Квантовая механика. Квантовая механика – теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц и их систем

Квантовая механика – теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц и их систем, а также связь величин, характеризующих частицы и системы, с физическими величинами, непосредственно измеряемыми на опыте.

Законы квантовой механики составляют фундамент изучения строения вещества. Квантовая механика включает механику Ньютона как частный случай. Квантовая механика делится на нерелятивистскую, справедливую в случае малых скоростей, и релятивистскую, удовлетворяющую требованиям специальной теории относительности.

Соотношение между классической и квантовой механикой определяется существованием универсальной мировой постоянной – постоянной Планка.

Квантовая механика утверждает корпускулярно-волновой дуализм частиц. Одинаковые частицы в одинаковых условиях могут вести себя по-разному, и как частицы, и как волны, т.е. поведение частиц непредсказуемо однозначно. Поведение частиц описывается вероятностными и статистическими законами. Вероятностное поведение частиц означает также и то, что невозможно точно описать траекторию движения частицы.

Для квантовых явлений очень важно точное описание условий опыта. В условия входят и сами приборы, т.к. прибор сам участвует в формировании наблюдаемого явления.

Величиной, описывающей состояние физической системы в квантовой механике, является амплитуда вероятности, или волновая функция системы. Основной чертой такого квантовомеханического описания является предположение о справедливости принципа суперпозиции состояний. В общем виде этот принцип утверждает, что если в данных условиях возможны различные квантовые состояния частицы (или системы частиц), которым соответствуют волновые функции, то существует и состояние, описываемое волновой функцией.

Одной из основных задач квантовой механики является нахождение волновой функции, отвечающей данному состоянию изучаемой системы. Решение этой задачи показывает, что чем более определенным является импульс частицы, тем менее определенно ее положение (принцип неопределенности). Принцип неопределенности является фундаментальным в квантовой механике, т.к. устанавливает физическое содержание и структуру ее математического аппарата.

К основным уравнением квантовой механики относятся:

- стационарное уравнение Шрёдингера, которое является обобщением волн де Бройля для движения частицы в потенциальном поле, не зависящем от времени.

- временное уравнение Шрёдингера, которое рассматривает динамику квантовой системы для одномерного и трехмерного движения.