Kvant mexanika eksperimental asoslari Исполнитель

Kvant mexanika eksperimental asoslari

1. Kirish. Klassik fizikaning asosiy qiyinchiliklari.
2. Kvant mexanika faninig predmeti va vazifalari.
3. Mikroobektlarning xossalvrini tavsiflashda klassik fizikaning zaifligi.

XIX asrning oxiri – XX asrning boshiga kelib klassik nazariyada asosan fizikaviy sistema holatini rivojlanishini tola ifodalash uchun mustaqil kattaliklardan foydalanilgan va ular muayyan vaqt momentidagi dinamik o’zgaruvchilar deb nomlangan. Ushbu kattaliklar vaqtning har bir momentida aniq qiymatga ega bo’lib, ularning qiymatlari to’plami sistemaning  dinamik holatini aniqlab beradi. Bundan tashqari, agar fizikaviy sistemaning holati uchun barcha koordinatalarning holati vaqtining boshlangich momentida ham berilgan bo’lsa, u xolda fizikaviy sistemani vaqt bo’yicha rivojlanishini to’la to’kis aniqlangan bo’ladi va uning keyingi harakatini ham oldindan aytib berishga imkon yaratiladi. Matematik nuqtai nazardan qaraganda, dinamik o’zgaruvchilar vaqtning funksiyasi bo’lib ikkinchi tartibli differensial tenglamalar sistemasiga bo’ysunadi. Shunday qilib, klassik norelyativistik nazariyaning asosiy maqsadi tekshirilayotgan sistemaning dinamik o’zgaruvchilarini aniqlab olib, vaqt bo’yicha ularning o’zgarishini ifodalovchi harakat tenglamalarini tuzishdan iborat.

Klassik mexanikaning asosiy qonunlari Nyuton tomonidan ta’riflab berilgandan boshlab XIX asrning oxirigacha ushbu dastur muvaffaqiyatli rivojlanib keldi va yangi eksperimental natijalarni paydo bo’lishi, nazariy jihatdan, yangi dinamik o’zgaruvchilarni va yangi tenglamalarni paydo bo’lishiga olib keldi. Shu bilan bir qatorda yangi hodisani, yoki yangi jarayonni umumiy nazariy sxemaga kiritish katta kiyinchiklar tug’dirmadi. Shu davr ichida biror bir eksperimental natija yo’ki fizik  kashiriyot yuqoridagi qayd etilgan dasturni to’g’riligiga shubha tug’dirmadi. Bu rivojlanish 1900 yilgacha muvaffaqiyatli davom ettirildi, lekin mikroskopik darajadagi fizikaviy hodisalar to’g’risidagi bilimlarimizni borgan sari ko’payishi va chuqurlashishi natijasida klassik fizika bir qator qiyinchiliklar va qarama-qarshiliklarga duch keldi.

Juda tez ma’lum bo’ldiki, klassik fizika asosida atom hamda subatom darajasidagi fizikaviy hodisalarni va ulardagi bo’ladigan jarayonlarni aniq ifodalash mumkin bo’lmay qoldi va ularni  to’g’ri talqin qilish uchun principial yangi nazariyani yaratish ehtiyoji tug’ildi.

Ma’lumki, bizni kurshab olgan koinotda  ikki  hil ob’yektlarni farq qilamiz:  modda va nurlanish. Modda aniq koordinatalarga ega bo’lgan korpuskulalardan tashkil topgan bo’lib, ularning harakati Nyuton mexanikasining qonunlariga bo’ysinadi, vaqtning berilgan momentida har bir korpuskulani holati uning joylashishi va tezligi bilan aniqlanadi, ya’ni oltita mustaqil dinamik o’zgaruvchilar bilan ifodalahadi. Moddaning korpuskulyar nazariyasi koinotdagi jismlarning va katta ulchamdagi ob’yektlarning mexanikasi bilan chegaralanadi.

Keyinchilik modda tuzilishining atom gipotezasi paydo bo’lishi bilan, korpuskulyar nazariya yordamida mikroskopik darajadagi barcha fizikaviy hodisalarni ham tushuntirishga xarakat qilindi. To’g’ridan to’gri atom gipotezasini tekshirishga imkoniyat bo’maganligi sababli, juda ko’p vaqt va e’tibor bilvosita xarakterga ega bo’lgan isbotlarga qaratildi, ya’ni molekulalardan tashkil topgan moddiy jismlarning makroskopik xususiyatlarini tekshirishda alohida har bir molekulani harakat qonunlaridan kelib chiqildi. Matematik jihatdan bu masala nihoyatda murakkabdir, chunki biz erkinlik darajasi soni juda ko’p bo’lgan sistemaning dinamik o’zgaruvchilarini o’rtacha qiymatini  hisobga olishimiz kerak. Eslatib o’taylik bir molga to’g’ri keladigan molekulalar soni N=6,02 · 10²³ (Avagadro soni) ga teng.