7,010 matches
-
ulterioare, care studiază procese de creare și anihilare de particule, se încadrează în "teoria cuantică a câmpurilor" și are legătură cu ramuri experimentale precum cea a fizicii nucleare și a particulelor elementare. Descrierea dată de mecanica cuantică realității la scară atomică este de natură statistică: ea nu se referă la un exemplar izolat al sistemului studiat, ci la un colectiv statistic alcătuit dintr-un număr mare de exemplare, aranjate în ansamblul statistic după anumite modele. Rezultatele ei nu sunt exprimate prin
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
componente diferite ale momentului cinetic) care nu pot fi determinate simultan oricât de precis, limita de precizie fiind impusă de existența unei mărimi fizice fundamentale: constanta Planck și fundamentat teoretic de principiul incertitudinii al lui Heisenberg. Descrierea fenomenelor la scară atomică are un caracter complementar, în sensul că ea constă din elemente care se completează reciproc într-o imagine unitară, din punctul de vedere macroscopic al fizicii clasice, numai dacă ele rezultă din situații experimentale care se exclud reciproc. Interpretarea statistică
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
statistică a mecanicii cuantice este în acord cu datele experimentale, însă persistă opinii divergente asupra caracterului fundamental al acestei descrieri. Pe când în interpretarea de la Copenhaga descrierea statistică este postulată ca fiind "completă", reflectând o caracteristică fundamentală a fenomenelor la scară atomică, teorii alternative susțin că statistica rezultă dintr-o cunoaștere incompletă a realității, provenind din ignorarea unor variabile ascunse. Aceste vederi contradictorii pot fi testate experimental; rezultate parțiale par să favorizeze interpretarea de la Copenhaga. La sfârșitul secolului al XIX-lea, fizica
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
atomilor: electronii în mișcare accelerată, potrivit legilor electrodinamicii a lui Maxwell, trebuia să piardă energie prin radiație și să sfârșească prin a cădea pe nucleu. De asemenea, radiația emisă avea un spectru continuu, în contradicție cu rezultatele experimentale ale spectroscopiei atomice, care indicau un spectru de linii cu o structură descrisă empiric de "regula de combinare Rydberg-Ritz" (1905). Preluând ipoteza existenței cuantelor de lumină, completată cu un postulat potrivit căruia energia atomului este distribuită pe nivele discrete descrise de un "număr
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
o structură descrisă empiric de "regula de combinare Rydberg-Ritz" (1905). Preluând ipoteza existenței cuantelor de lumină, completată cu un postulat potrivit căruia energia atomului este distribuită pe nivele discrete descrise de un "număr cuantic", Bohr (1913) a elaborat un model atomic care elimina aceste dificultăți; confirmarea experimentală a existenței nivelelor discrete de energie în cadrul atomului a fost făcută în 1914 prin experimentul Franck-Hertz. Realizările în teoria structurii atomului din perioada 1900-1924 au primit numele de „teorie cuantică veche”. Este vorba de
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
de cuantificare arbitrare, aplicabile sistemelor multiperiodice din mecanica clasică și ghidate de "principiul de corespondență". Formulat explicit de Bohr abia în 1920, acesta din urmă cerea ca, la limita numerelor cuantice mari, teoria cuantică să reproducă rezultatele teoriei clasice. Modelul atomic Bohr-Sommerfeld (1916-1919) rezultat din teoria cuantică veche a permis evaluarea corectă a termenilor spectrali pentru un număr mare de atomi și molecule; teoria conținea însă lacune și contradicții. O analiză critică a teoriei cuantice vechi l-a condus pe Heisenberg
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
atomi și molecule; teoria conținea însă lacune și contradicții. O analiză critică a teoriei cuantice vechi l-a condus pe Heisenberg la concluzia că noțiunea de traiectorie a unui electron în atom este lipsită de sens, și că o teorie atomică trebuie construită numai pe baza unor mărimi "observabile", cum sunt frecvențele și intensitățile liniilor spectrale. Noua teorie propusă de Heisenberg (1925) și dezvoltată de el împreună cu Born și Jordan a fost numită "mecanică matricială". Interpretarea statistică a teoriei a fost
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
Louis de Broglie (1924) a extins conceptul de dualitate undă-corpuscul de la radiație la materie, făcând sugestia că unei particule microscopice îi este asociat un fenomen ondulatoriu. Ipoteza existenței unor „unde de materie” a fost punctul de plecare pentru o teorie atomică propusă de Schrödinger (1925) sub numele de "mecanică ondulatorie"; în anul următor tot Schrödinger a arătat că ea era echivalentă cu mecanica matricială a lui Heisenberg. Proprietățile ondulatorii ale electronilor au fost confirmate de experimentul Davisson-Germer (1927). La a cincea
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
era echivalentă cu mecanica matricială a lui Heisenberg. Proprietățile ondulatorii ale electronilor au fost confirmate de experimentul Davisson-Germer (1927). La a cincea "Conferință Solvay" despre electroni și fotoni (1927), "mecanica cuantică" a fost consacrată ca teorie a materiei la scară atomică. Conferința a marcat și punctul culminant al unei dezbateri, care avea să dureze mai mulți ani, între Einstein (care atribuia caracterul statistic al mecanicii cuantice faptului că ar fi fost o teorie incompletă) și Bohr (care, de pe pozițiile interpretării de la
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
formă definitivă, ca teorie cuantică relativistă a interacției dintre electroni și fotoni, în mod independent, de Tomonaga, Schwinger și Feynman (1946-1949); echivalența celor trei formulări a fost demonstrată de Dyson (1949). În mecanica cuantică o stare dinamică a unui sistem atomic este descrisă cantitativ de o "funcție de stare" (numită, într-o formulare particulară, "funcție de undă"). Comportarea ondulatorie a sistemelor atomice arată că stările lor ascultă de principiul superpoziției; pe plan teoretic, aceasta înseamnă că funcțiile de stare sunt elemente ale unui
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
Feynman (1946-1949); echivalența celor trei formulări a fost demonstrată de Dyson (1949). În mecanica cuantică o stare dinamică a unui sistem atomic este descrisă cantitativ de o "funcție de stare" (numită, într-o formulare particulară, "funcție de undă"). Comportarea ondulatorie a sistemelor atomice arată că stările lor ascultă de principiul superpoziției; pe plan teoretic, aceasta înseamnă că funcțiile de stare sunt elemente ale unui spațiu vectorial. Pentru interpretarea fizică a funcției de stare e necesar ca vectorii din spațiul stărilor să poată fi
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
hamiltonianul „liber” al unui sistem pentru care soluția ecuației (25) este cunoscută exact, iar formula 101 reprezintă o „interacție” pentru care soluția aproximativă a ecuației (24) este căutată prin metode perturbative. În "interpretarea de la Copenhaga" se postulează că starea unui sistem atomic este descrisă "complet" de funcția de stare în spațiul Hilbert, iar această descriere este de natură "statistică". Ea nu se referă la un exemplar izolat al sistemului, ci la un "colectiv statistic" alcătuit dintr-un număr mare de exemplare „preparate
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
în acest caz măsurătoarea este "incompletă". Pentru a caracteriza complet starea sistemului, este necesară măsurarea simultană a unui sistem complet de observabile care comută formula 138 funcția de stare va fi vectorul propriu comun unic, corespunzător valorilor proprii măsurate formula 139 Sistemul atomic este astfel „preparat” pentru o nouă măsurătoare (completă sau incompletă) a stării sale la un moment ulterior. Principiile mecanicii cuantice nu specifică forma operatorilor hermitici care reprezintă mărimi fizice observabile, sau relațiile de comutare pe care ei le satisfac. Acestea
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
observabile. Inegalitatea Schwarz pentru vectorii formula 187 și formula 188 conduce la Pentru perechile de observabile poziție-impuls formula 191, care ascultă de relațiile de comutare (37), se obțin relațiile de incertitudine ale lui Heisenberg: Aceste relații de incertitudine arată că, pentru un sistem atomic, poziția și impulsul nu pot avea simultan valori oricât de bine determinate: produsul împrăștierilor statistice respective este mărginit inferior de constanta Planck. Noțiunea clasică de traiectorie, definită ca succesiune continuă de stări cu valori precis determinate ale poziției și impulsului
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
exprima o "nedeterminare" a stării sistemului, reducerea funcției de stare ar constitui o violare a "principiului cauzalității". De pe pozițiile interpretării de la Copenhaga, Bohr a răspuns la aceste obiecții printr-o analiză detaliată a procesului de măsurare. Descrierea fenomenelor la scară atomică este făcută utilizând terminologia fizicii clasice, pe baza unor date de observație obținute cu ajutorul unor instrumente macroscopice, a căror stare se presupune că rămâne neschimbată în cursul operației de măsurare. În realitate, la scară atomică nu se poate face o
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
măsurare. Descrierea fenomenelor la scară atomică este făcută utilizând terminologia fizicii clasice, pe baza unor date de observație obținute cu ajutorul unor instrumente macroscopice, a căror stare se presupune că rămâne neschimbată în cursul operației de măsurare. În realitate, la scară atomică nu se poate face o distincție precisă între fenomenul observat și instrumentul de măsură, întrucât procesul de observare implică o interacție, în urma căreia starea ambelor sisteme este modificată. În consecință, rezultatele observațiilor făcute în condiții diferite nu pot fi asamblate
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
strict cauzal, conform ecuației lui Schrödinger. Reducerea funcției de stare a sistemului observat este rezultatul interacției cu instrumentul de măsură, care e imprevizibilă și incontrolabilă, de vreme ce funcția de stare totală nu e cunoscută. Această manifestare a principiului cauzalității la scară atomică este în acord cu faptele experimentale. În contextul interpretării statistice de la Copenhaga (funcția de stare se referă nu la un exemplar unic al sistemului fizic considerat, ci la un colectiv statistic de exemplare, toate aflate în aceeași stare la un
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
mai imprecisă. O evaluare cantitativă a acestei „împrăștieri” a pachetului de unde e dată de intervalul de timp formula 265 necesar ca împrăștierea statistică să se dubleze; acesta depinde atât de masa particulei, cât și de precizia localizării inițiale. Pentru o particulă atomică (masă de ordinul masei electronului, localizare inițială de ordinul razei Bohr) τ ≈ 10 secunde, pe când pentru o particulă macroscopică (masă de ordinul 1 g, localizare inițială de ordinul 1 cm) τ ≈ 10 ani.
Mecanică cuantică () [Corola-website/Science/297814_a_299143]
-
valoare. Conform ipotezei De Broglie, atomii sunt suficient de mici încât încercarea de a le prezice comportamentul folosind fizica clasică - de exemplu, ca și cum ar fi niște bile de biliard - dă predicții vizibil incorecte din cauza efectelor cuantice. Prin dezvoltarea fizicii, modelele atomice au încorporat principii cuantice pentru a explica și prezice mai acest comportament. Fiecare atom este format dintr-un nucleu și din unul sau mai mulți electroni legați de nucleu. Nucleul este format din unul sau mai mulți protoni și, de
Atom () [Corola-website/Science/297795_a_299124]
-
din punct de vedere electric. Dacă un atom are mai mulți sau mai puțini electroni decât protoni, atunci acesta are un o sarcină totală negativă, respectiv pozitivă, și se numește ion. Electronii unui atom sunt atrași de protonii din nucleul atomic de această forță electromagnetică. Protonii și neutronii din nucleu sunt atrași unul de celălalt printr-o altă forță, , care de obicei este mai puternică decât forța electromagnetică de respingere ce acționează între protonii încărcați pozitiv. În anumite circumstanțe, forța electromagnetică
Atom () [Corola-website/Science/297795_a_299124]
-
lui Dalton că elementele care reacționează în număr întreg multiplu de unități discrete—cu alte cuvinte, atomi. În cazul oxizilor staniului, un atom de staniu se va combina cu unul sau doi atomi de oxigen. Dalton credea și că teoria atomică ar putea explica de ce apa absoarbe gaze diferite în proporții diferite. De exemplu, el a constatat că apa absoarbe dioxidul de carbon mult mai bine decât absoarbe azotul. Ipoteza lui Dalton se datora diferențelor de masă și configurație între particulele
Atom () [Corola-website/Science/297795_a_299124]
-
acestor molecule și mișcării lor prin producerea primei analize de fizică statistică a mișcării browniene. Fizicianul francez Jean Perrin s-a folosit de munca lui Einstein pentru a determina experimental masa și dimensiunile atomilor, confirmând astfel în mod concludent teoria atomică a lui Dalton. Fizicianul J. J. Thomson a măsurat masa razelor catodice, arătând că ele sunt formate din particule, dar că acestea sunt de circa 1800 de ori mai ușoare decât cel mai ușor atom, cel de hidrogen. Prin urmare
Atom () [Corola-website/Science/297795_a_299124]
-
același an, Henry Moseley a furnizat noi dovezi experimentale în favoarea teoriei lui Niels Bohr. Aceste rezultate au rafinat modelul lui Ernest Rutherford și modelul lui , care avansa ideea că atomul conține în nucleu un număr de pozitive egal cu numărul (atomic) din tabelul periodic. Până la aceste experimente, numărul atomic nu era cunoscut drept cantitate fizică și experimentală. Faptul că este egal cu sarcina atomică rămâne modelul atomic acceptat astăzi. Legăturile chimice dintre atomi erau acum explicate, de în 1916, ca interacțiuni
Atom () [Corola-website/Science/297795_a_299124]
-
experimentale în favoarea teoriei lui Niels Bohr. Aceste rezultate au rafinat modelul lui Ernest Rutherford și modelul lui , care avansa ideea că atomul conține în nucleu un număr de pozitive egal cu numărul (atomic) din tabelul periodic. Până la aceste experimente, numărul atomic nu era cunoscut drept cantitate fizică și experimentală. Faptul că este egal cu sarcina atomică rămâne modelul atomic acceptat astăzi. Legăturile chimice dintre atomi erau acum explicate, de în 1916, ca interacțiuni între electronii care îi compun. Cum se cunoștea
Atom () [Corola-website/Science/297795_a_299124]
-
modelul lui , care avansa ideea că atomul conține în nucleu un număr de pozitive egal cu numărul (atomic) din tabelul periodic. Până la aceste experimente, numărul atomic nu era cunoscut drept cantitate fizică și experimentală. Faptul că este egal cu sarcina atomică rămâne modelul atomic acceptat astăzi. Legăturile chimice dintre atomi erau acum explicate, de în 1916, ca interacțiuni între electronii care îi compun. Cum se cunoștea în mare măsură că ale elementelor se repetă în conformitate cu o , în 1919, chimistul american Irving
Atom () [Corola-website/Science/297795_a_299124]