КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА

КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА, в физике — приложение КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ к объяснению поведения элементарных частиц, например, ЭЛЕКТРОНОВ. В свете этой теории волны и частицы являются взаимозаменяемыми понятиями. Еще в 1905 г. Альберт ЭЙНШТЕЙН выдвинул утверждение, что волновое излучение обладает некоторыми свойствами вещества. Однако начало развитию этой теории положил в 1924 г. французский физик Луи де БРОЙЛЬ, который предположил обратное, т.е. что частицы обладают волновыми свойствами. В 1926 г. австрийский физик Эрвин ШРЕДИНГЕР использовал эту гипотезу для предсказания поведения частиц на основе волновых свойств, но годом раньше немецкий физик Вернер ГЕЙЗЕНБЕРГ разработал математическую модель, эквивалентную теории Шредингера, не используя понятия волны вообще.

В 1928 г. английский физик Поль ДИРАК объединил все эти подходы, введя в квантовую механику понятие относительности. На этой основе в 1940-е гг. американский физик Ричард ФЕЙНМАН разработал КВАНТОВУЮ ЭЛЕКТРОДИНАМИКУ. см. также КВАНТОВЫЕ ЧИСЛА.

Физика девятнадцатого столетия не сумела объяснить некоторые замеченные феномены, прежде всего, наличие определенного спектра длины волны излучения, испускаемого разогретыми объектами. На рисунке кривая А представляет собой спектр излучения (интенсивность при различной длине волны), который согласно теории дол жен был бы наблюдаться при температурах около 1400°С (по горизонтали отложена шкала с делениями по 1(Н см). Кривая В — это реально наблюдаемый спектр. Отметим, что теоретический спектр совершенно не совпадает с реальным, поскольку предсказывает бесконечную интенсивность при самых коротких волнах — прогноз такого рода называют «ультрафиолетовой катастрофой». Теория XIX в. основывалась на представлении, что излучение испускается вибрирующими, электрически поляризованными единицами — диполями (1), энергия и частота вибрации которых в принципе могла иметь любую величину. Затруднение было разрешено в начале XX в., когда Планк предложил считать, что каждый диполь может вибрировать только при некоторых уровнях энергии, связанных с его частотой формулой Е = nftv, где п равно 1.2,3 и т. д., а А—универсальная постоянная; в этом случае вибрация с более высокой частотой (3) будет иметь более высокую минимальную энергию.