Igbi iṣẹ ati awọn oniwe-iṣiro lami. Iwa ti awọn igbi iṣẹ ati awọn oniwe-Collapse

Yi article apejuwe awọn igbi iṣẹ ati awọn oniwe-ara itumo. Tun ka awọn ohun elo ti yi Erongba ni awọn ilana ti awọn Schrödinger idogba.

Imọ lori ala ti Awari ti kuatomu fisiksi

Ni awọn pẹ ọgọrun ọdun, odo awon eniyan ti o fẹ lati jápọ aye won to Imọ, lati di nr nipa physicists. Awọn view ni wipe gbogbo iyalenu ni o wa tẹlẹ ìmọ ati awọn nla breakthroughs ni agbegbe yi ko le ṣee ṣe. Bayi, pelu awọn seeming ẹkún ti awọn eniyan imo, ni a iru ona lati sọ ti ko si si ọkan yoo agbodo. Nitori ki igba ni irú: awọn lasan tabi ipa ti anro oṣeeṣe, sugbon awon eniyan ko ba ni to imọ ati imo agbara, lati fi mule tabi disprove wọn. Fun apẹẹrẹ, Einstein anro gravitational igbi lori a ọgọrun ọdun seyin, sugbon lati fi mule won aye di ṣee ṣe nikan kan odun seyin. Eleyi tun kan si aye ti subatomic patikulu (ie wulo fun wọn ni iru ohun kan bi awọn kan igbi iṣẹ): Nigba ti sayensi ti ko gbọye wipe eka be ti awọn atomu, nwọn kò si si ye lati iwadi awọn ihuwasi ti iru kekere ohun.

Sipekitira ati Photo

Awọn iwuri fun idagbasoke ti kuatomu fisiksi, je awọn idagbasoke ti awọn aworan fọtoyiya. Titi ti tete ifoya wà awọn iṣẹ ti imprinting images cumbersome, gigun ati ki o gbowolori: a kamẹra iwọn mewa ti kilo, ati awọn awoṣe ni lati duro fun idaji wakati kan ni kanna ipo. Ni afikun, awọn slightest ìfípáda ni mimu awọn ẹlẹgẹ gilasi farahan ti a bo pẹlu ina-kókó emulsion, nyorisi si irreversible isonu ti alaye. Maa, sibẹsibẹ, kuro di rọrun, ifihan - kere ki o si sunmọ jade - gbogbo awọn pipe. Níkẹyìn, o ti di ti ṣee ṣe lati gba a ibiti o ti o yatọ si oludoti. Discrepancies tabi ibeere ti o dide ni akọkọ imo nipa awọn iseda ti awọn sipekitira, o si fi jinde lati titun kan Imọ. Ni igba fun awọn mathematiki apejuwe ti awọn ihuwasi ti a microcosm, irin patiku igbi iṣẹ ati awọn oniwe-Schrödinger idogba.

Igbi-patiku duality

Lẹhin ti npinnu awọn be ti atomu, awọn ibeere dide: idi ti awọn itanna ko ni subu lori awọn arin? Nitootọ, ni ibamu si Maxwell ká idogba, eyikeyi gbigbe agbara patiku radiates Nitori npadanu agbara. Bi eyi ba ni irú fun elekitironi ninu awọn mojuto, awọn ti mọ Agbaye ti wà fun gun. ÌRÁNTÍ, wa ìlépa ni igbi iṣẹ ati awọn oniwe-iṣiro ori.

O si wá si giga ti o wu ni lori sayensi eri: ìṣòro patikulu ni o wa mejeeji igbi ati patikulu (corpuscles). Won ini ni o wa tun awọn àdánù ti ipa, ati awọn wefulenti ti awọn igbohunsafẹfẹ. Siwaju si, nitori awọn niwaju meji ni ibamu-ini tẹlẹ ti ipasẹ titun ìṣòro patiku abuda.

Ọkan ninu wọn ni soro lati wa ni ipoduduro omo. Ni awọn aye ti kere patikulu, quarks, wọnyi-ini ki Elo pe won ti wa ni fun diẹ ninu awọn alaragbayida oyè: adun, awọ. Ti o ba ti awọn RSS yoo pade wọn ninu iwe kan lori kuatomu isiseero, jẹ ki i ranti: ti won ko ba ohun ti won dabi ni akọkọ kokan. Ṣugbọn bi o lati se apejuwe awọn ihuwasi ti iru a eto, ni ibi ti gbogbo awọn eroja ni kan ajeji ti ṣeto ti-ini? Idahun - ni nigbamii ti apakan.

Schrödinger idogba

Wa a majemu ninu eyi ti nibẹ jẹ ẹya ìṣòro patiku (ni Lakotan fọọmu ati awọn kuatomu eto) gba idogba ti Erwin Schrödinger :

i H [(d / DT) Ψ] = H ψ.

Awọn aami yi ni idogba wa bi wọnyi:

• H = h / 2 π, ni ibi ti h - Planck ibakan.
• H - Hamiltonian onišẹ fun awọn lapapọ agbara ti awọn eto.
• Ψ - awọn igbi iṣẹ.

Nipa orisirisi awọn ipo ninu eyi ti yi iṣẹ ti waye, ati awọn ipo ni ibamu pẹlu awọn iru ti patikulu ati oko ninu eyi ti o ti ṣee ṣe lati gba a ofin ihuwasi ti awọn eto.

Awọn agbekale ti kuatomu fisiksi

Jẹ ki awọn RSS ṣe ko si asise awọn seeming ayedero ninu awọn ofin lo. Ọrọ wọnyi ati awọn gbolohun bi "onišẹ", "o kún fun agbara", "kuro cell" - a ti ara awọn ofin. Wọn papo wa ni pataki lati tokasi lọtọ, ati ki o lo àkànlò dara. Next, ti a fi fun apejuwe kan ati awọn fọọmu ti awọn igbi iṣẹ, ṣugbọn yi article ni expository. Fun kan dara oye ti yi Erongba o jẹ pataki lati plọn mathematiki ohun elo ni kan awọn ipele.

igbi iṣẹ

Awọn oniwe-mathematiki ikosile ni ti awọn fọọmu

| Ψ (t)> = ʃ Ψ (x, t) | x> DX.

Itanna igbi iṣẹ, tabi eyikeyi miiran ìṣòro patiku ti wa ni nigbagbogbo se apejuwe nipasẹ awọn Greek lẹta Ψ, ki o ma ni a npe ni psi iṣẹ.

Akọkọ ti o nilo lati ni oye wipe awọn iṣẹ da lori gbogbo awọn ipoidojuko ati akoko. Ie Ψ (x, t) - jẹ ni o daju Ψ (x _1, x ₂ x ... _n, t). Pataki akọsilẹ, bi awọn ipoidojuko da lori ojutu ti awọn Schrödinger idogba.

Next, o nilo lati se alaye wipe labẹ awọn | x> ntokasi si igba fekito ti awọn ti a ti yan ipoidojuko eto. Ti o ni, ti o da lori ohun ti o jẹ pataki lati gba awọn ipa tabi awọn iṣeeṣe ti | x> ni ti awọn fọọmu | x _1, x _2, ..., x _n>. O han ni, n yoo tun dale lori awọn kere fekito ti awọn ti o yan igba eto. Ti o ni, ni mora onisẹpo mẹta aaye, n = 3. Si awọn untrained RSS yoo se alaye pe gbogbo awọn wọnyi aami ni ayika Ìwé x - ni ko o kan kan fad, ṣugbọn a pato mathematiki isẹ. Ye o lai eka mathematiki isiro ko ba aseyori, ki a tọkàntọkàn lero wipe nife ninu ara wọn yoo ri jade awọn oniwe-itumo.

Níkẹyìn, o jẹ pataki lati se alaye wipe Ψ (x, t) = .

Awọn ti ara iseda ti awọn igbi iṣẹ

Ni p awọn ipilẹ iye ti yi opoiye, o ni ko ni mimọ ti awọn lasan tabi Erongba. Awọn ti ara itumo ti awọn igbi iṣẹ ti wa ni squared rẹ ni kikun module. Awọn agbekalẹ wulẹ bi yi:

| Ψ (x _1, x _{2, ..., x n, t)} | ² = ω,

ibi ti ω ni iye ti awọn iṣeeṣe iwuwo. Ni awọn nla ti ọtọ sipekitira (ko lemọlemọfún), yi iye di iye nìkan iṣeeṣe.

Nitori ti awọn ti ara itumo ti awọn igbi iṣẹ

Iru ti ara ori ti jina-nínàgà gaju fun gbogbo awọn ti awọn kuatomu aye. Bi jẹ ko o lati awọn iye ti ω, gbogbo awọn ipinle ti awọn ìṣòro patikulu gba bi ẹnipe hue. Awọn julọ kedere apẹẹrẹ - o jẹ awọn aye pinpin ti awọn itanna awọsanma ni orbitals ni ayika atomiki arin.

Ya meji iru elekitironi ni awọn ọta ti ti arabara pẹlu awọn julọ o rọrun iwa ti awọsanma: s ati p. Awọsanma akọkọ Iru ni a ti iyipo apẹrẹ. Ṣugbọn ti o ba RSS ranti lati àkànlò on fisiksi, awọn itanna awọsanma ti wa ni nigbagbogbo gẹgẹ bi ọmọọwọ ti a irú ti iruju oloro ti ojuami, dipo ju bi a dan Ayika. Eleyi tumo si wipe ni kan awọn ijinna lati mojuto ibi kan ni julọ seese lati pade awọn s-itanna. Sibẹsibẹ, kekere kan jo ati kekere kan siwaju, yi iṣeeṣe ni ko odo, o jẹ o kan kere. Nigba ti yi p-elekitironi lati dagba itanna awọsanma fihan bi itumo aiduro dumbbell. Ti o ni, nibẹ ni a dipo eka dada lori eyi ti awọn iṣeeṣe ti wiwa awọn itanna jẹ ga. Sugbon tun nitosi lati yi "dumbbell" bi siwaju ati siwaju jo si mojuto ti iru kan seese ni ko odo.

Awọn normalization ti awọn igbi iṣẹ

Igbehin tumo si ye lati normalize awọn igbi iṣẹ. Labẹ awọn normalization ntokasi si iru a "ibamu" ti awọn sile, ti o jẹ otitọ fun a ibasepọ. Ti a ba ro ti aye ipoidojuko, ki o si awọn iṣeeṣe ti wiwa a fi fun patiku (itanna, fun apẹẹrẹ) ni awọn ti isiyi Universe gbọdọ jẹ dogba si 1 agbekalẹ ironed bẹ:

ʃ _V Ψ * Ψ DV = 1.

Bayi, awọn ofin ti itoju ti agbara, ti o ba ti a ti wa ni nwa fun kan pato itanna, o gbodo je o šee igbọkanle ni a fi aaye kun. Bibẹkọ ti yanju awọn Schrödinger idogba nìkan ko ni ṣe orí. O ko ni pataki, ni yi patiku inu kan Star tabi a omiran aaye wiwọle, o gbodo je ibikan ni.

Die-die loke, a darukọ wipe awọn oniyipada ti o ni ipa ni iṣẹ, nibẹ ni o le jẹ ti kii-aye ipoidojuko. Ni idi eyi, awọn normalization ti wa ni ti gbe jade lori gbogbo awọn sile lori eyi ti awọn iṣẹ da.

Instantaneous ronu: awọn gbigba tabi Ìdánilójú?

Ni kuatomu isiseero, awọn mathimatiki ya lati awọn ti ara ori jẹ ti iyalẹnu soro. Fun apẹẹrẹ, awọn kuatomu ti Planck ti a ṣe fun awọn wewewe ti awọn mathematiki ikosile ti ọkan ninu awọn idogba. Bayi ni opo ti discreteness ti awọn ọpọlọpọ awọn oniyipada ati awọn agbekale (agbara, angula ipa, oko) ni igba ti igbalode ona si awọn iwadi ti awọn microcosm. Ni Ψ tun ni a paradox. Ni ibamu si ọkan ninu awọn Schrödinger idogba, o jẹ ṣee ṣe wipe ninu awọn wiwọn ti awọn kuatomu ipinle ti awọn eto ayipada instantaneously. Yi lasan ti wa ni commonly tọka si bi a idinku tabi Collapse ti igbi iṣẹ. Ti o ba ti yi ni ṣee ni otito, kuatomu awọn ọna šiše wa ni anfani lati gbe pẹlu ailopin iyara. Ṣugbọn awọn iyara iye to fun awọn ohun elo ti ohun ti wa Agbaye ni aileyipada: ohunkohun ko le ajo yiyara ju ina. Yi lasan ti wa ni gba silẹ ti kò ti, sugbon ki jina kuna lati refute rẹ yii. Lori akoko, boya yi paradox wa ni resolved boya ni ọpa ife eda eniyan ti yoo fix iru kan ohun, tabi nibẹ a mathematiki omoluabi ti yoo fi mule awọn ikuna ti yi arosinu. Nibẹ ni a kẹta aṣayan: awọn enia ṣẹda iru a lasan, ṣugbọn awọn oorun eto subu sinu ohun Oríkĕ dudu iho.

Awọn igbi iṣẹ ti a multiparticle eto (hydrogen atomu)

Bi a ti jiyan jakejado yi article, awọn psi-iṣẹ apejuwe ohun ìṣòro patiku. Sibẹsibẹ, lori jo se ayewo, a hydrogen atomu ni iru si awọn eto ti nikan meji patikulu (ọkan odi ati ọkan rere itanna pirotonu). Wavefunctions ti awọn hydrogen atomu le ti wa ni apejuwe bi meji-patiku tabi ẹya onišẹ ti awọn iwuwo matrix. Awọn wọnyi ni iwon wa ni ko gangan ohun itẹsiwaju ti awọn psi iṣẹ. Kàkà bẹẹ, wọn fi awọn ti o baamu iṣeeṣe ti wiwa awọn patiku ninu ọkan ipinle ati miiran. O ṣe pataki lati ranti wipe awọn isoro ti a ti re nikan fun awọn meji ara ni akoko kanna. iwuwo sekondiri wulo fun awọn orisii ti patikulu, ṣugbọn soro fun eka sii awọn ọna šiše, fun apẹẹrẹ nipa reacting meta tabi diẹ ẹ sii ara. O daju yi le wa ni itopase alaragbayida ibajọra laarin awọn julọ "ti o ni inira" isiseero ati ki o gidigidi "tinrin" kuatomu fisiksi. Ki ma ko ro pe nitori nibẹ ni kuatomu isiseero, ni mora fisiksi ti titun ero le dide. Awon pamọ sile eyikeyi Tan ti mathematiki ifọwọyi.