idż do fizyka statystyczna.
1. Promieniowanie termiczne. Katastrofa w nadfiolecie.
2. Teoria Bohra układów wodoropodobnych.Doświadczenie Francka-Hertza.
3. Zjawisko fotoelektryczne. Wytwarzanie promieniowania rentgenowskiego.
4. Zjawisko Comptona.
5. Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią.
6. Fale de Broglie'a (własności, omówienie doświadczeń).
7. Postulaty fizyczne mechaniki kwantowej. Równanie Kleina - Gordona.
8. Mechanika falowa Schrödingera (operatory, postulaty).
9. Skok potencjału. Bariera potencjału. Zjawisko tunelowania.
10. Stany związane - nieskończona studnia potencjału.
11. Funkcje własne operatora pędu. Zasada nieoznaczoności.
12. Operator momentu pędu.
13. Równanie Schrödingera dla atomu wodoru; liczby kwantowe. Widma metali alkalicznych.
14. Orbitalny magnetyczny moment dipolowy. Precesja Larmora.
15. Oddziaływanie spin-orbita; sprzężenie L-S, j-j
16. Efekt Zeemana. Efekt Starka.
17. Konfiguracje elektronów w atomie. Reguły Hunda.
18. Liniowe widmo rentgenowskie. Prawo Moseley'a. Szerokość linii widmowej.
19. Atomy wieloelektronowe (helopodobne). Układ okresowy pierwiastków.
20. Molekuły dwuatomowe. Wiązania cząsteczkowe. Hybrydyzacja.
|
Notatki do wykładu z FIZYKI KWANTOWEJ.
Opracowali: J. Ropka, B. Wróbel. Konsultacje: J. Wolny
7. Postulaty fizyczne mechaniki kwantowej. Równanie Kleina - Gordona.
Postulaty fizyczne
Każdemu
eksperymentowi towarzyszy nieuniknione zakłócenie, np. żeby
zlokalizo-wać elektron, musimy go oświetlić, a foton oddziałuje z
elektronem i zaburza jego pęd. Takie zaburzenie na poziomie atomowym
jest już istotne.
- Zasada
odpowiedniości.
Wszystkie relacje znane z mechaniki
klasycznej, które nie zawierają pochodnej, zachodzą również w
mechanice kwantowej, po zastąpieniu wielkości fizycznych odpowiednimi
operatorami.
Dla
układów makroskopowych musi nastąpić automatyczne przejście z
mechaniki kwantowej w mechanikę klasyczną; nowa i stara teoria muszą
się zgadzać w zakresie, gdzie różnice pomiędzy ich założeniami nie
odgrywają istotnej roli.
-
Zasada komplementarności.
Pewne elementy opisów układów mikroskopowych
wykluczają się wzajemnie.
Z
empirycznego punktu widzenia żaden przyrząd nie pozwala zmierzyć
dokładniej niż to wynika z zasady nieoznaczoności, tzn. jest to
bariera teoretyczna, a nie względy praktyczne.
- Zasada superpozycji.
Zakładamy, że równanie falowe, które opisuje
pojedynczą cząstkę musi być równaniem liniowym.
Jeżeli
mamy jakieś równanie opisujące jeden obiekt i dodamy drugi, to
równanie to musi opisywać dwa obiekty. Jest to bardzo ograniczające
założenie i są takie dziedziny fizyki, jak optyka nieliniowa, gdzie
zasada ta nie gra żadnej roli.
Równanie Kleina - Gordona
Równanie
to opisuje propagację fal w pustej przestrzeni.
Niezmiennik:

Równanie fali płaskiej de Broglie'a:



Różniczkujemy funkcję falową dwukrotnie po czasie:

Różniczkujemy funkcję falową dwukrotnie względem x:

Wstawiając do niezmiennika, otrzymujemy:

Powyższe
równanie znane jest jako równanie Kleina - Gordona.
Jeżeli
rozpatrujemy ogólniejszą (ciągłą) superpozycję fal po całej
przestrzeni R3, wówczas
,
gdzie jest funkcją wektora przyjmującą
wartości zespolone. Równanie to jest najogólniejszą postacią równania fali de
Broglie'a.
Z równania Kleina -
Gordona po podzieleniu przez
otrzymujemy:

Jest
to liniowe równanie różniczkowe na funkcję falową .
góra
|