25. Зарождение и развитие квантовых представлений в естествознании.

К нач XX в уст, что з-ны класс физики не применимы к 2-м группам явл-й: 1)процессы взаимод света с в-вом; 2)процессы, происход в атоме.

Ультрофиолет катастрофа:при низких частотах опыты совпад с теорией, а на высоких эн излуч резко возр.

Нов теор объяснение предложил Планк, кот утв, что э/маг эн может излуч и поглощаться отдельными малыми порциями- квантами. Эн отдельного кванта- E=hV.

1095- Эйнштейн на основе гипотезы квантов объяснил явл фотоэффекта (вырывание электронов из Ме под действием света). Смысл: 1 квант света вырывает 1 электрон.

В рез-те гипотезы оказалось, что свет можно представить как поток отдельных неделимых частиц квантов, кот дв-ся в пустоте со ск-тью 3*10⁸м/с.

Опыты по рассеиванию рентгеновских лучей свободными электронами- явл Комптона- подтвердили, что фотоны реал сущ-ют. Т.е. фотону с эн E=hV можно приписать импульс p=h/λ.

1923- Луи де Бройль предполож, что частицы в-ва наряду с корпускулярными, должны обладать и волновыми св-вами. Кажд частице можно сопоставить длину волны λ=h/p=h/mv.

1927- эту гипотезу подтвердили опыты Девиссона и Джермера, где была зафиксирована дифракция электрона.

Св-ва мат объектов заключ в том, что в поведении одного и того же объекта могут проявляться и корпускулярные, и волновые черты. Корп-волн дуализм не объясним с позиции физики.

Длина волны при обычных скоростях настолько мала, что дифракцию мы не увидим.

Процессы, связ с атомом.

1904- Томпсон предложил 1-ую модель атома (пудинг с изюмом).

1907- Резерфорд в опыте по рассеиванию α-частиц атомами золота показал, что модель Томпсона не верна и в атомах сущ оч маленькие ядра, в кот сосредоточ почти вся масса атома.

1911- Резерфорд предложил планетарную модель атома, но эта модель противоречила класс з-нам механики и термодин и не объясл линейчатые спектры атомов.

1913- Бор разрешил противоречия планетарной модели, предложив 2 постулата: 1)в атоме сущ стационар орбиты, вращ по кот электрон не излуч эн; 2)при мгнов переходе с орбиты Е2 на Е1 испускается (поглощается) квант эн равный разности перехода, именно так возник линейчатый спект атома.

1913-14 – сущ-е уровней эн в атомах подтвердили опыты Франка и Герца.

Модель Бора не могла объяснить спектры атомов более сложных, чем водород, как дв-ся электрон при переходе с одной орбиты на др, как из атомов обр-ся более сложные в-ва.

Все эти трудности объяснила нов теория- квант мех, согл кот электрон в атоме можно представить как волну.

Идеи де Бройля стали теорией в 1926, когда Шредингер нашел ур, кот должны подчин электронные волны. Это ур позволяет опр волновую (пси-) ф-цию, кот полностью опис сост электрона в атоме.

1926- Борн установил физ смысл пси-ф-ции. Он доказал, что квадрат модуля пси-ф-ции опр-ет вероятность нахождения микрочастицы в том или ином месте пространства.

1927- Гейзенберг получил соотношения неопределенностей: невозможно одновр точно измерить доп переменные (координату и ск-ть)

1927-Бор выдвинул принцип дополнительности, предложив физ интерпретацию рез-тов квант мех.

Квант мех: 1)позволила установит природу хим связи; 2)объясн периодич сист; 3)строение атомов, атомных ядер; 4)св-ва элементар частиц; 5)строение и многие св-ва (оптические, эл, маг) тв.тел; 6)белые карлики, нейтронные звезды; 7)механизм протекания термоядерных реакций в звездах; 8)концепцию большого взрыва; 9)основа практич устройств (микросхемы, ядерные реакторы).