Учебные материалы
для студентов и школьников

История квантовой теории

1. Зарождение квантовой теории
2. Нюансы проявления квантовой теории
3. Теория Шредингера

Возникновение квантовой теории кардинально изменило представление практически всех учёных на существующий мир и его структуру. До появления квантовой теории считалось, что всё в мире предопределено и предсказуемо, а квантовая теория разрушила устоявшиеся каноны, и заставило учёных задуматься о случайности совершающихся в мире явлений.

Зарождение квантовой теории

В рождении и формировании квантовой теории приняли участие большое количество известных ученых, но значительный вклад внесли следующие знаменитости:

Макс Карл Эрнст Людвиг Планк (23.04.1858–04.10.1947) – физик-теоретик из Германии, основоположник квантовой физики. Нобелевский лауреат премии по физике за 1918 год.
Альберт Эйнштейн (14.03.1879–18.04.1955) – физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики. Нобелевский лауреат премии по физике за 1921 год, общественный деятель-гуманист.
Эрвин Рудольф Йозеф Александр Шрёдингер (12.08.1887–04.01.1961) – физик-теоретик из Австрии, один из создателей квантовой механики. Нобелевский лауреат премии по физике за 1933 год.
Луи Виктор Пьер Раймон, 7-й герцог Брольи (15.08.1892–19.03.1987) – физик-теоретик из Франции, один из основоположников квантовой механики. Нобелевский лауреат премии по физике 1929 года.
Поль Адриен Морис Дирак (08.08.1902–20.10.1984) – физик-теоретик из Англии, один из создателей квантовой механики, нобелевский лауреат премии по физике за 1933 год.
Нильс Хенрик Давид Бор (07.10.1885–18.11.1962) – физик-теоретик и общественный деятель из Дании, один из создателей современной физики, нобелевский лауреат премии по физике за 1922 год.
Вольфганг Эрнст Паули (25.04.1900–15.12.1958) – физик-теоретик из Швейцарии, работавший в области физики элементарных частиц и квантовой механики, нобелевский лауреат премии по физике 1945 года.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы

Предмет

E-mail

это быстро и бесплатно

Вернер Карл Гейзенберг (05.12.1901–01.02.1976) – физик-теоретик из Германии, один из создателей квантовой механики. Нобелевский лауреат премии по физике за 1932 год.
Макс Борн (11.12.1882–05.01.1970) – физик-теоретик и математик из Германии, один из создателей квантовой механики, нобелевский лауреат премии по физике за 1954 год.
Людвиг Больцман (20.02.1844–05.09.1906) – физик-теоретик из Австрии, основатель статистической механики и молекулярно-кинетической теории.
Эрнест Резерфорд, 1-й барон Резерфорд Нельсонский (30.08.1871–19.10.1937) – британский физик новозеландского происхождения. Известен как «отец» ядерной физики, нобелевский лауреат премии по химии за 1908 год.

Замечание 1

Зарождением квантовой теории произошло в 1901 год. В этом году немецким физиком-теоретиком Максом Планком была предложена теория соответствия излучения тела и его температуры. Также, как и его предшественники, Макс Планк предположил соображение об излучении, которое испускается атомными осцилляторами, считая в это же время, что энергия имеет место в формате небольших по объёму прерывистых порций, до этого определённых Альбертом Эйнштейном квантами.

Энергия, которая излучается любым квантом, пропорциональна излучающейся частоте. Невзирая на общие одобрительные отзывы в окружении учёных-физиков, формулы, которые были выведены Максом Планком, и изложенные им предположения, имели некоторые сомнительные стороны длительный срок из-за разногласий с традиционной физикой. В квантовую теорию ввели понятия дискретных физических величин, которые способны трансформироваться только скачкообразно.

У Макса Планка получилось включить свежие понимания в физику, осуществив, подобным образом, революцию в научном окружении. В 1905 году Альберт Эйнштейн использовал квантовую теорию при определении некоторого количества сторон фотоэлектрического эффекта. Смысл определения Эйнштейна заключался в излучении поверхностью металла электронов во время попадания на нее ультрафиолетового излучения.

Вместе с этим, Альбертом Эйнштейном была зарегистрирована удивительная особенность, заключающаяся в демонстрации прерывистых свойств светом при излучении и поглощении. Нильс Бор по истечению 8 лет удачно распространил квантовую теорию на атом с пояснением частоты издаваемых атомами волн, обусловливаемых в электрическом разряде или в пламени. Вместе с тем возникает излучение дозы энергии, но только в ситуации трансформации между стационарными орбитами.

Эрнест Резерфорд, выразил достаточную концентрированность массы атома в центральном ядре с положительным электрическим зарядом, и обрамленном в то же время электронами, заряженными отрицательно, на сравнительно огромном отдалении от него. Данное расположение делает атом электрически нейтральным.

В соответствии с версией Бора, электроны могут находиться исключительно на определённых прерывистых орбитах, соответствующих различным энергетическим уровням. В то же время, согласно теории Макса Планка, частота является пропорциональна энергии фотона. Излучение фотона сопровождается передвижением электронов между орбитами.

Замечание 2

Таким образом, модель атома Бора сопутствовала формированию связи между типами спектральных линий, которые характерны для характеризующегося параметрами излучения и атомным составом вещества. Но, невзирая на начальные достижения, данная модель в ближайшее будущее начала требовать модификации, для того, чтобы избавиться от некоторых различий в теоретических и практических нюансах.

К тому же, в тот момент квантовая теория пока что не могла предложить подтвержденный вариант последовательного разрешения множества квантовых вопросов. Однако ещё в то время оказывалась вероятной беспомощность традиционной физики определить действия электрона, когда, ускоряясь он не опускается на ядро и лишается энергии в ситуации излучения электрических волн.

Нюансы проявления квантовой теории

В 1924 году обнаружены новые нюансы в проявлении квантовой теории.

Это было осуществлено с помощью, предложенной Луи де Бройлем гипотезы о волновом свойстве материи:

Исходя из предположений де Бройля, электроны, при удачной обстановке, ведут себя аналогично волнам. В микросистемах, благодаря этому, начала исчезать граница между классическими определениями действий частиц и волн.
Луи де Бройля сформулировал предположение, что отвечающая частице частота напрямую относится к её энергии, также, как в ситуации с фотоном. Одновременно с этим, выведенная французским физиком, математическая формула представлялась в формате эквивалентного отношения длины волны, скорости импульса и веса частицы.

Реальность наличия электронных волн было доказано исследовательским путём в 1927 году Клинтоном Джозефом Дэвиссоном вместе с Лестером Халбертом Джермером и Джорджем Паджетом Томсоном. Данное исследование благоприятствовало изобретению в 1933 году электронного микроскопа.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания

Предмет

E-mail

это быстро и бесплатно

Теория Шредингера

Эрвином Шрёдингером была предпринята попытка использовать волновое представление электронов относительно организации методической квантовой теории, которая не взаимосвязана с недостаточной моделью атома Бора. Данным образом Шрёдингер хотел пододвинуть квантовую теорию к традиционной физике, накопившей приличное количество образцов математического представления действий волн. Первая попытка, свершилась учёным в 1925 году. Она оказалась неблагоприятной.

Скорости электронов в концепции Шрёдингера приближались к скорости света. А это требовало вовлечение теории относительности Альберта Эйнштейна относительно учёта значительного возрастания веса электрона в ситуации огромных скоростей.

Одной из причин неудачного эксперимента оказалось то, что Шрёдингер не учитывал отличительного свойства электрона, предусматривавшего умение электрона вращаться вокруг собственной оси, как юла. Следующий эксперимент был проведен физиком в 1926 году, однако теперь скорости электронов, которые он выбрал, были столь небольшими, что убирало потребность использовать теорию относительности Эйнштейна.

Определение 1

При последующем эксперименте было выведена волновая формула, которая позволяет сделать математическое представление материи на основе терминов волновой функции. Свою концепцию Шрёдингер именовал волновой механикой.

В данной концепции отмечалась сбалансированность разрешений волновых формул и опытных исследований. И это в общей сложности проявило весомое влияние на последующее формирование квантовой теории. На современном этапе волновая функция является базовой составляющей квантово-механического представления микросистем, равносильно формулам Уильяма Роуэна Гамильтона в традиционной механике.

Следовательно, Эрвину Шрёдингеру получилось открыть математическую равноценность матричной и волновой механики. Известные на сегодняшний день под совокупным наименованием «квантовая механика», обе концепции дали всеобщую основу для представления квантовых явлений.

Не нашли нужную информацию?

Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.

Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.

В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.

Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.

Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.

Мы отбираем только надёжных исполнителей – профессионалов в своей области. Все они имеют высшее образование с оценками в дипломе «хорошо» и «отлично».

1 000 +

Новых заказов каждый день