ატომური ფიზიკა: განსხვავება გადახედვებს შორის
[შემოწმებული ვერსია] | [შემოწმებული ვერსია] |
შიგთავსი ამოიშალა შიგთავსი დაემატა
No edit summary |
|||
ხაზი 5:
ატომური ფიზიკა, როგორც მეცნიერების დამოუკიდებელი დარგი, შეიქმნა [[XIX საუკუნე|XIX საუკუნის]] ბოლოს და [[XX საუკუნე|XX საუკუნის]] დასაწყისში. XX საუკუნის 40-იან წლებში ატომური ფიზიკას გამოეყო [[ბირთვული ფიზიკა]], ხოლო 50-იან წლებში — ელემენტარული ნაწილაკების ანუ [[მაღალი ენერგიების ფიზიკა]]. ატომური ფიზიკის განვითარების ისტორია ოთხ პერიოდად იყოფა: პირველი (მოსამზადებელი) პერიოდი — ატომიზმის წარმოშობიდან XIX საუკუნის ბოლომდე; მეორე — ელექტრონის აღმოჩენისა ([[1897]]) და ატომის რთული აღნაგობის დადგენიდან ატომის აგებულების რეზერფორდისეული მოდელისა და ბორის თეორიის შექმნამდე ([[1911]]-[[1913]]); მესამე — ბორის თეორიის შექმნიდან კვანტური მექანიკის ჩამოყალიბებამდე ([[1924]]-[[1926]]); მეოთხე — კვანტური მექანანიკის შექმნიდან დღემდე. ამჟამად შეიძლება ითქვას, რომ ატომის აღნაგობა საკმაოდ შესწავლილია. ცნობილია კვანტური კანონები, რომელთა მიხედვითაც ელექტრონები ატომის ბირთვის ირგვლივ მოძრაობენ.
ელექტროლიზის კანონებიდან მიღებულმა ელექტრული მუხტის დისკრეტულობამ (
ატომური ფიზიკის შემდგომი განვითარება ორი მიმართულებით წარიმართა. პირველს დასაბამი მისცა ლ. დე ბროილის ჰიპოთეზამ (1924) ნივთიერი ნაწილაკებისა და, კერძოდ, ელექტრონის ტალღური ბუნების შესახებ. სინათლის ორმაგი, ტალღური და კორპუსკულური, ბუნება მან ყველა ნიმთიერ ნაწილაკზე გადაიტანა და ამით ყოველ მოძრავ ნაწილაკს მიაწერა ტალღა, რომლის სიგრძე ნაწილაკის იმპულსთან დაკავშირებული იყო <math>\lambda=\frac{h}{p}</math> თანაფარდობით, სადაც <math>\lambda</math> არის ტალღის სიგრძე, ხოლო <math>h</math> — პლანკის მუდმივა, ხოლო <math>p</math> — იმპულსი. ატომის დისკრეტული დონეების არსებობა დე ბროილმა ახსნა ბირთვის ირგვლივ ელექტრული ტალღების არსებობით. დე ბროილის ეს იდეა განავითარა ე. შრედინგერმა (1926), რომელმაც მიიღო ამ ტალღების გავრცელების განტოლება (შრედინგერის განტოლება) ნებისმიერი შემთხვევისათვის და ამით საფუძველი ჩაუყარა თანამედროვე ტალღურ მექანიკას. ატომის თეორიის განეითარების მეორე მიმართულება დაკავშირებულია ვ. ჰაიზენბერგის სახელთან (1925-1926). ჰაიზენბერგმა და მასთან ერთად მ. ბორნმა, კ. იორდანმა და პ. დირაკმა ბორის შესაბამისობის პრინციპსა და კვანტურ პირობებზე დამყარებით განავითარეს ე. წ. მატრიცული მექანიკა. რომლის თანახმად, ყოველი კლასიკური სიდიდე უნღა შეცვლილიყო სათანადო მატრიცით ან ოპერატორით, ხოლო მათი მოქმედებანი ამ მატრიცებზე უნდა დამორჩილებოდნენ ე. წ. გადასმადობის თანაფარდობას: <math>pq-qp=i \frac {h}{2\pi}</math>. 1926 წელს შრედინგერმა დაამტკიცა, რომ მისი ტალღური მექანიკა ჰაიზენბერგის მატრიცული მექანიკის ეკვივალენტურია. მნიშვნელოვანი იყო აგრეთვე 1925 წელს ვ. პაულის მიერ ე. წ. პაულის პრინციპის ჩამოყალიბება და ჰოლანდიელი მეცნიერის ჯ. ულენბეკისა და ს. გაუდსმიტის მიერ ელექტრონის სპინის საკუთარი მომენტის აღძოჩენა (1925). პაულის პრინციპი საფუძვლად დაედო მენდელეევის პერიოდული კანონის ახსნას, ვინაიდან მან განსაზღვრა ელექტრონების მიერ ატომის ენერგეტიკული დონეების შევსების წესი. კვანტური მექანიკის მიღწევების მიუხედავად, სრულიად გაურკვეველი იყო დე ბროილის ტალღებისა ღა მატრიცების გადაუსმადობის ფიზიკური აზრი. მხოლოდ ბორნის, ჰაიზენბერგისა და ბორის ([[1926]]-[[1928]]) მიერ ჩატარებული ანალიზის შედეგად გაირვვა კვანტური მექანიკის ხასიათი და მასში გამოყენებული სიდიდეების ფიზიკური აზრი. დადგინდა, რომ ტალღური ფუნქციის მოდულის კვადრატი იმის ალბათობას გამოსახავს, რომ ელექტრონი განსახილველი ადგილის მოცულობის ერთეულშია, ხოლო თვით კვანტური მექანიკა საშუალებას გვაძლევს გამოვითვალოთ მომავალი ალბათობა, თუკი ცნობილია საწყისი ალბათობა და სისტემის ენერგია. სწორედ ესაა შრედინგერის განტოლების აზრი. გარდა ამისა, მატრიცის საკუთარი მნიშვნელობანი წარმოადგენენ სათანადო ფიზიკური სიდიდის შესაძლო მნიშვნელობებს, რომლებიც ექსპერიმენტის საშუალებით მიიღება. მატრიცების ან ოპერატორების გადაუსმადობა იმის მანვენვბელია, რომ შეუძლებელია სათანადო ფიზიკური სიდიდეების ერთდროული გაზომვა. ამის საფუძველია ე. წ. განუსაზღვრელობის პრინციპი (ჰაიზენბერგი, 1922), რომლის თანახმად, ყოველ ფიზიკურ სიდიდეს ეთანადება კანონიკურად შეუღლებული სიდიდე (კოორდინატი-იმპულსი, ენერგია-დრო და ა. შ. ) ისე, რომ მათი განსაზღვრის სიზუსტე დაკავშირებულია განუსაზღვრელობის თანაფარდობით: <math>\Delta p\Delta q \sim h, \Delta E \Delta t \sim h</math>.
|