Часть 4 Квантовая механика

§1 Экспериментальные основы квантовой механики.

К началу 20го века основные физические явления были объяснены классической физикой за исключение нескольких явлений:

1) тепловое излучение тела. Как известно любая движущаяся с ускорением заряженная частица излучает электромагнитные волны. Так как все тела содержат заряженные частицы, то при температуре выше абсолютного 0 они двигаются. Поэтому любое тело при T>0 излучает электромагнитные волны частота которых от 0 до

Пусть энергия излучает электромагнитные волны за единицу времени приходящаяся на единицу поверхности в интервале частот от до будет

спектральная плотность излучения.
С помощью классической электродинамики Максвелла можно получить зависимость

-закон Релея и Джинкса или «ультрафиолетовой катастрофой»

2) Фотоэффект, который состоял в том, что электромагнитная волна вырывала с поверхности проводника электромагнит. Само это явление легко объясняется классической электродинамикой. Под действие электромагнитного поля электроны проводника начинают двигаться вдоль поверхности.

A на движение электронов со стороны со стороны магнитного поля направленного наружу и она приводит к выражению.

Столетов экспериментом установил, что увеличение амплитуды волны то есть энергии волны, скорость вылетевших электронов не меняется, а меняется их число, что невозможно объяснить классической физикой.

3) Опыты по дифракции электрона

1. Опыт с пулями

Будем описывать попадание пуль в мишень вероятность попадания P. Если открыть оба отверстия то вероятности попадания складываются.

2. Опыт с волнами

Если открыть одно отверстие то (§2.6) будем наблюдать дифракцию, если второе-дифракцию

Если оба то интерференцию

3. Опыт с электронами

p- вероятность попадания в мишень.

Вероятности не складываются, а интерферируются

Электроны описывают вероятности как пули, а вероятности интерферируются как у волн.