Преподавание основ квантовой механики в школе. Корпускулярно-волновой дуализм (дополнительное образование) - презентация

1 Преподавание основ квантовой механики в школе. Корпускулярно-волновой дуализм (дополнительное образование)

2 «По понедельникам, средам и пятницам электрон ведет себя как волна, по вторникам, четвергам и субботам - как частица, в воскресенье же он отдыхает.» Уильям Брэгг

3 Дифракция электронов на двух щелях

4 Дифракция нейтронов Дифракция атомов гелия

5

6 Физический смысл имеет не сама волновая функция, а квадрат ее модуля: Пси-функция недоступна наблюдению! Квадрат модуля волновой функции определяет вероятность нахождения частицы в объеме dV : Эрвин Шредингер Макс Борн

7 Принципиальное положение квантовой механики, согласно которому получение экспериментальной информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект (элементарную частицу, атом, молекулу), неизбежно связано с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к первым. Такими взаимно дополнительными величинами являются, например, координата частицы и её скорость (или импульс). При точном измерении одной из дополнительных величии (например, координаты частицы) с помощью соответствующего прибора, другая величина (импульс) в результате взаимодействия частицы с прибором претерпевает полностью неконтролируемое изменение. Сформулирован в 1927 году Нильсом Бором Принцип дополнительности

8 Вернер Гейзенберг Принцип неопределённости Гейзенберга (соотношение неопределённостей) - фундаментальное неравенство, устанавливающее предел точности одновременного определения пары характеризующих квантовую систему физических наблюдаемых, например:

9 При прохождении электрона через щель неопределенность его координаты x=b, неопределенность (разброс) импульса p x ~psin Ɵ Поскольку bsin Ɵ =λ, получаем: x p x ~pλ=h

10 Парадоксы квантовой механики. Кот Шредингера. В закрытый ящик помещён кот. В ящике есть механизм, содержащий радиоактивное ядро и ёмкость с ядовитым газом. Параметры эксперимента подобраны так, что вероятность того, что ядро распадётся за 1 час, составляет 1/2. Если ядро распадается, оно приводит в действие механизм, который открывает ёмкость с ядовитым газом, и кот умирает. Согласно квантовой механике, если над ядром не производится наблюдение, то его состояние описывается суперпозицией двух состояний распавшегося ядра и нераспавшегося ядра, следовательно, кот, сидящий в ящике, и жив, и мёртв одновременно.