1. Реферат на тему «Квантовая
механика »
Подготовили :
Колесникова А .,
Перчаточникова Л .
Проверила : Агалакова В .А .

2. Квантовая механика — раздел теоретической
физики, описывающий квантовые системы и законы их
движения.
Квантовая механика описывает поведение
электронов, фотонов, а также других элементарных
частиц. Эксперименты подтверждают результаты,
полученные с помощью квантовой механики.
Корпускулярно -волновой дуализм
Корпускулярно -волновой дуализм — принцип,
согласно которому любой объект может проявлять как
волновые, так и корпускулярные свойства.
Как классический пример, свет можно
трактовать как поток фотонов, которые во многих
физических эффектах проявляют свойства
электромагнитных волн. Свет демонстрирует свойства
волны в явлениях дифракции и интерференции при
масштабах, сравнимых с длиной световой волны.
Волны де Бройля
Де Бройль выдвинул идею о том, что
волновой характер распространения, установленный
для фотонов, имеет универсальный характер. Он
должен проявляться для любых частиц, обладающих
импульсом p. Все частицы, имеющие конечный импульс

3. p, обладают волновыми свойствами, в частности,
подвержены интерференции и дифракции.
Формула де Бройля устанавливает
зависимость длины волны λ, связанной с движущейся
частицей вещества, от импульса p частицы:
где m — масса частицы, v — ее скорость, h —
постоянная Планка, c — скорость света. Волны, о
которых идет речь, называются волнами де Бройля.
Вероятностный характер атомных
процессов
Природа корпускулярного - волнового
дуализма оказалась одной из самых волнующих
загадок в истории физики. Как в одном и том же
объекте могут сочетаться, казалось бы не
совместимые свойства неделимых частиц и
распределённых в пространстве волн?
Решение этой проблемы предложил в 1925 году
немецкий физик Макс Борн, предположив, что законы
природы в атомных масштабах носят вероятностный
характер.

4. Представление о вероятности
Учёные вывели количественную меру
вероятности. Вероятность какого-либо события равна
отношению числа случаев, в которых это событие
происходит, к общему числу случаев.
Вероятность в классической физике
Вероятностное описание в классической
физике обусловлено только неполнотой информации.
Например, если бы мы могли точно определить
условие бросания монетки, можно было бы достоверно
предсказать, как она упадёт.
Вероятность в атомной физике
Тщательный анализ опытов и теоретические
исследования показали, что атомные процессы имеют
в своей основе вероятностную природу. Это связано с
самой сутью явлений, происходящих в атомных
масштабах.
Вероятностное истолкование
корпускулярно -волнового дуализма
Выяснилось, что «волны де Бройля» это
необычные волны, а как бы «волны вероятности»,
определяющие вероятность обнаружить частицу в
данной точке пространства: чем больше амплитуда
волны, тем больше эта вероятность. Движение

5. частицы представляет собой распространение «волны
вероятности». Поэтому и проявляются волновые
свойства частиц то есть явление интерференции и
дифракции.
Соответствие между классической и
квантовой физикой
Согласно классической механике координаты
тела его скорости могут быть измерены одновременно,
при чем с любой точностью. И это действительно так
для макроскопических тел, описание движения которых
и было целью классической физики.
Для микрочастиц с очень малой массой или
энергией это не вероятно. Опыты и расчеты
свидетельствуют, что измерить импульс частицы и ее
координаты одновременно не возможно.
Чем точнее будет измерена координаты
частицы, тем больше станет неопределенности в
значении ее импульса.
«Взаимная» неопределённость Δx в значении
координаты частицы x и неопределённость Δp в
значении её импульса p определяется постоянной
Планка – главной физической постоянной квантовой
механики. Как показывают расчёты,

6. Произведение неопределённости импульса
частицы и её координаты не меньше постоянной
Планка: ΔpΔx≥h.
Это соотношение называется соотношением
неопределённости Гейзенберга , так как оно
впервые было сформулировано немецким физиком
Вернером Гейзенбергом.
Почему соотношение неопределённости
не проявляется для макроскопических тел ?
Дело в том, что постоянная Планка h=6,623*10-34
Дж *с чрезвычайно мала по сравнению с
«макроскопическими» величинами.
Рассмотрим для примера макроскопическое
тело массой 1 кг. Из соотношения неопределённости
Гейзенберга ΔpΔx≥h следует, что произведение
неопределённостей скорости и координаты ΔvΔx≥h/m.
Значит, при m=1 кг получаем ΔvΔx=10 -33 м2/с (мы
приняли для оценки h=10-33 Дж*с).
Отсюда следует, что если даже координаты
нашего тела определена с огромной точностью – до
размеров атома (10-10м), квантово-механическая
неопределенность в значении его скорости будет
около 10-23м/с. Столь малую неопределенность в
значении скорости обнаружить невозможно, так как она

7. лежит далеко за пределами точности всех
измерительных приборов.
Итак, для макроскопических тел квантово-
механические неопределенности не поддается
измерению - вот почему в макромире не проявляется
соотношение неопределенностей.
Как проявляется соотношение
неопределенностей в микромире ?
Рассмотрим теперь соотношение
неопределенности для электрона. Масса электрона
me=9,1*10-30 кг, поэтому в данном случае произведение
неопределенностей скорости и координаты ΔvΔx≥h/
me=10-3 м2/с. Расмотрим электрон, находящийся в
связанном состоянии в атоме – при этом электрон
«локализован» в пределах атома, то есть для него
неопределенность в координате Δx=10-10м.
Тогда из соотношения ΔvΔx=10-3м2/с следует,
что неопределенность в значении скорости электрона
в атоме Δv=107м/с. А это как раз есть скорость
электрона, находящегося на одной из стационарных
орбит в «атоме Бора».
Как мы видим. Соотношение неопределенности
в атомном масштабе играет огромную роль: по

8. существу, именно этим соотношение и определяется
сам атомный масштаб.
Источники: учебник физики 11 класс