в пределах определенных конечных границ, в то время как волна стремится распространиться по всему пространству. Любая попытка создать в рамках классической физики модель двойственной системы непременно привела бы к неудаче, и мы вынуждены допустить существование такого полол<ения, которое необъяснимо на-щими классическими представлениями о природе. [c.40]

Связь между волнами и частицами — это, по-видимому, великий закон природы, причем такой дуализм тесно связан с существованием и внутренней сущностью кванта действия ) ), [c.7]

Противоречия между физико-химическим и органо-химическим критериями ароматичности давно известны. Тем не менее, данные, полученные при изучении соединений, подобных 186 и 189, пролили новый свет на эту проблему. Наблюдаемые отклонения от планарности не вызывают значительных изменений в спектральных параметрах этих соединений, так что по этому признаку соединения следует считать ароматическими. В то же время эти нарушения геометрии драматическим образом меняют картину реакционной способности, и по этому критерию циклофаны 186 и 189 следует, видимо, считать неароматическими соединениями, производными циклогексатрие-на-1,3,5 [26е]. Видимо, эти критерии отражают различные особеьшости сопряженных 7с-систем (по духу что-то похожее на дуализм волна/частица), так что ответ да или нет на вопрос об ароматичности той или иной системы зависит от природы наблюдателя — молекулы реагента или фотона. Иначе говоря, для химика-органика важнейший критерий — это реакционная способность, а для физико-химика или структуршика-теоретика — спектры. [c.453]

Явление бозе-эйнштейновской конденсации носит сугубо квантовый характер дуализм волна — частица в этом случае (при малых импульсах) разрешается в пользу волны. Это, однако, не противоречит возможности рассматривать волну как классическую, в которой одновременно определены амплитуда и фаза в заданной точке пространства. [c.245]

Можно предположить, что проблема дуализма волна —частица для фотона может быть рещена путем простого представления о фотоне, движущемся в пространстве по пути волны. Почему это представление противоречит нащему обычному понятию о волновом движении [c.36]

Пока не решено, каким образом выразить волновой характер электрона, но есть уверенность в том, что это должно быть сделано с помощью волнового уравнения. Последнее делает необходимым использование волновой функции для описания свойств электрона. Для известных форм волнового движения можно дать вполне разумную и полезную физическую интерпретацию волновой функции. Однако какой смысл будет иметь волновая функция частицы, сказать не так легко. Эрвин Шредингер блестяще продемонстрировал возможности волновой механики в этом направлении еще до того, как появилось приемлемое толкование волновой функции. Сейчас может показаться, что волновая функция имеет только математический смысл и никакой физической интерпретации в действительности и не требуется. Это как будто бы подтверждается наличием умозрительных трудностей, связанных с дуализмом волна — частица. Такая точка зрения должна в особенности импонировать тем, кто любую попытку дать физическое описание всем природным процессам считает помехой для развития науки. Однако, безусловно, следует поддержать попытки описания природных процессов в рамках концепций, имеющих определенную связь с нашим физическим миром. Макс Борн, применив вероятностные идеи принципа неопределенности, дал общепринятую в настоящее время трактовку волновой функции 4. По Борну, волновая функция частицы — это не амплитудная функция, в обычном смысле используемая для описания волн, а, скорее, мера вероятности события. Когда волновая амплитуда велика, то велика и вероятность события, малая амплитуда отвечает столь же малой вероятности события. В этой интерпретации мы до некоторей степени упустили из виду физический мир, ибо это не то волновое движение, к которому мы привыкли. Однако такая концепция согласуется с приемлемой трактовкой квантовомеханических положений о движении электромагнитных волн. [c.44]

Следует отличать содержание соотношения Гайзенберга от им толкования. Действительно, невозможен опыт, позволяющи временно точно измерить,координату и импульс частицы. Эйнн последние годы пытался опровергнуть это утверждение. Не ьзя, придумать опыт, опровергающий соотношение (ХХ-12). Это соот ограничивает не предел познания, а предел применения понятий частица. Микрообъект сложнее, чем эти возникшие при наблюден рообъектов понятия. Дуализм волна — частица реальное микрообъекта. Дифракция при прохождении электрона через щел никает не для того, чтооы помешать точно измерить одновременно и и координату, а потому, что электрон не является частицей, а волновыми свойствами. [c.423]

Дуализм волн и корпускул. Рассматривая разные опти ческие явления, легко видеть, что в некоторых из них свет веде себя как поток материальных частиц (фотонов), а в других — как. волны. К первым относится большинство явлений, связанных с испусканием и поглощением света материальными телами. Они хорошо объясняются квантовой, т. е. корпускулярной теорией света, то время как волновая теория не только не объясняет их, яс даже им противоречит. Яркими примерами могут служить рассмотренные выше фотоэлектрический эффект и эффект Комптона, где фотоны ведут себя примерно так, как материальные тела с определенной массой и кинетической энергией, летящие по определенным направлениям. В противоположность этому большинстз. -явлений, связанных с распространением света (диффракция, и -терференция, поляризация и пр.), хорошо объясняются волново теорией света, ко находятся в полном противоречии с корпускулярной. Квантовая теория света внесла, таким образом, в физические представления непривычный дуализм — мы принуждены приписывать свету двойственные свойства волн и корпускул. [c.41]

Дуализм волн и частиц присущ не только свету, но и обычным-материальным частицам электроны, протоны и атомы, падая пучком на кристаллическую решетку, обнаруживают на ней совершенно такие же явления диффракции, как и рентгеновские лучи диффракция является, однако, типично волновым процессом. Таким образом дуализм волн и корпускул является общим свойством материи. Выход из такой двойственности надо искать не е противопоставлении волновых и корпускулярных свойств, а в их объединении. Один из создателей квантовой механики Г е й з е н-берг так формулирует эту задачу свет и материя не могут одновременно состоять из волн и частиц, так как оба представления друг друга исключают. Свет (фотоны) и весомая материя суть единые физические явления и двойственность их свойств только кажущаяся. Она зависит от того, что наши представления и наш язык возникли из наблюдения на больших телах и что для атомных процессов они не были приспособлены. Это заставляег при описании таких процессов прибегать к неполным аналогиям, которые дают волновая и корпускулярная картины . [c.41]

Принцип соответствия оставался однако по существу лишь изолированным от остальной физики принципом — волшебной палочкой для решения разных задач теории спектров и строения атома, как метко выразился Зоммерфельд Огромное его принципиальное значение заключается в том, что дуализм волн и корпускул впервые был признан и узаконен. Забегая несколько вперед, надо указать, что такой дуализм присущ не только свету, но и обычным материальным частицам электроны, протоны и атомы, падая пучком на кристаллическую решетку, обнаруживают на ней совершенно такие же явления днффракции, как и рентгеновские лучи диффракция последних является однако типично волновым процессом. Таким образом дуализм волн и корпускул — общее свойство материи. Выход нз такой двойственности надо искать не в протиоопоста- [c.62]

Теория де-Бройля. Создателем квантовой (или волновой) механики является де-Бройль (1924). В его работе последовательно осуществлено распространение дуализма волн и корпускул света на обычные материальные частицы и тела. Основное допущение де-Бройля заключается в том, что с каждой материальной частицей (фотоном, электроном, протоном и т. д.) связан некоторый периодический процесс, природы которого мы пока рассматривать не будем. Если частица движется, то. неподвижному наблюдателю этот процесс будет представляться в виде распространяющейся волны, которую назовем фазовой волной2. Последнюю ни в коем случае не следует отождествлять с электромагнитной волной или с другими известными нам раньше волновыми процессами де-Бройль показал, что движение частицы можно привести в тесное соответствие с движением ее фазовой волны, если последней приписать частоту, вытекающую йз обоих соотношений (3) и (5) [c.63]

Обсудим условия применимости классической механики для описания колебаний атомов в решетке кристалла. В квантовой механике волне с частотой tuo в соответствии с принципом корпускулярно-волнового дуализма сопоставляют частицу, называемую фононом. Частота оо и энергия е фонона связаны соотношением E=h(uo, где h — постоянная Планка. Следовательно, число фоионов, приходящееся на один атом кристалла, можно оценить как Т/ Нсио), так как Т — тепловая энергия одного атома. Если это число велико, т. е. 7 >й(оо, то дискретность фононов исчезает и справедливы законы классической механики колебаний. С учетом (4.3) можно записать условие классичности тепловых колебаний атомов в кристаллической решетке в виде [c.72]

Из-за поляризации подобные связи называют частично ионными и здесь проявляется одна из издержек квантовой химии, на которой необходимо хотя бы очень кратко остановиться. Еще Гайт-лер и Ферми убедительно показали, что чисто ковалентных, так же как и чисто ионных связей, как правило, не бывает. Но из этого не следует, что имеет физический смысл определение в процентах ( ) степени ковалентности или степени ионности (хотя это нашло сейчас широкое распространение в литературе по химии и физической химии, в том числе и полимеров). Прямолинейное введение процентов ковалентности столь же недопустимо, как толкование квантово-волнового дуализма в том духе, что электрон на х% является частицей, а на у% — волной ху = 100). [c.19]

Двойственная природа (дуализм) электрона, обладающего свойствами и частицы, и волны, приводит к тому, что его движение не может быть описано определенной траекторией. Траектория размывается, возникает полоса неопределенности, в пределах которой и находится электрон. Чем точнее мы будем пытаться определить нахождение электрона на траектории (его координаты х, у, и г), тем меньше будем знать о его скорости v или импульсе p = nieV, и наоборот, т. е. в любой момент времени невозможно определить и положение в пространстве, и скорость (или импульс) электрона. В этом заключается принцип неопределенности. [c.29]

Двойственная природа (дуализм) электрона, обладающего свойствами и частицы, и волны, приводит к тому, что его движение не может быть описано определенной траекторией. Траектория размывается, возникает полоса неопределенности, в пределах которой и находится электрон. Чем точнее мы будем пытаться определить нахождение электрона на траекто- [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология