КВАНТ МЕХАНИКА

КВАНТ МЕХАНИКА, тўлқин механика — назарий физиканинг жуда кичик массали зарра (элементар зарра, атом, молекула ва ҳ. к.) нинг ҳаракат қонунларини ўрганувчи бўлими. 20-а. бошида, яъни қатор омиллар — атомларнинг турғунлиги, фотоэффект, радиоактивлик ва б. ни классик механика ва классик электродинамика ёрдамида тушунтириб бериш мумкин бўлмай қолганда Квант механикани яратиш ғояси пайдо бўлди. М. Планк, А. Эйнштейн ва Н. Бор каби олимларнинг ишлари Квант механиканинг яратилишига асос бўлди.

Классик физика қонунларини жуда кичик массали зарраларга татбиқ қилишда олинган хулосалар классик тасаввурларни тубдан ўзгартиришни талаб қилди. Классик физикада зарра нурланиши энергиясининг қийматлари узлуксиз бўлади. 1900 й. да М. Планк моддада электромагнит нурланишни мувозанатда бўлиш шартини тадқиқ қилди. У нурланиш энергияси чиқаётганда ёки ютилаётганда фақат узлукли (квантланган) қийматларгагина эга бўлиши мумкинлиги тўғрисидаги гипотезани илгари сурди. 1905 й. да А. Эйнштейн ёруғлик тушаётган металлардан ташқарига электрон чиқиш ҳодисаси (фотоэффект) ни текшириб, энергия фақат ютилиб ёки чиқибгина қолмай, у нурланиш кванти — фотон кўринишида ҳам мавжуд бўлади, деган хулосага келди. Фотон энергияси Е=Ь\ га тенг, бунда й — Планк доимийси, v — электромагнит нурланиш частотаси.

1913 й. да Н. Бор ёруғликнинг квантлар назариясини атомларнинг тузилиши масаласига татбиқ қилиб, атомдаги электрон шу атом ядросининг атрофида классик механика крнунларита бўйсунадиган аниқ орбиталар бўйича ҳаракат қилишини кўрсатди. Бунда орбиталарнинг ҳар бирида электрон аниқ энергияли ҳолатда, яъни барқарор ҳолатда бўлиб, ҳеч қандай нурланиш рўй бермайди (Бор постулатлари) . Атомнинг нур ютиши ёки нур чиқариши фақат электроннинг бир орбитадан бошқа орбитага ўтиши билан боғлиқ.

Бор назарияси энг содда атом — водород атомининг нурланиш хусусиятларини тушунтириб бера олди. Аммо мураккаб атомларга, молекулаларга бу назарияни қўллаш мумкин бўлмайди.

1924 й. да Л. де Бройль модда ёруғлик каби ҳам зарра, ҳам тўлқин хусусиятларига эга бўлади, деган гипотезани илгари сурди. Л. де Бройль айтган моддий зарранинг тўлқин хусусиятлари қар томонлама тасдиқланди. Шундай қилиб, корпускуляр-тўлқин дуализми ғояси тасдиқланди: бу ғояга биноан, тўлқин хусусиятга эга объектда зарра хусусияти ҳам уйғонади, зарра эса маълум шароитларда ўзини тўлқинлардек тутади.

1926 й. да Э. Шрёдингер зарралар ҳаракатининг тўлқин назарияси устида ишлаб, моддий зарраларнинг зарра ва тўлқин хусусиятларини ифодаловчи тенгламани таклиф қилди. Бу тенглама энг содда атом — водород атом и масаласини аниқ ечиб берди. Кўп электронли системалар учун Шрёдингер тенгламаси аниқ ечилмайди, бу ерда тахм. ечиш усуллари (вариацион усул, Хартри — Фок усули ва б.) ишлатилади.

Квант механикада барча зарралар корпускуляр ва тўлқин хоссаларига эга деб қаралади; зотан бу хоссалар бир-бирини истисно қилмайди, балки бир-бирини тўлдиради. Электронлар, протонлар ва б. зарраларнинг тўлқин табиати зарралар дифракциясига оид тажрибаларда тасдиқланди. Квант механикада зарранинг тўлқин хусусияти тўлқин функция (у-функция) орқали баён этилади. Тўлқин функция аслида статистик характерга эга эканлигини биринчи бўлиб 1927 й. да М. Борн айтди. Тўлқин функциянинг статистик маъноси, яъни зарранинг бирор ҳажм бирлигида бўлиш эҳтимоллиги — тўлқин функция модулининг квадрати \|/12 билан ифодаланади. Демак, Квант механикада зарранинг ҳолатини бир вақтда аниқ координата ва импульс орқали ифодалаш мумкин эмас, у фақат тўлқин функция орқалигина аниқланади. Зарранинг координата билан импульси В. Гепзенберг томонидан кашф этилган ноаниқликлар муносабатига бўйсунади.

Нисбийлик назариясини қўллаб, Квант механикани умумлаштириш натижасида релятивистик Квант механика пайдо бўлди. Квант механиканинг яратилиши ва ривожланишида М. Борн, П. Дирак, В. Паули, Э. Ферми, шунингдек, Л. Д. Ландау ва В. А. Фок каби олимларнинг ишлари муҳим роль ўйнади. Квант механика яратилиши яримўтказгичлар физикаси ва техникаси, паст т-ралар физикаси, квант электроника, ядро физикаси ва атом энергетикаси, астрофизика ва б. нинг тез ривожланишига сабаб бўлди.

Ад.: Гейзенберг В., Физические принципы квантовой теории, Л. — М., 1932; Дирак П., Принципы квантовой механики, пер. с англ., М, 1960; Паули В., Общие принципы волновой механики, пер. с нем., М., – Л., 1947; Фейнман Р. П., Хибс А., Квантовая механика и интегралы по траекториям, пер. с англ., М., 1968; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Квантовая механика. Нерелятивистская теория, 3 изд., М., 1974; Фок В. А., Начало квантовой механики, М., 1976.

Loading...