Kvant mexanika
Manba: ÖzME, 4-jild (2000–2005), «Özbekiston milliy ensiklopediyasi» Davlat ilmiy naşriyoti · elektron nusxa: ziyouz.com kutubxonasi, 274–275-b. — ziyouz.com
Kvant mexanika KVANT MEXANIKA, tölqin mexanika — nazariy fizikaning juda kiçik massali zarra (elementar zarra, atom, molekula va h.k.) ning harakat qonunlarini örganuvçi bölimi. 20-a. boşida, ya'ni qator omillar — atomlarning turğunligi, fotoeffekt, radioaktivlik va b.ni klassik mexanika va klassik elektrodinamika yordamida tuşuntirib beriş mumkin bölmay qolganda K.m. ni yaratiş ğoyasi paydo böldi. M. Plank, A. Eynşteyn va N. Bor kabi olimlarning işlari K.m. ning yaratilişiga asos böldi.
Klassik fizika qonunlarini juda kiçik massali zarralarga tatbiq qilişda olingan xulosalar klassik tasavvurlarni tubdan özgartirişni talab qildi. Klassik fizikada zarra nurlanişi energiyasining qiymatlari uzluksiz böladi. 1900 y.da M. Plank moddada elektromagnit nurlanişni muvozanatda böliş şartini tadqiq qildi. U nurlaniş energiyasi çiqayotganda yoki yutilayotganda faqat uzlukli (kvantlangan) qiymatlargagina ega bölişi mumkinligi töğrisidagi gipotezani ilgari surdi. 1905 y.da A. Eynşteyn yoruğlik tuşayotgan metallardan taşqariga elektron çiqiş hodisasi (fotoeffekt) ni tekşirib, energiya faqat yutilib yoki çiqibgina qolmay, u nurlaniş kvanti — foton körinişida ham mavjud böladi, degan xulosaga keldi. Foton energiyasi Ye=\ ga teng, bunda y — Plank doimiysi, v — elektromagnit nurlaniş çastotasi.
1913 y.da N. Bor yoruğlikning kvantlar nazariyasini atomlarning tuzilişi masalasiga tatbiq qilib, atomdagi elektron şu atom yadrosining atrofida klassik mexanika krnunlarita böysunadigan aniq orbitalar böyiça harakat qilişini körsatdi. Bunda orbitalarning har birida elektron aniq energiyali holatda, ya'ni barqaror holatda bölib, heç qanday nurlaniş röy bermaydi (Bor postulatlari) . Atomning nur yutişi yoki nur çiqarişi faqat elektronning bir orbitadan boşqa orbitaga ötişi b-n boğliq.
Bor nazariyasi eng sodda atom — vodorod atomining nurlaniş xususiyatlarini tuşuntirib bera oldi. Ammo murakkab atomlarga, molekulalarga bu nazariyani qöllaş mumkin bölmaydi.
1924 y.da L. de Broyl modda yoruğlik kabi ham zarra, ham tölqin xususiyatlariga ega böladi, degan gipotezani ilgari surdi. L. de Broyl aytgan moddiy zarraning tölqin xususiyatlari qar tomonlama tasdiqlandi. Şunday qilib, korpuskulyar-tölqin dualizmi ğoyasi tasdiqlandi: bu ğoyaga binoan, tölqin xususiyatga ega obyektda zarra xususiyati ham uyğonadi, zarra esa ma'lum şaroitlarda özini tölqinlardek tutadi.
1926 y.da E. Şryodinger zarralar harakatining tölqin nazariyasi ustida işlab, moddiy zarralarning zarra va tölqin xususiyatlarini ifodalovçi tenglamani taklif qildi. Bu tenglama eng sodda atom — vodorod atom i masalasini aniq yeçib berdi. Köp elektronli sistemalar uçun Şryodinger tenglamasi aniq yeçilmaydi, bu yerda taxm. yeçiş usullari (variatsion usul, Xartri — Fok usuli va b.) işlatiladi.
K.m.da barça zarralar korpuskulyar va tölqin xossalariga ega deb qaraladi; zotan bu xossalar bir-birini istisno qilmaydi, balki bir-birini töldiradi. Elektronlar, protonlar va b. zarralarning tölqin tabiati zarralar difraksiyasiga oid tajribalarda tasdiqlandi. K.m.da zarraning tölqin xususiyati tölqin funksiya (u-funksiya) orqali bayon etiladi. Tölqin funksiya aslida statistik xarakterga ega ekanligini birinçi bölib 1927 y.da M. Born aytdi. Tölqin funksiyaning statistik ma'nosi, ya'ni zarraning biror hajm birligida böliş ehtimolligi — tölqin funksiya modulining kvadrati \|/12 b-n ifodalanadi. Demak, K. m.da zarraning holatini bir vaqtda aniq koordinata va impuls orqali ifodalaş mumkin emas, u faqat tölqin funksiya orqaligina aniqlanadi. Zarraning koordinata b-n impulsi V. Gepzenberg tomonidan kaşf etilgan noaniqliklar munosabatiga böysunadi.
Nisbiylik nazariyasini qöllab, K. m.ni umumlaştiriş natijasida relyativistik K.m. paydo böldi. K.m.ning yaratilişi va rivojlanişida M. Born, P. Dirak, V. Pauli, E. Fermi, şuningdek, L. D. Landau va V. A. Fok kabi olimlarning işlari muhim rol öynadi. K.m. yaratilişi yarimötkazgiçlar fizikasi va texnikasi, past t-ralar fizikasi, kvant elektronika, yadro fizikasi va atom energetikasi, astrofizika va b. ning tez rivojlanişiga sabab böldi.
Ad.: Geyzenberg V., Fiziçeskiye prinsipi kvantovoy teorii, L. — M., 1932; Dirak P., Prinsipi kvantovoy mexaniki,
per.s angl., M, 1960; Pauli V., Obşiye prinsipi volnovoy mexaniki, per. s nem., M., - L., 1947; Feynman R. P., Xibs A., Kvantovaya mexanika i integrali po trayektoriyam, per. s angl., M., 1968; Landau L. D., Lifşits Ye. M., Kvantovaya mexanika. Nerelyativistskaya teoriya, 3 izd., M., 1974; Fok V. A., Naçalo kvantovoy mexaniki, M., 1976.
Asl matn (kirill, PDF'dagidek)
КВАНТ МЕХАНИКА, тўлқин механика — назарий физиканинг жуда кичик массали зарра (элементар зарра, атом, молекула ва ҳ.к.) нинг ҳаракат қонунларини ўрганувчи бўлими. 20-а. бошида, яъни қатор омиллар — атомларнинг турғунлиги, фотоэффект, радиоактивлик ва б.ни классик механика ва классик электродинамика ёрдамида тушунтириб бериш мумкин бўлмай қолганда К.м. ни яратиш ғояси пайдо бўлди. М. Планк, А. Эйнштейн ва Н. Бор каби олимларнинг ишлари К.м. нинг яратилишига асос бўлди.
Классик физика қонунларини жуда кичик массали зарраларга татбиқ қилишда олинган хулосалар классик тасаввурларни тубдан ўзгартиришни талаб қилди. Классик физикада зарра нурланиши энергиясининг қийматлари узлуксиз бўлади. 1900 й.да М. Планк моддада электромагнит нурланишни мувозанатда бўлиш шартини тадқиқ қилди. У нурланиш энергияси чиқаётганда ёки ютилаётганда фақат узлукли (квантланган) қийматларгагина эга бўлиши мумкинлиги тўғрисидаги гипотезани илгари сурди. 1905 й.да А. Эйнштейн ёруғлик тушаётган металлардан ташқарига электрон чиқиш ҳодисаси (фотоэффект) ни текшириб, энергия фақат ютилиб ёки чиқибгина қолмай, у нурланиш кванти — фотон кўринишида ҳам мавжуд бўлади, деган хулосага келди. Фотон энергияси Е=Ь\ га тенг, бунда й — Планк доимийси, v — электромагнит нурланиш частотаси.
1913 й.да Н. Бор ёруғликнинг квантлар назариясини атомларнинг тузилиши масаласига татбиқ қилиб, атомдаги электрон шу атом ядросининг атрофида классик механика крнунларита бўйсунадиган аниқ орбиталар бўйича ҳаракат қилишини кўрсатди. Бунда орбиталарнинг ҳар бирида электрон аниқ энергияли ҳолатда, яъни барқарор ҳолатда бўлиб, ҳеч қандай нурланиш рўй бермайди (Бор постулатлари) . Атомнинг нур ютиши ёки нур чиқариши фақат электроннинг бир орбитадан бошқа орбитага ўтиши б-н боғлиқ.
Бор назарияси энг содда атом — водород атомининг нурланиш хусусиятларини тушунтириб бера олди. Аммо мураккаб атомларга, молекулаларга бу назарияни қўллаш мумкин бўлмайди.
1924 й.да Л. де Бройль модда ёруғлик каби ҳам зарра, ҳам тўлқин хусусиятларига эга бўлади, деган гипотезани илгари сурди. Л. де Бройль айтган моддий зарранинг тўлқин хусусиятлари қар томонлама тасдиқланди. Шундай қилиб, корпускуляр-тўлқин дуализми ғояси тасдиқланди: бу ғояга биноан, тўлқин хусусиятга эга объектда зарра хусусияти ҳам уйғонади, зарра эса маълум шароитларда ўзини тўлқинлардек тутади.
1926 й.да Э. Шрёдингер зарралар ҳаракатининг тўлқин назарияси устида ишлаб, моддий зарраларнинг зарра ва тўлқин хусусиятларини ифодаловчи тенгламани таклиф қилди. Бу тенглама энг содда атом — водород атом и масаласини аниқ ечиб берди. Кўп электронли системалар учун Шрёдингер тенгламаси аниқ ечилмайди, бу ерда тахм. ечиш усуллари (вариацион усул, Хартри — Фок усули ва б.) ишлатилади.
К.м.да барча зарралар корпускуляр ва тўлқин хоссаларига эга деб қаралади; зотан бу хоссалар бир-бирини истисно қилмайди, балки бир-бирини тўлдиради. Электронлар, протонлар ва б. зарраларнинг тўлқин табиати зарралар дифракциясига оид тажрибаларда тасдиқланди. К.м.да зарранинг тўлқин хусусияти тўлқин функция (у-функция) орқали баён этилади. Тўлқин функция аслида статистик характерга эга эканлигини биринчи бўлиб 1927 й.да М. Борн айтди. Тўлқин функциянинг статистик маъноси, яъни зарранинг бирор ҳажм бирлигида бўлиш эҳтимоллиги — тўлқин функция модулининг квадрати \|/12 б-н ифодаланади. Демак, К. м.да зарранинг ҳолатини бир вақтда аниқ координата ва импульс орқали ифодалаш мумкин эмас, у фақат тўлқин функция орқалигина аниқланади. Зарранинг координата б-н импульси В. Гепзенберг томонидан кашф этилган ноаниқликлар муносабатига бўйсунади.
Нисбийлик назариясини қўллаб, К. м.ни умумлаштириш натижасида релятивистик К.м. пайдо бўлди. К.м.нинг яратилиши ва ривожланишида М. Борн, П. Дирак, В. Паули, Э. Ферми, шунингдек, Л. Д. Ландау ва В. А. Фок каби олимларнинг ишлари муҳим роль ўйнади. К.м. яратилиши яримўтказгичлар физикаси ва техникаси, паст т-ралар физикаси, квант электроника, ядро физикаси ва атом энергетикаси, астрофизика ва б. нинг тез ривожланишига сабаб бўлди.
Ад.: Гейзенберг В., Физические принципы квантовой теории, Л. — М., 1932; Дирак П., Принципы квантовой механики,
пер.с англ., М, 1960; Паули В., Общие принципы волновой механики, пер. с нем., М., - Л., 1947; Фейнман Р. П., Хибс А., Квантовая механика и интегралы по траекториям, пер. с англ., М., 1968; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Квантовая механика. Нерелятивистская теория, 3 изд., М., 1974; Фок В. А., Начало квантовой механики, М., 1976.
Matn ÖzME'dan o'zgartirişsiz olingan, faqat yozuvi yangi alifboga o'girilgan. Qisqartmalar asl holida. Xato ko'rsangiz — xabar bering.