Mittelokaalsus kvantmehaanikas Ave Hamatvalejev [email protected] A41204 Antud essee on kirjutatud David Z. Alberti raamatu põhjal, kus püüan kokkuvõtlikult lahti mõtestada mittelokaalsus ja lokaalsus kvantmehhaanikas ning looduses. Mida need vastandlikud nähtused endast kujutavad, on nad üldse reaalselt olemas ja kas nad saavad loogiliselt samaaegselt eksisteerida. Nii klassikalise füüsikateooria, kui ka meie igapäevase maailmatunnetuse üks olulisemaid nurgakivisid on lokaalsuse printsiip. Kvantmehaanika toob aga füüsikalisse maailmapilti mittelokaalsuse (lisaks paljudele muudele häirivatele või lausa müstilistele asjaoludele nagu
tekitab osakese leiulaine Mikromaailma täpsuspiirangud- Sundsiire toimub väga lühikese ajavahemiku t jooksul. Energia määramatus E on siis väga suur, piltlikult öeldes, sellesse mahub ära ka "allatõukeks" vajalik mõjutamisenergia. Tunneliefekt- mikroosakese läbiminekut potentsiaalibarjäärist. NT: Elektronid on suutelised läbima lõpliku paksuse ja kõrgusega barjääri Kvantarvud- süsteemi olekut iseloomustav väärtus kvantmehhaanikas. NT: spinni kvant on ½ Tõrjutusprintsiip ehk Pauli printsiip- kaks samas aatomis paiknevat elektroni ei saa olla samas kvantolekus Energiatsoonid metallides, dielektrikutes ja pooljuhtides- Pooltäidetud tsooni elektronid ongi liikumisvõimeline elektrongaas metallides. Kõrgeimal hõivatud tasemel kaks elektroni. Nüüd täidetakse kristallis kõrgeim hõivatud tsoon "pilgeni". Nõnda kujunevad dielektrikud ja pooljuhid.
Sissejuhatus Referaat teemal kvantarvud ja Pauli printsiip räägib mõlema teema olemusest ning nende olulisusest. Väga süvitsi teemadesse laskutud ei ole aga aru peaks saama ka peaaegu füüsikavõõras inimene. On toodud ka erinevaid näiteid. 3 Kvantarvud Kvantarvu diskreetsus Kvantarv on süsteemi olekut iseloomustav väärtus kvantmehhaanikas. Täisarve nimetatakse kvantfüüsikas kvantarvudeks. Kvantarvu eripäraks on tema diskreetsus. See tähendab, et iga järgmine kvantarvu väärtus erineb eelmisest kindla suuruse, ehk kvandi võrra. Näiteks kvantarvu spinni kvant on ½ ja tema väärtused võivad olla näiteks (-1, -½, 0, ½, 1, 1½ jne.). Küll aga ei saa spinni väärtus olla näiteks 2,753. Süsteemi aditiivne kvantarv Kuna kvantarvud võivad olla nii positiivsed kui negatiivsed, siis võib
molekulides või kristallides, toimub nn elektronide jagamine. Keemiline side jaguneb: ioonsidemeks ja kovalentsidemeks. Võredefekt: kristallides esinev hälve võre ideaalses korrapärasuses. Elektron on ergastatud seisundis siis kui ta neelab footoni ning saades sellega energiat juurde tõuseb kõrgemale orbitaalile, mille üks või mitu kvantarvu on suuremad minimaalsetest. Kvantarv süsteemi olekut iseloomustav väärtus kvantmehhaanikas. Tähis nL. Elektroni orbiidil tiirlevad leiulained peavad olema orbiidilained. Bohri aatomimudel: mänginud olulist rolli mikrofüüsikas. Kirjeldas vesiniku ehitust piisavalt täpselt, selgitades tema spektrijoonte olemust. Siiski ei saanud seda kasutada mitmeelektronilistele aatomitele. Laineomadustega elektron ei saa karbis kunagi paigale jääda. Peakvantarv: n. Kõrval e orbitaalkvantarv: l. Magnetkvantarv: m. Elektropilve kuju sõltub energiatasemest, n,l,m. Elektroni
võtnud lihtsustatud mudeli. kirjeldada elektronide paiknemist ja liikumist erinevates aatomi mudelites; kirjeldab elektronide difraktsiooni kui kvantmehaanika aluskatset; selgitada valguse ja spektrite tekkimist lähtudes Bohri aatomi mudelist; nimetada selliste füüsikaliste suuruste paare, mille vahel valitseb määramatusseos; põhjendada, miks tekkis kvantmehaanika – taheti teada rohkem maailmast meie ümber ja minna aine sisse. Kvantmehhaanikas kirjeldatakse füüsikalisi objekte ja nende omadusi statistiliselt. Mikroosakese oleku määrab tema lainefunktsioon Ψ (Ψ2 – tõenäosuse tihedus), mille argumendid on osakeste koordinaadid ja aeg. Lainefunktsioon leitakse Schrödingeri võrrandist, kvantmehhaanika põhivõrrandist, mis kirjeldab süsteemi käitumist ajas ja ruumis. selgitada klassikalise ja kvantmehaanika erinevuseid mikroobjektide uurimisel –
nt põrgetel. 15. Mille kohta loodi Schrödingeri-Heisenbergi teooria? Millest selles lähtuti? Mida väljendab see valem? - Teooria loodi mikroosakeste lainevõrrandi kohta. Lähtuti üldisest lainevõrrandist, mis kirjeldab igasuguseid laineid ja sulandati see de Broglie seosega. Schrödingeri võrrand väljendab osakese leiulaine sõltuvust koordinaatidest ja ajast, kui on teada osakese mass ja talle mõjuvad jõud. 16. Mida uurib kvant- ehk lainemehaanika? - Kvantmehhaanikas kirjeldatakse füüsikalisi objekte ja nende omadusi statistiliselt. kvantmehaanika abil on võimalik täpselt arvutada aatomite, molekulide, tahkiste ja lihtsate bioloogiliste süsteemide (kvantbioloogia) omadusi. 17. Millisel kahel viisil võiks lainet iseoloomustada? - Ruumiliselt ja ajaliselt. 18. Selgita määramatuse printsiipi ehk täpsuspiirangut. Kirjuta neid iseloomustavaid seoseid ja selgita seoste sisu.
Sissejuhatus Füüsika sai alguse juba antiikajal loodusfilosoofia raames, kuid iseseisvaks teaduseks arenes 16. -17. sajandil. 19. sajandil hakkas kujunema ühtne füüsikaline maailmapilt, milles oli suur osa nii klassikalisel mehaanikal, elektro- ja termodünaamikal kui statistilisel füüsikal. Elementaarosakeste uurimisega tegeleb elementaarosakeste füüsika, samuti on elementaarosakestel tähtis roll nii tuumafüüsikas, kui kvantmehhaanikas. Elementaarosakeste füüsika Füüsika haru, kus uuritakse elementaarosakesi ja nende muundumist. Elementaarosake- struktuurita või struktuuriga miktoosake, mis osaleb kõigis nüüdisajal tuntud füüsikalistes protsessides kui jagamatu tervik. Elementaarosakesed ei koosne teistest tuntud osakestest. Inglise füüsik Joseph Thomson avastas 1987. aastal esimese elementaarosakese- elektroni. Elementaarosakesi iseloomustavad: 1. Mass 2. Elektrilaeng Spinn (iseloomustab osakese pöörlemist)
millel puudub meile teadaolev alamstruktuur. Fundamentaalosakesed on leptonid, kvargid ja vastasmõjusid vahendavad vaheosakesed, kõik teised elementaarosakesed on liitosakesed. Näiteks aatomituuma moodustavad prooton ja neutron on liitosakesed ja koosnevad kvarkidest, samas kui aatomituuma ümber tiirlevad elektronid on fundamentaalosakesed (leptonid). Elementaarosakeste uurimisega tegeleb elementaarosakeste füüsika, samuti on elementaarosakestel tähtis roll nii tuumafüüsikas kui kvantmehhaanikas. 3 Elementaarosakeste füüsika Füüsika haru, kus uuritakse elementaarosakesi ja nende muundumist. Elementaarosakeste füüsika sai alguse aine üha väiksemate koostisosade uurimisest 19. sajandi lõpus. 1895. aastal avastas saksa füüsik Wilhelm Röntgen röntgenikiired, mis tekkisid kiirete elektronide pidurdumisel elektriväljas. Aasta hiljem, so 1896. aastal, avastas prantsuse
Kõik füüsikalised suurused, millel antud tingimustes on kindlad väärtused, moodustavad nende tingimuste korral samaaegselt mõõdetavate füüsikaliste suuruste täieliku kompleksi (aatomi statsionaarses olekus kuuluvad siia näiteks energia ja impulsimoment). Kõikide teiste suuruste kohta ütleme, et nad ei ole eelmistega samaaegselt mõõdetavad (nt elektroni koordinaat ja energia statsionaarses olekus ei ole samaaegselt mõõdetavad suurused). Kvantmehhaanikas ei ole printsipiaalselt võimalik kõiki füüsikalisi suurusi samaaegselt mõõta ja seega neid ka üksteise kaudu arvutada. Kvantmehhaanika põhiülesandid: 1. Määrata süsteemi (mikroobjekti) oleku antud füüsikalistes tingimustes: a) leida seda olekut iseloomustavate samaaegselt mõõdetavate suuruste arvulised väärtused; b) leida kõikide teiste suuruste arvuliste väärtuste tõenäosusjaotus. 2
korraga nagu lained ja osakesed, ja sellega kaudselt seotud määramatuse relatsioonid, mis keelavad teatud füüsikaliste suuruste paaridel samaaegselt kindlat väärtust omada. Selliseks paariks on näiteks impulss ja asukoht: näiteks elektronile lainepikkuse omistamine ja tema asukoha sidumine seisulaine maksimumidega tähendab, et asukoht on määratav parimal juhul lainepikkuse täpsusega; Sarnaselt on seotud ka aeg ja energia. Kvantmehhaanikas kirjeldatakse füüsikalisi objekte ja nende omadusi statistiliselt. Mikroosakese oleku määrab tema lainefunktsioon Ψ (Ψ2 – tõenäosuse tihedus), mille argumendid on osakeste koordinaadid ja aeg. Lainefunktsioon leitakse Schrödingeri võrrandist, kvantmehhaanika põhivõrrandist, mis kirjeldab süsteemi käitumist ajas ja ruumis. 13 ERIRELATIIVSUSTEOORIA POSTULAADID Erirelatiivsusteooria põhipostulaadid[muuda | redigeeri lähteteksti] 1
millel puudub meile teadaolev alamstruktuur. Fundamentaalosakesed on leptonid, kvargid ja vastasmõjusid vahendavad vaheosakesed, kõik teised elementaarosakesed on liitosakesed. Näiteks aatomituuma moodustavad prooton ja neutron on liitosakesed ja koosnevad kvarkidest, samas kui aatomituuma ümber tiirlevad elektronid on fundamentaalosakesed (leptonid). Elementaarosakeste uurimisega tegeleb elementaarosakeste füüsika, samuti on elementaarosakestel tähtis roll nii tuumafüüsikas kui kvantmehhaanikas. 20.1 siivert, Siivert (Sv) on ekvivalentse kiirgusdoosi mõõtühik. Sv=J/kg (=J·kg-1). Siivertites mõõdetakse kiirguse kahjulikku mõju biolooglistele kudedele. Siivert on tuletatud SI mõõtühik. Erinevalt kiirgusühikust grei, mida mõõdetakse samuti dzauli kilogrammi kohta, on siivert korrigeeritud kiirguse "kvaliteediindeksiga", mis sõltub kiirguse tüübist ja muudest asjaoludest. Ühik on nimetatud rootsi meditsiinifüüsiku Rolf Maximilian Sieverti auks.
annaabi.ee 
