Kvant fizikasi asoslari qisqacha. Soxtalar uchun kvant fizikasi! Eng yaxshi tajribalar. Kvant maydon nazariyasi

"Fizika" so'zi yunoncha "fusis" so'zidan kelib chiqqan. Bu "tabiat" degan ma'noni anglatadi. Miloddan avvalgi IV asrda yashagan Arastu birinchi marta bu tushunchani kiritgan.

Fizika M.V.Lomonosovning tashabbusi bilan birinchi darslikni nemis tilidan tarjima qilganda "ruscha" bo'ldi.

Ilmiy fizika

Fizika bizni o'rab turgan dunyodagi asosiy narsalardan biri bo'lib, turli jarayonlar, o'zgarishlar, ya'ni hodisalar doimo sodir bo'ladi.

Misol uchun, iliq joyda muz bo'lagi eriy boshlaydi. Choynakdagi suv esa olovda qaynaydi. Simdan o'tgan elektr toki uni isitadi va hatto isitadi. Bu jarayonlarning har biri bir hodisadir. Fizikada bular fan tomonidan o'rganiladigan mexanik, magnit, elektr, tovush, issiqlik va yorug'lik o'zgarishlaridir. Ular jismoniy hodisalar deb ham ataladi. Ularni o'rganib, olimlar qonunlarni chiqaradilar.

Fanning vazifasi ana shu qonuniyatlarni kashf etish va o‘rganishdan iborat. Tabiatni biologiya, geografiya, kimyo, astronomiya kabi fanlar o‘rganadi. Ularning barchasi jismoniy qonunlarni qo'llaydi.

Shartlar

Odatdagilardan tashqari, fizikada atamalar deb ataladigan maxsus so'zlar ham qo'llaniladi. Bu "energiya" (fizikada bu materiyaning o'zaro ta'siri va harakatining turli shakllari, shuningdek, biridan ikkinchisiga o'tish o'lchovidir), "kuch" (boshqa jismlar va maydonlarning ta'sirining intensivligi o'lchovi). har qanday tanada) va boshqalar. Ulardan ba'zilari asta-sekin so'zlashuv nutqiga kirishdi.

Misol uchun, kundalik hayotda "energiya" so'zini odamga nisbatan ishlatganimizda, uning harakatlarining oqibatlarini baholashimiz mumkin, ammo fizikada energiya juda ko'p turli yo'llar bilan o'rganiladigan o'lchovdir.

Fizikada barcha jismlar jismoniy deyiladi. Ular hajmi va shakli bor. Ular moddalardan iborat bo'lib, ular o'z navbatida materiya turlaridan biridir - bu koinotda mavjud bo'lgan hamma narsa.

Tajribalar

Odamlar biladigan ko'p narsa kuzatish orqali o'rganilgan. Hodisalarni o'rganish uchun ular doimiy ravishda kuzatiladi.

Masalan, turli jismlarning erga tushishini olaylik. Massalari teng bo'lmagan jismlar, turli balandliklar va hokazolar tushganda, bu hodisaning farqlanishini aniqlash kerak. Turli jismlarni kutish va kuzatish juda uzoq davom etadi va har doim ham muvaffaqiyatli bo'lmaydi. Shuning uchun tajribalar xuddi shunday maqsadlarda amalga oshiriladi. Ular kuzatuvlardan farq qiladi, chunki ular oldindan tuzilgan reja va aniq maqsadlarga muvofiq amalga oshiriladi. Odatda rejada ular oldindan qandaydir taxminlar qiladilar, ya'ni farazlarni ilgari suradilar. Shunday qilib, tajribalar davomida ular rad etiladi yoki tasdiqlanadi. Tajribalar natijalarini o'ylab, tushuntirib bo'lgach, xulosalar chiqariladi. Ilmiy bilimlar shu tarzda olinadi.

Miqdorlar va o'lchov birliklari

Ko'pincha, biror narsani o'rganayotganda, ular turli o'lchovlarni amalga oshiradilar. Tana tushganda, masalan, balandlik, massa, tezlik va vaqt o'lchanadi. Bularning barchasini o'lchash mumkin bo'lgan narsa.

Miqdorni o'lchash deganda uni birlik sifatida qabul qilingan bir xil miqdor bilan solishtirish tushuniladi (jadvalning uzunligi uzunlik birligi bilan taqqoslanadi - metr yoki boshqa). Har bir bunday miqdorning o'z birliklari mavjud.

Barcha davlatlar umumiy birliklardan foydalanishga harakat qilishadi. Rossiyada, boshqa mamlakatlarda bo'lgani kabi, xalqaro birliklar tizimi SI (bu "xalqaro tizim" degan ma'noni anglatadi) qo'llaniladi. U quyidagi birliklardan foydalanadi:

• uzunlik (sonli ko'rinishda chiziqlar uzunligining xarakteristikasi) - metr;
• vaqt (jarayonlarning borishi, mumkin bo'lgan o'zgarish sharti) - ikkinchi;
• massa (fizikada bu materiyaning inert va tortishish xususiyatlarini aniqlaydigan xususiyatdir) - kilogramm.

Ko'pincha umumiy qabul qilinganlardan ancha katta bo'lgan birliklardan foydalanish kerak - ko'paytmalar. Ular yunon tilidan tegishli prefikslar bilan chaqiriladi: "deca", "hecto", "kilo" va boshqalar.

Qabul qilinganlardan kichikroq bo'lgan birliklar submultiplar deb ataladi. Ular uchun lotin tilidan prefikslar qo'llaniladi: "deci", "santi", "milli" va boshqalar.

O'lchov asboblari

Tajribalarni o'tkazish uchun sizga asboblar kerak bo'ladi. Ulardan eng oddiylari o'lchagich, silindr, lenta o'lchovi va boshqalar. Fanning rivojlanishi bilan yangi asboblar takomillashtiriladi, murakkablashadi va paydo bo'ladi: voltmetrlar, termometrlar, sekundomerlar va boshqalar.

Asosan, qurilmalar o'lchovga ega, ya'ni qiymatlar yozilgan chiziq bo'linmalari. O'lchashdan oldin bo'linish qiymatini aniqlang:

• qiymatlari bilan o'lchovning ikkita chizig'ini oling;
• kattasidan kichiki ayiriladi va natijada olingan son o'rtasidagi bo'linmalar soniga bo'linadi.

Masalan, "yigirma" va "o'ttiz" qiymatlari bo'lgan ikkita zarba, ularning orasidagi masofa o'nta bo'shliqqa bo'linadi. Bunday holda, bo'linish narxi birga teng bo'ladi.

To'g'ri o'lchovlar va noaniqlik bilan

O'lchovlar ko'proq yoki kamroq aniq amalga oshiriladi. Ruxsat etilgan noaniqlik xato deb ataladi. O'lchashda u o'lchash moslamasining bo'linish qiymatidan katta bo'lishi mumkin emas.

Aniqlik bo'linish qiymatiga va qurilmadan to'g'ri foydalanishga bog'liq. Ammo oxir-oqibat, har qanday o'lchovda faqat taxminiy qiymatlar olinadi.

Nazariy va eksperimental fizika

Bular fanning asosiy sohalaridir. Ular bir-biridan juda uzoqda bo'lib tuyulishi mumkin, chunki ko'pchilik odamlar nazariyotchi yoki eksperimentalistlardir. Biroq, ular doimo yonma-yon rivojlanadilar. Har qanday muammo ham nazariyotchilar, ham eksperimentchilar tomonidan ko'rib chiqiladi. Birinchisining ishi ma'lumotlarni tavsiflash va gipotezalarni ishlab chiqish, ikkinchisi esa nazariyalarni amaliyotda sinab ko'rish, tajribalar o'tkazish va yangi ma'lumotlarni olishdir. Ba'zida yutuqlar faqat ta'riflangan nazariyalarsiz tajribalar tufayli yuzaga keladi. Boshqa hollarda, aksincha, keyinroq tekshiriladigan natijalarni olish mumkin.

Kvant fizikasi

Bu yoʻnalish 1900-yil oxirida, uni kashf etgan nemis fizigi Maks Plank sharafiga Plank doimiysi deb atalgan yangi fizik fundamental konstanta kashf etilgandan soʻng paydo boʻlgan. U qizdirilgan jismlar chiqaradigan yorug'likning spektral taqsimoti muammosini hal qildi, klassik umumiy fizika esa buni qila olmadi. Plank klassik fizikaga mos kelmaydigan osilatorning kvant energiyasi haqidagi gipotezani taklif qildi. Uning yordami bilan ko'plab fiziklar eski tushunchalarni qayta ko'rib chiqishni va ularni o'zgartirishni boshladilar, buning natijasida kvant fizikasi paydo bo'ldi. Bu dunyoning mutlaqo yangi g'oyasi.

va ong

Inson ongi hodisasi nuqtai nazardan mutlaqo yangi emas. Uning poydevori Jung va Pauli tomonidan qo'yilgan. Ammo endigina, fanning ushbu yangi yo‘nalishi paydo bo‘lishi bilan bu hodisa keng miqyosda ko‘rib chiqilib, o‘rganila boshlandi.

Kvant dunyosi ko'p qirrali va ko'p o'lchovli bo'lib, unda ko'plab klassik yuzlar va proyeksiyalar mavjud.

Taklif etilayotgan kontseptsiya doirasidagi ikkita asosiy xususiyat - super intuitivlik (ya'ni, ma'lumotni go'yo yo'q joydan olish) va sub'ektiv haqiqatni boshqarish. Oddiy ongda odam dunyoning faqat bitta rasmini ko'rishi mumkin va bir vaqtning o'zida ikkitasini ko'rib chiqishga qodir emas. Holbuki, aslida ularning soni juda ko'p. Bularning barchasi birgalikda kvant dunyosi va yorug'likdir.

Bu kvant fizikasi bo'lib, u bizga odamlar uchun yangi haqiqatni ko'rishga o'rgatadi (garchi ko'plab sharq dinlari, shuningdek, sehrgarlar bu uslubga uzoq vaqtdan beri egalik qilishgan). Faqat inson ongini o'zgartirish kerak. Endi inson butun dunyodan ajralmas, ammo barcha tirik mavjudotlarning manfaatlari hisobga olinadi.

Shunda u barcha muqobillarni ko'ra oladigan holatga tushib qolganida, unga tushuncha keladi, bu mutlaq haqiqatdir.

Kvant fizikasi nuqtai nazaridan hayot printsipi insonning boshqa narsalar qatori yaxshiroq dunyo tartibiga hissa qo'shishidir.

Kafolat ostida mashinani qaytarish yoki qo'g'irchoqlar uchun kvant fizikasi.

Aytaylik, yil 3006 yil. Siz "ulangan" ga borasiz va 600 yilga bo'lib-bo'lib, byudjetli Xitoy vaqt mashinasini sotib olasiz. Bukmekerlik idorasini mag'lub etish uchun bir hafta oldin yashirincha yugurishni xohlaysizmi? Katta jekpotni kutib, ko'k plastik qutiga kelish sanasini yozasiz ...

Mana kulgi: unda Nikadim-chronon konvertori darhol yonib ketadi. Mashina, o'layotgan chiyillashi bilan sizni 62342 yilga tashlaydi. Insoniyat orqa poshnali va soqollilarga bo'lingan va uzoq galaktikalarga tarqalib ketgan. Quyosh musofirlarga sotilgan, Yer ulkan radioaktiv kremniy qurtlari tomonidan boshqariladi. Atmosfera ftor va xlor aralashmasidan iborat. Harorat minus 180 daraja. Yer eroziyaga uchragan va siz ham taxminan o'n besh metr uzoqlikdagi ftorit kristallari qoyasiga tushasiz. Oxirgi nafas chiqarishda siz kalit fobingizda bitta vaqtlararo qo'ng'iroq qilish fuqarolik galaktik huquqidan foydalanasiz. "Messenger" ning texnik yordam markaziga qo'ng'iroq qiling, u erda muloyim robot sizga vaqt mashinasining kafolati 100 yil ekanligini va ularning vaqtida u to'liq ishlayotganligini aytadi va 62342 da siz millionlab tiyinlarni aytib bo'lmaydigan miqdorda oldingiz. bo'lib-bo'lib bir marta to'langan hech qachon uchun inson nutq mexanizmi tomonidan.

Baraka toping va saqlang! Rabbim, biz bunday voqealar bo'lishi mumkin bo'lmagan bu halokatli o'tmishda yashayotganimiz uchun rahmat!
...Garchi, yo'q! Shunchaki, aksariyat yirik ilmiy kashfiyotlar turli fantast yozuvchilar tasavvur qilganidek epik natijalarga olib kelmaydi.

Lazerlar shaharlar va sayyoralarni yoqib yubormaydi - ular ma'lumotlarni yozib oladi va uzatadi va maktab o'quvchilarini xursand qiladi. Nanotexnologiya koinotni o'z-o'zidan takrorlanadigan nanobotlar to'dasiga aylantirmaydi. Ular yomg'irni suv o'tkazmaydigan qilib, betonni esa mustahkam qiladi. Dengizda portlagan atom bombasi hech qachon vodorod yadrolarining termoyadroviy sintezining zanjirli reaktsiyasini boshlamadi va bizni boshqa quyoshga aylantirdi. Adron kollayderi sayyorani ichkariga aylantirmadi yoki butun dunyoni qora tuynukga tortmadi. Sun'iy intellekt allaqachon yaratilgan, ammo u faqat insoniyatni yo'q qilish g'oyasini masxara qiladi.
Vaqt mashinasi bundan mustasno emas. Gap shundaki, u o'tgan asrning o'rtalarida yaratilgan. U o'z-o'zidan maqsad sifatida emas, balki faqat bitta kichik, oddiy, ammo juda ajoyib qurilma yaratish uchun vosita sifatida qurilgan.

Bir vaqtlar professor Dmitriy Nikolaevich Grachevni radio nurlanishidan samarali himoya vositalarini yaratish masalasi juda hayratda qoldirdi. Bir qarashda, vazifa imkonsiz bo'lib tuyuldi - qurilma har bir radio to'lqiniga o'zi bilan javob berishi va shu bilan birga signal manbaiga hech qanday tarzda bog'lanmasligi kerak edi (chunki u dushman edi). Dmitriy Nikolaevich bir marta hovlida "dodgeball" o'ynayotgan bolalarni tomosha qildi. To'pni eng samarali chetlab o'tgan eng tezkor o'yinchi o'yinda g'alaba qozonadi. Buning uchun muvofiqlashtirish kerak, eng muhimi, to'pning traektoriyasini bashorat qilish qobiliyati.

Bashorat qilish qobiliyati hisoblash resursi bilan belgilanadi. Ammo bizning holatlarimizda hisoblash resurslarini ko'paytirish hech narsaga olib kelmaydi. Hatto eng zamonaviy superkompyuterlar ham buning uchun etarli tezlik va aniqlikka ega bo'lmaydi. Biz mikroto'lqinli radio to'lqinining yarim tsikli tezligi bilan spontan jarayonni bashorat qilish haqida gapirgan edik.

Professor butalar orasiga uchib ketgan to‘pni olib, yana bolalarga tashladi. Nega to'p allaqachon kelgan bo'lsa, qaerga ketayotganini taxmin qilish kerak? Yechim topildi: noma'lum kirish radio signalining xarakteristikalari yaqin kelajakda yaxshi ma'lum va ularni hisoblashning hojati yo'q. Ularni to'g'ridan-to'g'ri u erda o'lchash kifoya. Ammo bu erda muammo bor: hatto bir nanosekundga ham vaqt ichida sayohat qilish mumkin emas. Biroq, bu topshiriq uchun talab qilinmadi. Faqatgina qurilmaning sezgir elementi - tranzistor - yaqin kelajakda hech bo'lmaganda qisman bo'lishi kerak. Va bu erda yaqinda kashf etilgan kvant superpozitsiyasi hodisasi yordamga keldi. Uning ma'nosi shundaki, bir xil zarra bir vaqtning o'zida turli joylarda va vaqtlarda bo'lishi mumkin.

Natijada, professor Grachev Mass-oriented Quantum Electron Trap - real vaqt mashinasini yaratdi, unda birinchi marta yarimo'tkazgich chipi yaratilgan, uning elektronlarining bir qismi kelajakda va ayni paytda hozirda. . Xuddi shu TMA prototipi - Grachev rezonatorini boshqaradigan chip. Kelajakda bu narsa har doim bir oyog'iga ega bo'ladi deb ayta olasiz.

Kvantinė fizika statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. kvant fizikasi vok. Kvantenfizika, f rus. kvant fizikasi, f pranc. physique quantique, f … Fizikos terminų žodynas

Bu atamaning boshqa maʼnolari ham bor, qarang: Barqaror holat. Statsionar holat (lotincha statsionar, harakatsiz, harakatsiz) - bu kvant tizimining holati boʻlib, uning energiyasi va boshqa dinamik ... Vikipediya

- ... Vikipediya

Unda quyidagi kichik boʻlimlar mavjud (roʻyxat toʻliq emas): Kvant mexanikasi Algebraik kvant nazariyasi Kvant maydon nazariyasi Kvant elektrodinamika Kvant xromodinamikasi Kvant termodinamiği Kvant tortishish Superstring nazariyasi Shuningdek qarang... ... Vikipediya

Kvant mexanikasi Noaniqlik printsipi Kirish... Matematik formula... Asos... Vikipediya

FIZIKA. 1. Fizikaning predmeti va tuzilishi Fizika eng sodda va ayni paytda eng muhimini o'rganadigan fandir. atrofimizdagi moddiy olam jismlarining umumiy xossalari va harakat qonunlari. Bunday umumiylik natijasida fizik xususiyatga ega bo'lmagan tabiat hodisalari mavjud emas. xususiyatlari... Jismoniy ensiklopediya

Giperyadro fizikasi fizikaning yadro fizikasi va elementar zarrachalar fizikasi kesishmasida joylashgan boʻlimi boʻlib, unda proton va neytronlardan tashqari, boshqa elementar zarrachalar, giperonlarni ham oʻz ichiga olgan yadrosimon tizimlar tadqiqot predmeti hisoblanadi. Shuningdek... ... Vikipediya

Tezlatgichlardagi zarrachalar dinamikasini, shuningdek, zarracha tezlatgichlarini qurish va ishlatish bilan bog'liq ko'plab texnik muammolarni o'rganadigan fizikaning bo'limi. Tezlatkich fizikasi zarrachalarni ishlab chiqarish va to‘plash bilan bog‘liq masalalarni o‘z ichiga oladi... Vikipediya

Kristallar fizikasi Kristal kristallografiya Kristal panjaralari Kristal panjaralari turlari Kristallardagi diffraksiya O'zaro panjara Vigner Seitz xujayrasi Brilyuen zonasi Asos tuzilish omili Atom tarqalish omili ...dagi bog'lanish turlari ... ... Vikipediya

Kvant mantig'i - kvant nazariyasi tamoyillarini hisobga oladigan takliflar haqida fikr yuritish uchun zarur bo'lgan mantiq bo'limi. Ushbu tadqiqot yo'nalishi 1936 yilda Garit Bierxof va Jon fon Neymanning ishi bilan asos solingan, ular ... ... Vikipediya

Kitoblar

• Kvant fizikasi, Martinson Leonid Karlovich. Kvant fizikasi asosini tashkil etuvchi nazariy va eksperimental materiallar batafsil bayon etilgan. Asosiy kvant tushunchalarining fizik mazmuniga katta e'tibor beriladi va matematik ...
• Kvant fizikasi, Sheddad Kaid-Sala Ferron. Bizning butun dunyomiz va undagi hamma narsa - uylar, daraxtlar va hatto odamlar! - mayda zarrachalardan iborat. "Ilm haqida birinchi kitoblar" turkumidagi "Kvant fizikasi" kitobi sizga ko'rinmas narsalar haqida...

Blogga xush kelibsiz! Sizni ko'rganimdan juda xursandman!

Siz buni ko'p marta eshitgandirsiz kvant fizikasi va kvant mexanikasining tushunarsiz sirlari haqida. Uning qonunlari tasavvufni hayratda qoldiradi va hatto fiziklarning o'zlari ham ularni to'liq tushunmasliklarini tan olishadi. Bir tomondan, bu qonunlarni tushunish qiziq, biroq ikkinchi tomondan, fizika bo'yicha ko'p jildli va murakkab kitoblarni o'qishga vaqt yo'q. Men sizni juda yaxshi tushunaman, chunki men ham bilimni va haqiqatni izlashni yaxshi ko'raman, lekin hamma kitoblar uchun vaqt etarli emas. Siz yolg'iz emassiz, ko'plab qiziquvchan odamlar qidiruv satriga yozadilar: "qo'g'irchoqlar uchun kvant fizikasi, dummilar uchun kvant mexanikasi, yangi boshlanuvchilar uchun kvant fizikasi, yangi boshlanuvchilar uchun kvant mexanikasi, kvant fizikasi asoslari, kvant mexanikasi asoslari, bolalar uchun kvant fizikasi, kvant mexanikasi nima? Ushbu nashr aynan siz uchun.

Siz kvant fizikasining asosiy tushunchalari va paradokslarini tushunasiz. Maqolada siz quyidagilarni bilib olasiz:

• Interferentsiya nima?
• Spin va superpozitsiya nima?
• "O'lchov" yoki "to'lqin funksiyasining qulashi" nima?
• Kvant chalkashligi (yoki qo'g'irchoqlar uchun kvant teleportatsiyasi) nima? (maqolaga qarang)
• Shredinger mushukining fikrlash tajribasi nima? (maqolaga qarang)

Kvant fizikasi va kvant mexanikasi nima?

Kvant mexanikasi kvant fizikasining bir qismidir.

Nima uchun bu fanlarni tushunish juda qiyin? Javob oddiy: kvant fizikasi va kvant mexanikasi (kvant fizikasining bir qismi) mikrodunyo qonunlarini o‘rganadi. Va bu qonunlar bizning makrokosmos qonunlaridan mutlaqo farq qiladi. Shuning uchun mikrokosmosdagi elektronlar va fotonlar bilan nima sodir bo'lishini tasavvur qilish biz uchun qiyin.

Ibratli va mikro dunyo qonunlari o'rtasidagi farqga misol: bizning makro dunyomizda, agar siz 2 qutining biriga to'p qo'ysangiz, ulardan biri bo'sh, ikkinchisida esa to'p bo'ladi. Ammo mikrokosmosda (agar to'p o'rniga atom bo'lsa) atom bir vaqtning o'zida ikkita qutida bo'lishi mumkin. Bu ko'p marta eksperimental ravishda tasdiqlangan. Buni boshingizga o'rash qiyin emasmi? Lekin faktlar bilan bahslasha olmaysiz.

Yana bir misol. Siz tez yugurayotgan qizil sport avtomobilini suratga oldingiz va fotosuratda siz loyqa gorizontal chiziqni ko'rdingiz, go'yo suratga olish vaqtida mashina kosmosning bir necha nuqtasida joylashgan edi. Suratda ko'rgan narsangizga qaramay, siz mashinani suratga olganingizda o'sha soniyada joylashganiga ishonchingiz komil. kosmosning ma'lum bir joyida. Mikro dunyoda hamma narsa boshqacha. Atom yadrosi atrofida aylanadigan elektron aslida aylanmaydi, lekin sferaning barcha nuqtalarida bir vaqtning o'zida joylashgan atom yadrosi atrofida. Yumshoq junning yumshoq o'ralgan to'pi kabi. Fizikada bu tushuncha deyiladi "elektron bulut" .

Tarixga qisqa ekskursiya. Olimlar kvant olami haqida ilk bor 1900 yilda nemis fizigi Maks Plank metallar qizdirilganda nima uchun rangini o‘zgartirishini aniqlashga harakat qilganda o‘ylashgan. Aynan u kvant tushunchasini kiritgan. Shu paytgacha olimlar yorug'lik uzluksiz harakat qiladi deb o'ylashgan. Plankning kashfiyotini jiddiy qabul qilgan birinchi odam o'sha paytdagi noma'lum Albert Eynshteyn edi. U yorug'lik shunchaki to'lqin emasligini tushundi. Ba'zan u o'zini zarra kabi tutadi. Eynshteyn yorug'likning qismlarga, kvantlarga bo'linishini kashf etgani uchun Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi. Yorug'lik kvantiga foton deyiladi ( foton, Vikipediya) .

Kvant qonunlarini tushunishni osonlashtirish uchun fiziklar Va mexanika (Vikipediya), biz ma'lum ma'noda klassik fizikaning bizga tanish bo'lgan qonunlaridan mavhum bo'lishimiz kerak. Tasavvur qiling-a, siz Elis singari quyon teshigiga, mo''jizalar mamlakatiga sho'ng'dingiz.

Va bu erda bolalar va kattalar uchun multfilm. 2 tirqish va kuzatuvchi bilan kvant mexanikasining fundamental tajribasini tavsiflaydi. Faqat 5 daqiqa davom etadi. Kvant fizikasining asosiy savollari va tushunchalari bilan tanishishdan oldin uni tomosha qiling.

Dummies video uchun kvant fizikasi. Multfilmda kuzatuvchining "ko'ziga" e'tibor bering. Bu fiziklar uchun jiddiy sirga aylandi.

Interferentsiya nima?

Multfilmning boshida suyuqlik misolidan foydalanib, to'lqinlar qanday harakat qilishi ko'rsatildi - tirqishlari bo'lgan plastinka ortida ekranda o'zgaruvchan quyuq va och vertikal chiziqlar paydo bo'ladi. Diskret zarrachalar (masalan, toshlar) plastinkada "otilgan" bo'lsa, ular 2 tirqishdan uchib o'tadi va ekranga to'g'ridan-to'g'ri tirqishlarga qo'nishadi. Va ular ekranda faqat 2 ta vertikal chiziqni "chizadilar".

Yorug'likning interferentsiyasi- Bu yorug'likning "to'lqinli" harakati, ekranda ko'plab o'zgaruvchan yorqin va quyuq vertikal chiziqlar ko'rsatilganda. Bundan tashqari, bu vertikal chiziqlar interferentsiya modeli deb ataladi.

Bizning makrokosmosimizda yorug'lik o'zini to'lqin kabi tutishini tez-tez kuzatamiz. Agar siz qo'lingizni sham oldiga qo'ysangiz, devorda sizning qo'lingizdan aniq soya bo'lmaydi, lekin loyqa konturlar bilan.

Demak, hammasi unchalik murakkab emas! Endi bizga yorug'lik to'lqinli tabiatga ega ekanligi aniq bo'ldi va agar 2 ta yoriq yorug'lik bilan yoritilgan bo'lsa, ularning orqasidagi ekranda biz interferentsiya naqshini ko'ramiz. Endi 2-tajribani ko'rib chiqamiz. Bu mashhur Stern-Gerlach tajribasi (o'tgan asrning 20-yillarida amalga oshirilgan).

Multfilmda tasvirlangan o'rnatish yorug'lik bilan yoritilmagan, balki elektronlar bilan (alohida zarralar sifatida) "otilgan". Keyin, o'tgan asrning boshlarida butun dunyo bo'ylab fiziklar elektronlar materiyaning elementar zarralari bo'lib, to'lqinli tabiatga ega bo'lmasligi kerak, ammo toshlar bilan bir xil bo'lishi kerak, deb hisoblashgan. Axir, elektronlar materiyaning elementar zarralari, to'g'rimi? Ya'ni, agar siz ularni toshlar kabi 2 ta bo'lakka "tashlasangiz", u holda tirqishlar orqasidagi ekranda biz ikkita vertikal chiziqni ko'rishimiz kerak.

Lekin... Natija ajoyib bo'ldi. Olimlar interferentsiya naqshini ko'rdilar - ko'plab vertikal chiziqlar. Ya'ni, elektronlar ham yorug'lik kabi to'lqin xarakteriga ega bo'lishi mumkin va xalaqit berishi mumkin. Boshqa tomondan, yorug'lik nafaqat to'lqin, balki bir oz zarracha - foton ekanligi ayon bo'ldi (maqola boshidagi tarixiy ma'lumotlardan biz Eynshteyn ushbu kashfiyot uchun Nobel mukofotini olganini bilib oldik) .

Esingizda bo'lsa kerak, maktabda bizga fizikadan aytilgan edi "to'lqin-zarralar ikkiligi"? Bu shuni anglatadiki, biz mikrokosmosning juda kichik zarralari (atomlar, elektronlar) haqida gapirganda, u holda Ular ham to'lqinlar, ham zarralardir

Bugun siz va men juda aqllimiz va biz yuqorida tavsiflangan ikkita tajriba - elektronlar bilan tortishish va yoriqlarni yorug'lik bilan yoritish - bir xil narsa ekanligini tushunamiz. Chunki biz kvant zarralarini yoriqlarga otamiz. Endi biz yorug'lik ham, elektron ham kvant tabiatiga ega ekanligini, ular bir vaqtning o'zida ikkala to'lqin va zarracha ekanligini bilamiz. Va 20-asrning boshlarida bu tajriba natijalari shov-shuv bo'ldi.

Diqqat! Endi nozikroq masalaga o'tamiz.

Biz tirqishlarimizga fotonlar (elektronlar) oqimini yoritamiz va ekrandagi yoriqlar orqasida interferentsiya naqshini (vertikal chiziqlar) ko'ramiz. Tushunarli. Ammo biz elektronlarning har biri tirqish orqali qanday uchishini ko'rishga qiziqamiz.

Ehtimol, bitta elektron chap uyaga, ikkinchisi o'ngga uchadi. Ammo keyin ekranda to'g'ridan-to'g'ri uyalar qarshisida ikkita vertikal chiziq paydo bo'lishi kerak. Nima uchun interferentsiya sxemasi paydo bo'ladi? Ehtimol, elektronlar qandaydir yoriqlar orqali uchib o'tgandan keyin ekranda bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi. Va natijada bu kabi to'lqin namunasi. Buni qanday kuzatishimiz mumkin?

Biz elektronlarni nurga emas, balki birma-bir tashlaymiz. Keling, tashlaylik, kuting, keling, keyingisini tashlaymiz. Endi elektron yolg'iz uchayotgani sababli, u ekrandagi boshqa elektronlar bilan o'zaro ta'sir qila olmaydi. Otishdan keyin har bir elektronni ekranda qayd etamiz. Bir yoki ikkitasi, albatta, biz uchun aniq rasmni "bo'yamaydi". Ammo biz ularning ko'pini birma-bir tirqishlarga yuborganimizda, biz ko'ramiz ... oh dahshat - ular yana interferentsiya to'lqini naqshini "chizdilar"!

Biz asta-sekin aqldan ozishni boshlaymiz. Axir, biz slotlarning qarshisida 2 ta vertikal chiziq bo'lishini kutgan edik! Ma’lum bo‘lishicha, biz fotonlarni birma-bir uloqtirganimizda, ularning har biri go‘yo bir vaqtning o‘zida 2 ta tirqishdan o‘tib, o‘ziga xalaqit bergan. Ajoyib! Keling, keyingi bo'limda ushbu hodisani tushuntirishga qaytaylik.

Spin va superpozitsiya nima?

Endi biz aralashuv nima ekanligini bilamiz. Bu mikro zarralarning to'lqin harakati - fotonlar, elektronlar, boshqa mikro zarralar (oddiylik uchun ularni bundan buyon fotonlar deb ataymiz).

Tajriba natijasida 1 ta fotonni 2 tirqishga tashlaganimizda, u bir vaqtning o'zida ikkita tirqishdan uchib o'tayotgandek ekanligini angladik. Aks holda, ekrandagi interferentsiya naqshini qanday izohlashimiz mumkin?

Ammo fotonning bir vaqtning o'zida ikkita tirqishdan uchib o'tishini qanday tasavvur qilishimiz mumkin? 2 ta variant mavjud.

• 1-variant: foton, xuddi to'lqin kabi (suv kabi) bir vaqtning o'zida 2 bo'lakdan "suzadi"
• 2-variant: foton, zarracha kabi, bir vaqtning o'zida 2 traektoriya bo'ylab uchadi (hatto ikkita emas, balki bir vaqtning o'zida)

Aslida, bu bayonotlar ekvivalentdir. Biz "yo'l integrali" ga keldik. Bu Richard Feynmanning kvant mexanikasi formulasi.

Aytgancha, aniq Richard Feynman degan mashhur ibora bor Ishonch bilan aytishimiz mumkinki, kvant mexanikasini hech kim tushunmaydi

Ammo uning bu ifodasi asr boshlarida ishlagan. Ammo endi biz aqllimiz va foton ham zarracha, ham to'lqin sifatida o'zini tutishi mumkinligini bilamiz. U qaysidir ma'noda biz uchun tushunarsiz bo'lib, bir vaqtning o'zida ikkita tirqishdan uchib o'tishi mumkin. Shunday qilib, kvant mexanikasining quyidagi muhim bayonotini tushunish biz uchun oson bo'ladi:

To'g'ridan-to'g'ri aytganda, kvant mexanikasi bizga bu foton harakati istisno emas, balki qoida ekanligini aytadi. Har qanday kvant zarrasi, qoida tariqasida, bir vaqtning o'zida bir nechta holatda yoki kosmosning bir nechta nuqtasida bo'ladi.

Makrodunyo ob'ektlari faqat ma'lum bir joyda va ma'lum bir holatda bo'lishi mumkin. Ammo kvant zarrasi o'z qonunlariga ko'ra mavjud. Va u bizning ularni tushunmasligimizga parvo ham qilmaydi. Gap shundaki.

Biz shunchaki aksioma sifatida qabul qilishimiz kerakki, kvant ob'ektining "superpozitsiyasi" bir vaqtning o'zida 2 yoki undan ortiq traektoriyada, bir vaqtning o'zida 2 yoki undan ortiq nuqtada bo'lishi mumkinligini anglatadi.

Xuddi shu narsa boshqa foton parametriga ham tegishli - spin (o'zining burchak momentumi). Spin vektor. Kvant ob'ektini mikroskopik magnit deb hisoblash mumkin. Biz magnit vektorining (spin) yuqoriga yoki pastga yo'naltirilganligiga o'rganib qolganmiz. Ammo elektron yoki foton bizga yana shunday deydi: “Bolalar, siz nimaga o'rganib qolganingiz bizga farqi yo'q, biz bir vaqtning o'zida ikkala spin holatida ham bo'lishimiz mumkin (vektor yuqoriga, vektor pastga), xuddi 2 traektoriyada bo'lishimiz mumkin. bir vaqtning o'zida yoki bir vaqtning o'zida 2 nuqtada!

"O'lchov" yoki "to'lqin funksiyasining qulashi" nima?

Bizga "o'lchov" nima ekanligini va "to'lqin funktsiyasi qulashi" nima ekanligini tushunish uchun juda oz narsa qoldi.

To'lqin funktsiyasi kvant ob'ektining (bizning foton yoki elektron) holatining tavsifi.

Aytaylik, bizda elektron bor, u o'ziga uchadi noaniq holatda uning aylanishi bir vaqtning o'zida ham yuqoriga, ham pastga yo'naltiriladi. Biz uning holatini o'lchashimiz kerak.

Keling, magnit maydon yordamida o'lchaymiz: spini maydon yo'nalishi bo'yicha yo'naltirilgan elektronlar bir yo'nalishda, spini maydonga qarshi qaratilgan elektronlar esa boshqa yo'nalishda og'adi. Ko'proq fotonlarni polarizatsiya filtriga yo'naltirish mumkin. Agar fotonning spini (polarizatsiyasi) +1 bo'lsa, u filtrdan o'tadi, lekin -1 bo'lsa, u o'tmaydi.

STOP! Bu erda sizda muqarrar savol tug'iladi: O'lchovdan oldin elektronning aniq aylanish yo'nalishi yo'q edi, to'g'rimi? U bir vaqtning o'zida barcha shtatlarda edi, shunday emasmi?

Bu kvant mexanikasining hiylasi va hissiyotidir. Kvant ob'ektining holatini o'lchamasangiz, u har qanday yo'nalishda aylanishi mumkin (o'z burchak momentum vektorining istalgan yo'nalishi - spin). Ammo siz uning holatini o'lchaganingizda, u qaysi aylanish vektorini qabul qilish haqida qaror qabul qilayotganga o'xshaydi.

Bu kvant ob'ekti juda ajoyib - u o'z holati haqida qaror qabul qiladi. Va biz uni o'lchaydigan magnit maydonga uchib ketganda qanday qaror qabul qilishini oldindan taxmin qila olmaymiz. Uning "yuqoriga" yoki "pastga" aylanish vektoriga ega bo'lishga qaror qilish ehtimoli 50 dan 50% gacha. Ammo u qaror qilishi bilanoq, u ma'lum bir aylanish yo'nalishi bilan ma'lum bir holatda bo'ladi. Uning qaroriga sabab bizning "o'lchamimiz"!

Bu deyiladi " to'lqin funksiyasining qulashi". O'lchovdan oldin to'lqin funktsiyasi noaniq edi, ya'ni. elektron spin vektori bir vaqtning o'zida barcha yo'nalishlarda bo'lgan o'lchovdan so'ng, elektron o'z spin vektorining ma'lum bir yo'nalishini qayd etdi;

Diqqat! Tushunish uchun ajoyib misol - bizning makrokosmosimizdan birlashma:

Stol ustida aylanayotgan top kabi tanga aylantiring. Tanga aylanayotganda, u o'ziga xos ma'noga ega emas - boshlar yoki dumlar. Ammo siz ushbu qiymatni "o'lchash" va tangani qo'lingiz bilan urishga qaror qilganingizdan so'ng, siz tanganing o'ziga xos holatini - boshlari yoki dumlarini olasiz. Endi tasavvur qiling-a, ushbu tanga sizga qaysi qiymatni "ko'rsatishni" hal qiladi - boshlar yoki dumlar. Elektron taxminan xuddi shunday harakat qiladi.

Endi multfilm oxirida ko'rsatilgan tajribani eslang. Fotonlar tirqishlardan o'tkazilganda, ular o'zlarini to'lqin kabi tutdilar va ekranda interferentsiya naqshini ko'rsatdilar. Olimlar tirqishdan uchib o‘tayotgan fotonlar momentini qayd qilmoqchi (o‘lchab) va ekran orqasiga “kuzatuvchi” qo‘ymoqchi bo‘lganlarida, fotonlar o‘zini to‘lqinlardek emas, balki zarrachalar kabi tuta boshladi. Va ular ekranda 2 ta vertikal chiziqni "chizdilar". Bular. o'lchash yoki kuzatish paytida kvant ob'ektlari qanday holatda bo'lishlarini o'zlari tanlaydilar.

Ajoyib! Bunday emasmi?

Lekin bu hammasi emas. Nihoyat biz Biz eng qiziqarli qismga keldik.

Ammo... menimcha, ma'lumotlar haddan tashqari yuk bo'ladi, shuning uchun biz ushbu 2 tushunchani alohida postlarda ko'rib chiqamiz:

• Nima bo'ldi ?
• Fikrlash tajribasi nima?

Endi ma'lumotlarning tartiblanishini xohlaysizmi? Kanada nazariy fizika instituti tomonidan tayyorlangan hujjatli filmni tomosha qiling. Unda 20 daqiqadan so'ng siz 1900 yilda Plank kashfiyotidan boshlab kvant fizikasining barcha kashfiyotlari haqida juda qisqa va xronologik tartibda aytib berasiz. Va keyin ular sizga hozirda kvant fizikasidagi bilimlar asosida qanday amaliy ishlanmalar amalga oshirilayotganini aytib berishadi: eng aniq atom soatlaridan kvant kompyuterining o'ta tezkor hisoblarigacha. Men ushbu filmni tomosha qilishni tavsiya etaman.

Ko'rishguncha!

Barchaga barcha rejalari va loyihalari uchun ilhom tilayman!

P.S.2 Izohlarda savol va fikringizni yozing. Yozing, kvant fizikasi bo'yicha yana qanday savollar sizni qiziqtiradi?

P.S.3 Blogga obuna bo'ling - obuna shakli maqola ostida.

Agar siz to'satdan kvant mexanikasining asoslari va postulatlarini unutganingizni yoki u qanday mexanika ekanligini bilmasangiz, unda bu ma'lumot haqida xotirangizni yangilash vaqti keldi. Axir, kvant mexanikasi hayotda qachon foydali bo'lishi mumkinligini hech kim bilmaydi.

Hayotingizda hech qachon bu mavzu bilan shug'ullanmasligingiz kerak, deb o'ylab jilmayib, masxara qilishingiz behuda. Axir, kvant mexanikasi deyarli har bir inson uchun, hatto undan cheksiz uzoqda bo'lganlar uchun ham foydali bo'lishi mumkin. Masalan, sizda uyqusizlik bor. Kvant mexanikasi uchun bu muammo emas! Yotishdan oldin darslikni o'qing - va siz uchinchi sahifada chuqur uyquga ketasiz. Yoki ajoyib rok guruhingizni shunday deb atashingiz mumkin. Nega yo'q?

Hazillarni chetga surib, jiddiy kvant suhbatini boshlaylik.

Qayerdan boshlash kerak? Albatta, kvant nimadan boshlanadi.

Kvant

Kvant (lotincha kvantdan - "qancha") qandaydir jismoniy miqdorning bo'linmas qismidir. Masalan, ular aytadilar - yorug'lik kvanti, energiya kvanti yoki maydon kvanti.

Bu nima degani? Bu shunchaki kamroq bo'lishi mumkin emasligini anglatadi. Ular qandaydir miqdorni kvantlangan deb aytishganda, ular bu miqdor bir qancha o'ziga xos, diskret qiymatlarni qabul qilishini tushunadilar. Shunday qilib, atomdagi elektronning energiyasi kvantlanadi, yorug'lik "qismlarda", ya'ni kvantlarda taqsimlanadi.

"Kvant" atamasining o'zi ko'p qo'llanishlarga ega. Yorug'likning kvanti (elektromagnit maydon) fotondir. Analogiyaga ko'ra, kvantlar boshqa o'zaro ta'sir maydonlariga mos keladigan zarralar yoki kvazizarralardir. Bu erda biz Xiggs maydonining kvanti bo'lgan mashhur Xiggs bozonini eslashimiz mumkin. Ammo biz hali bu o'rmonlarga bormayapmiz.

Qanday qilib mexanika kvant bo'lishi mumkin?

Siz allaqachon sezganingizdek, suhbatimizda biz zarralarni ko'p marta eslatib o'tdik. Ehtimol, siz yorug'lik shunchaki tezlikda tarqaladigan to'lqin ekanligiga o'rganib qolgandirsiz Bilan . Ammo hamma narsaga kvant olami, ya’ni zarralar olami nuqtai nazaridan qarasangiz, hamma narsa tanib bo‘lmas darajada o‘zgaradi.

Kvant mexanikasi nazariy fizikaning bir bo'limi bo'lib, kvant nazariyasining tarkibiy qismi bo'lib, fizik hodisalarni eng elementar darajada - zarralar darajasida tasvirlaydi.

Bunday hodisalarning ta'siri kattaligi bo'yicha Plank doimiysi bilan taqqoslanadi va Nyutonning klassik mexanikasi va elektrodinamiği ularni tasvirlash uchun mutlaqo yaroqsiz bo'lib chiqdi. Masalan, klassik nazariyaga ko'ra, yadro atrofida yuqori tezlikda aylanayotgan elektron energiya tarqalishi va oxir-oqibat yadroga tushishi kerak. Bu, biz bilganimizdek, sodir bo'lmaydi. Shuning uchun kvant mexanikasi ixtiro qilindi - kashf etilgan hodisalar qandaydir tarzda tushuntirilishi kerak edi va bu tushuntirish eng maqbul bo'lgan nazariya bo'lib chiqdi va barcha eksperimental ma'lumotlar "birlashdi".

Aytmoqchi! O'quvchilarimiz uchun endi 10% chegirma mavjud

Bir oz tarix

Kvant nazariyasining tug'ilishi 1900 yilda Maks Plank Germaniya fizika jamiyati yig'ilishida nutq so'zlaganida sodir bo'ldi. Plank nima dedi? Va atomlarning nurlanishi diskret ekanligi va bu nurlanish energiyasining eng kichik qismi tengdir.

Bu erda h - Plank doimiysi, nu - chastota.

Keyin Albert Eynshteyn "yorug'lik kvanti" tushunchasini kiritib, fotoelektr effektini tushuntirish uchun Plank gipotezasini ishlatdi. Nils Bor atomda statsionar energiya darajalarining mavjudligini taxmin qildi va Lui de Broyl to'lqin-zarracha ikkiligi g'oyasini ishlab chiqdi, ya'ni zarracha (korpuskula) ham to'lqin xususiyatlariga ega. Shredinger va Heisenberg bu ishga qo'shilishdi va 1925 yilda kvant mexanikasining birinchi formulasi nashr etildi. Aslida, kvant mexanikasi to'liq nazariyadan uzoqda, u hozirda faol rivojlanmoqda. Shuni ham tan olish kerakki, kvant mexanikasi o'z farazlari bilan duch kelgan barcha savollarni tushuntirish imkoniyatiga ega emas. Uning o'rnini yanada ilg'or nazariya egallashi mutlaqo mumkin.

Kvant olamidan bizga tanish bo'lgan narsalar dunyosiga o'tish jarayonida kvant mexanikasi qonunlari tabiiy ravishda klassik mexanika qonunlariga aylanadi. Aytishimiz mumkinki, klassik mexanika kvant mexanikasining alohida holati bo'lib, harakat bizning tanish va tanish makrodunyoda sodir bo'ladi. Bu erda jismlar inertial bo'lmagan sanoq sistemalarida yorug'lik tezligidan ancha past tezlikda xotirjam harakat qiladi va umuman, atrofdagi hamma narsa tinch va ravshan. Agar siz koordinatalar tizimidagi jismning o'rnini bilmoqchi bo'lsangiz, impulsni o'lchashni istasangiz, sizga ma'qul keladi.

Kvant mexanikasi masalaga butunlay boshqacha yondashadi. Unda fizik kattaliklarni o'lchash natijalari ehtimollik xususiyatiga ega. Bu shuni anglatadiki, ma'lum bir qiymat o'zgarganda, har birida ma'lum bir ehtimollik bo'lgan bir nechta natijalar mumkin. Misol keltiraylik: stol ustida tanga aylanmoqda. U aylanayotganda, u hech qanday o'ziga xos holatda emas (bosh-dumlar), lekin faqat shu holatlardan birida tugash ehtimoli bor.

Bu erda biz asta-sekin yaqinlashamiz Shredinger tenglamasi Va Heisenberg noaniqlik printsipi.

Afsonaga ko'ra, Ervin Shredinger 1926 yilda ilmiy seminarda to'lqin-zarralar ikkiligi mavzusida nutq so'zlab, ma'lum bir katta olim tomonidan tanqid qilingan. O'zining oqsoqollarini tinglashdan bosh tortgan, bu voqeadan keyin Shredinger kvant mexanikasi doirasida zarralarni tasvirlash uchun to'lqin tenglamasini faol ravishda ishlab chiqishga kirishdi. Va u buni ajoyib tarzda qildi! Shredinger tenglamasi (kvant mexanikasining asosiy tenglamasi):

Ushbu turdagi tenglama, bir o'lchovli statsionar Shredinger tenglamasi eng oddiy hisoblanadi.

Bu erda x - zarrachaning masofasi yoki koordinatasi, m - zarrachaning massasi, E va U - mos ravishda uning umumiy va potensial energiyalari. Ushbu tenglamaning yechimi to'lqin funksiyasi (psi)

To'lqin funktsiyasi kvant mexanikasidagi yana bir asosiy tushunchadir. Demak, qandaydir holatda bo'lgan har qanday kvant tizimi bu holatni tavsiflovchi to'lqin funktsiyasiga ega.

Masalan, bir o'lchovli statsionar Shredinger tenglamasini yechishda to'lqin funktsiyasi zarrachaning kosmosdagi holatini tavsiflaydi. Aniqrog'i, fazoning ma'lum bir nuqtasida zarrachani topish ehtimoli. Boshqacha qilib aytganda, Shredinger ehtimollikni to'lqin tenglamasi bilan tasvirlash mumkinligini ko'rsatdi! Qabul qiling, bu haqda avvalroq o'ylashimiz kerak edi!

Lekin nima uchun? Nima uchun biz bu tushunarsiz ehtimolliklar va to'lqin funktsiyalari bilan shug'ullanishimiz kerak, vaholanki, zarrachagacha bo'lgan masofani yoki uning tezligini olish va o'lchashdan oddiyroq narsa yo'qdek tuyuladi.

Hammasi juda oddiy! Darhaqiqat, makrokosmosda bu haqiqatan ham shunday - biz masofalarni lenta o'lchovi bilan ma'lum bir aniqlik bilan o'lchaymiz va o'lchash xatosi qurilmaning xususiyatlari bilan belgilanadi. Boshqa tomondan, biz ko'z bilan ob'ektga, masalan, stolgacha bo'lgan masofani deyarli aniq aniqlashimiz mumkin. Qanday bo'lmasin, biz uning xonadagi o'rnini bizga va boshqa narsalarga nisbatan aniq ajratamiz. Zarrachalar dunyosida vaziyat tubdan farq qiladi - bizda jismoniy jihatdan kerakli miqdorlarni aniq o'lchash uchun o'lchash asboblari yo'q. Axir, o'lchov asbobi o'lchanayotgan ob'ekt bilan bevosita aloqa qiladi va bizning holatlarimizda ob'ekt ham, asbob ham zarralardir. Aynan shu nomukammallik, zarrachaga ta'sir etuvchi barcha omillarni hisobga olishning tubdan imkonsizligi, shuningdek, o'lchov ta'sirida tizim holatining o'zgarishi haqiqati Geisenberg noaniqlik printsipi asosida yotadi.

Keling, uning eng oddiy formulasini beraylik. Tasavvur qilaylik, ma'lum bir zarracha bor va biz uning tezligi va koordinatasini bilmoqchimiz.

Shu nuqtai nazardan, Heisenberg noaniqlik printsipi bir vaqtning o'zida zarrachaning holatini va tezligini aniq o'lchash mumkin emasligini ta'kidlaydi. . Matematik jihatdan u quyidagicha yozilgan:

Bu yerda delta x - koordinatani aniqlashdagi xato, delta v - tezlikni aniqlashdagi xato. Ta'kidlash joizki, ushbu tamoyil biz koordinatani qanchalik aniq aniqlasak, tezlikni shunchalik kam aniq bilamiz. Va agar biz tezlikni aniqlasak, zarrachaning qayerda ekanligi haqida zarracha tasavvurga ega bo'lmaymiz.

Noaniqlik printsipi mavzusida ko'plab hazillar va latifalar mavjud. Mana ulardan biri:

Politsiyachi kvant fizigini to'xtatdi.
- Janob, siz qanchalik tez yurganingizni bilasizmi?
- Yo'q, lekin men qayerda ekanligimni aniq bilaman.

Va, albatta, sizga eslatib o'tamiz! Agar kutilmaganda, negadir, potentsial quduqdagi zarracha uchun Shredinger tenglamasini yechish sizni hushyorlikka olib kelsa, lablarida kvant mexanikasi bilan tarbiyalangan mutaxassislarga murojaat qiling!