Корпускулярно-волновой дуализм. Оптико-мех-ая аналогия.




Борн предложил следующую общепринятую теперь интерпретацию результатов описанных опытов[7]:вероятность попадания электрона в некоторую точку на фотопластинке пропорциональна интенсивности соответствующей волны де Бройля, то есть квадрату амплитуды волнового поля в данном месте экрана. Таким образом, предложено вероятностное (статистическое) толкование природы волн, связанных с микрочастицами: закономерность распределения микрочастиц в пространстве можно установить только для большого числа частиц; для одной частицы можно определить только вероятность попадания в определенную область.

. Важнейшим из них является понятие о волновой функции, или функции состояния ( -функции).

Функция состояния есть математический образ того волнового поля, которое следует связывать с каждой частицей. Так, функцией состояния свободной частицы может быть плоская монохроматическая волна де Бройля (4.2) или (4.8). Для частицы, подверженной внешнему воздействию (например, для электрона в поле ядра), это волновое поле может иметь весьма сложный вид, и оно изменяется с течением времени. Волновая функция зависит от параметров микрочастицы и от тех физических условий, в которых частица находится.

Функция состояния содержит в неявном виде всю информацию о движении и квантовых свойствах частиц, поэтому говорят о задании с ее помощью квантового состояния.

Согласно статистической интерпретации волн де Бройля, вероятность локализации частицы определяется интенсивностью волны де Бройля, так что вероятность обнаружения частицы в малом объеме в окрестности точки в момент времени равна

. (4.13)

С учетом комплексности функции имеем:

 

, (4.14)

где символом * отмечена операция комплексного сопряжения.

Для плоской волны де Бройля (4.2)

,

то есть равновероятно обнаружить свободную частицу в любом месте пространства.

Величину

(4.15)

называют плотностью вероятности. Вероятность найти частицу в момент времени в конечном объеме , согласно теореме сложения вероятностей, равна

. (4.16)

Если в (4.16) произвести интегрирование в бесконечных пределах, то будет получена полная вероятность обнаружения частицы в момент времени где-нибудь в пространстве. Это – вероятность достоверного события, поэтому

. (4.17)

Условие (4.17) называют условием нормировки, а -функцию, удовлетворяющую ему, – нормированной.

Подчеркнем еще раз, что для частицы, движущейся в силовом поле, в качестве выступает функция более сложного вида, чем плоская волна де Бройля (4.2).

Так как -функция комплексна, то ее можно представить в виде

,

где – модуль -функции, а – фазовый множитель, в котором – некоторая функция. Из совместного рассмотрения этого выражения и (4.13) ясно, что нормированная волновая функция определена неоднозначно, а лишь с точностью до множителя . Отмеченная неоднозначность принципиальная и не может быть устранена; однако она несущественна, так как не отражается ни на каких физических результатах. Действительно, умножение функции на экспоненту изменяет фазу комплексной функции , но не ее модуль, через который определяют вероятность получения в эксперименте того или иного значения физической величины.


 

.

.

 

 

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: