Трудности теории Бора. Квантово-волновой дуализм. © В.Е. Фрадкин, 2004 © В.А. Зверев, 2004

Август 26, 2022

Главная
Физика
Трудности теории Бора. Квантово-волновой дуализм. © В.Е. Фрадкин, 2004 © В.А. Зверев, 2004

Содержание

2. Трудности теории Бора В теории Бора сохранились представления об орбитальном движении электронов в кулоновском поле ядра.
3. Трудности теории Бора В теории Бора сохранились представления об орбитальном движении электронов в кулоновском поле ядра.
4. Луи-де- Бройль Из коллекции www.eduspb.com
5. Электрон Фотон Из коллекции www.eduspb.com
6. В стационарном квантовом состоянии атома водорода на длине орбиты должно укладываться по идее де Бройля целое
7. Иллюстрация идеи де Бройля о возникновении стоячих волн на стационарной орбите для случая n = 4.
8. Квантование электронных орбит Из коллекции www.eduspb.com
9. Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля. 1927 г. - американские физики К. Девиссон и Л. Джермер: пучок
10. Дифракция электронов Картина дифракции электронов на поликристаллическом образце при длительной экспозиции (a) и при короткой экспозиции
11. Опыты Фабриканта, Бибермана, Сушкина Опыт Дж. Томсона был многократно повторен с неизменным результатом, в том числе
12. Волновые свойства макроскопических тел. Впоследствии дифракционные явления были обнаружены также для нейтронов, протонов, атомных и молекулярных
13. Квантовая механика Гипотеза де Бройля основывалась на соображениях симметрии свойств материи и не имела в то
14. Нильс Бор Принцип дополнительности Интерпретация квантовой механики Из коллекции www.eduspb.com
15. Принцип дополнительности Н.Бора Всем микрообъектам присущи и волновые, и корпускулярные свойства, однако, они не являются ни
16. Вернер Гейзенберг Матричная механика Соотношение неопределенностей Из коллекции www.eduspb.com
17. Соотношение неопределенностей В.Гейзенберга Микрочастицы в принципе не имеют одновременно точного значения координаты и соответствующей проекции импульса.
18. Эрвин Шредингер Волновая механика Волновое уравнение электрона – уравнение Шредингера Из коллекции www.eduspb.com
19. Распределение вероятности обнаружения электрона в атоме водорода В обоих случаях атом водорода можно представить в виде
20. Макс Борн Статистическая интерпретация волнового уравнения Доказательство идентичности волновой и матричной механики Из коллекции www.eduspb.com
21. Модель. Атом водорода. Из коллекции www.eduspb.com
22. Доказательство связи квантовой и классической механики (наличие предельного перехода) Пауль Эренфест Из коллекции www.eduspb.com
24. Скачать презентацию

Слайд 2

Трудности теории Бора
В теории Бора сохранились представления об орбитальном движении электронов

в кулоновском поле ядра.
Классическая ядерная модель атома Резерфорда была дополнена в теории Бора идеей о квантовании электронных орбит.
Поэтому теорию Бора иногда называют полуклассической.

Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 3

Трудности теории Бора
В теории Бора сохранились представления об орбитальном движении электронов

Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 4

Луи-де-
Бройль
Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 5

Электрон
Фотон
Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 6

В стационарном квантовом состоянии атома водорода на длине орбиты должно укладываться

по идее де Бройля целое число длин волн λ, т. е.
nλn = 2πrn.
Подставляя длину волны де Бройля λ = h/p, где p = meυ – импульс электрона, получим:

Объяснение правила квантования

Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 7

Иллюстрация идеи де Бройля о возникновении стоячих волн на стационарной орбите для

случая n = 4.

Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 8

Квантование электронных орбит
Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 9

Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля.
1927 г. - американские физики К. Девиссон и Л. Джермер:
пучок

электронов, рассеивающийся на кристалле никеля, дает отчетливую дифракционную картину, подобную той, которая возникает при рассеянии на кристалле коротковолнового рентгеновского излучения. В этих экспериментах кристалл играл роль естественной дифракционной решетки.

1928 г. английский физик Дж. П. Томсон: наблюдение дифракционной картины, возникающей при прохождении пучка электронов через тонкую поликристаллическую фольгу из золота.

Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 10

Дифракция электронов
Картина дифракции электронов на поликристаллическом образце при длительной экспозиции (a) и

при короткой экспозиции (b). В случае (b) видны точки попадания отдельных электронов на фотопластинку.

Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 11

Опыты Фабриканта, Бибермана, Сушкина
Опыт Дж. Томсона был многократно повторен с неизменным результатом,

в том числе при условиях, когда поток электронов был настолько слабым, что через прибор единовременно могла проходить только одна частица (В. А. Фабрикант, 1948 г.). Таким образом, было экспериментально доказано, что волновые свойства присущи не только большой совокупности электронов, но и каждому электрону в отдельности.

Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 12

Волновые свойства макроскопических тел.
Впоследствии дифракционные явления были обнаружены также для нейтронов,

протонов, атомных и молекулярных пучков.
Экспериментальное доказательство наличия волновых свойств микрочастиц привело к выводу о том, что это универсальное явление природы, общее свойство материи.
Следовательно, волновые свойства должны быть присущи и макроскопическим телам. Однако вследствие большой массы макроскопических тел их волновые свойства не могут быть обнаружены экспериментально.
Например, пылинке массой 10–9 г, движущийся со скоростью 0,5 м/с соответствует волна де Бройля с длиной волны порядка 10–21 м, т. е. приблизительно на 11 порядков меньше размеров атомов. Такая длина волны лежит за пределами доступной наблюдению области.

Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 13

Квантовая механика
Гипотеза де Бройля основывалась на соображениях симметрии свойств материи и не

имела в то время опытного подтверждения. Но она явилась мощным революционным толчком к развитию новых представлений о природе материальных объектов. В течение нескольких лет целый ряд выдающихся физиков XX века – В. Гейзенберг, Э. Шредингер, П. Дирак, Н. Бор, М. Борн и другие – разработали теоретические основы новой науки, которая была названа квантовой механикой.

Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 14

Нильс
Бор
Принцип дополнительности
Интерпретация квантовой механики
Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 15

Принцип дополнительности Н.Бора
Всем микрообъектам присущи и волновые, и корпускулярные свойства, однако,

они не являются ни волной, ни частицей в классическом понимании.
Разные свойства микрообъектов не проявляются одновременно, они дополняют друг друга, только их совокупность характеризует микрообъект полностью.
Можно условно сказать, что микрообъекты распространяются как волны, а обмениваются энергией как частицы.

Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 16

Вернер
Гейзенберг
Матричная механика
Соотношение неопределенностей
Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 17

Соотношение неопределенностей В.Гейзенберга
Микрочастицы в принципе не имеют одновременно точного значения координаты

и соответствующей проекции импульса.

Является проявлением двойственной корпускулярно-волновой природы материальных микрообъектов.
Позволяет оценить, в какой мере можно применять к микрочастицам понятия классической механики.
Показывает, в частности, что к микрообъектам неприменимо классическое понятие траектории, так как движение по траектории характеризуется в любой момент времени определенными значениями координат и скорости.

Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 18

Эрвин
Шредингер
Волновая механика
Волновое уравнение электрона – уравнение Шредингера
Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 19

Распределение вероятности обнаружения электрона в атоме водорода
В обоих случаях атом

водорода можно представить в виде сферически симметричного электронного облака, в центре которого находится ядро.

Электрон в состоянии 1s (основное состояние атома водорода) может быть обнаружен на различных расстояниях от ядра. С наибольшей вероятностью его можно обнаружить на расстоянии, равном радиусу r1 первой боровской орбиты.

Вероятность обнаружения электрона в состоянии 2s максимальна на расстоянии r = 4r1 от ядра.

Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 20

Макс
Борн
Статистическая интерпретация волнового уравнения
Доказательство идентичности волновой и матричной механики
Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 21

Модель. Атом водорода.
Из коллекции www.eduspb.com

Слайд 22

Трудности теории Бора. Квантово-волновой дуализм. © В.Е. Фрадкин, 2004 © В.А. Зверев, 2004

Содержание

Трудности теории БораВ теории Бора сохранились представления об орбитальном движении электронов

Трудности теории БораВ теории Бора сохранились представления об орбитальном движении электронов

Луи-де-БройльИз коллекции www.eduspb.com

ЭлектронФотонИз коллекции www.eduspb.com

В стационарном квантовом состоянии атома водорода на длине орбиты должно укладываться

Иллюстрация идеи де Бройля о возникновении стоячих волн на стационарной орбите для

Квантование электронных орбит Из коллекции www.eduspb.com

Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля.1927 г. - американские физики К. Девиссон и Л. Джермер: пучок

Дифракция электроновКартина дифракции электронов на поликристаллическом образце при длительной экспозиции (a) и

Опыты Фабриканта, Бибермана, СушкинаОпыт Дж. Томсона был многократно повторен с неизменным результатом,

Волновые свойства макроскопических тел.Впоследствии дифракционные явления были обнаружены также для нейтронов,

Квантовая механикаГипотеза де Бройля основывалась на соображениях симметрии свойств материи и не

НильсБорПринцип дополнительностиИнтерпретация квантовой механикиИз коллекции www.eduspb.com

Принцип дополнительности Н.БораВсем микрообъектам присущи и волновые, и корпускулярные свойства, однако,

ВернерГейзенбергМатричная механикаСоотношение неопределенностейИз коллекции www.eduspb.com

Соотношение неопределенностей В.ГейзенбергаМикрочастицы в принципе не имеют одновременно точного значения координаты

ЭрвинШредингерВолновая механикаВолновое уравнение электрона – уравнение ШредингераИз коллекции www.eduspb.com

Распределение вероятности обнаружения электрона в атоме водорода В обоих случаях атом

МаксБорнСтатистическая интерпретация волнового уравненияДоказательство идентичности волновой и матричной механикиИз коллекции www.eduspb.com

Модель. Атом водорода. Из коллекции www.eduspb.com

Доказательство связи квантовой и классической механики (наличие предельного перехода)ПаульЭренфестИз коллекции www.eduspb.com

Похожие презентации

Трудности теории Бора
В теории Бора сохранились представления об орбитальном движении электронов

Трудности теории Бора
В теории Бора сохранились представления об орбитальном движении электронов

Луи-де-
Бройль
Из коллекции www.eduspb.com

Электрон
Фотон
Из коллекции www.eduspb.com

Квантование электронных орбит
Из коллекции www.eduspb.com

Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля.
1927 г. - американские физики К. Девиссон и Л. Джермер:
пучок

Дифракция электронов
Картина дифракции электронов на поликристаллическом образце при длительной экспозиции (a) и

Опыты Фабриканта, Бибермана, Сушкина
Опыт Дж. Томсона был многократно повторен с неизменным результатом,

Волновые свойства макроскопических тел.
Впоследствии дифракционные явления были обнаружены также для нейтронов,

Квантовая механика
Гипотеза де Бройля основывалась на соображениях симметрии свойств материи и не

Нильс
Бор
Принцип дополнительности
Интерпретация квантовой механики
Из коллекции www.eduspb.com

Принцип дополнительности Н.Бора
Всем микрообъектам присущи и волновые, и корпускулярные свойства, однако,

Вернер
Гейзенберг
Матричная механика
Соотношение неопределенностей
Из коллекции www.eduspb.com

Соотношение неопределенностей В.Гейзенберга
Микрочастицы в принципе не имеют одновременно точного значения координаты

Эрвин
Шредингер
Волновая механика
Волновое уравнение электрона – уравнение Шредингера
Из коллекции www.eduspb.com

Распределение вероятности обнаружения электрона в атоме водорода
В обоих случаях атом

Макс
Борн
Статистическая интерпретация волнового уравнения
Доказательство идентичности волновой и матричной механики
Из коллекции www.eduspb.com

Модель. Атом водорода.
Из коллекции www.eduspb.com

Доказательство связи квантовой и классической механики (наличие предельного перехода)
Пауль
Эренфест
Из коллекции www.eduspb.com