Квант назариясининг келиб чиқиши
Квант назарияси замонавий физиканинг энг муҳим бўлимларидан бири бўлиб, микро дунёда моддалар ва энергиянинг ўзаро таъсирини тушунтириш учун яратилган. Назариянинг келиб чиқиши 20-аср бошларига бориб тақалади ва унинг ривожланишида Планк, Алберт Эинстеин, Счрöдингер, Ҳеисенберг каби олимларнинг ишлари муҳим рол ўйнади.
Квант назариясининг асоси Мах Планк томонидан 1900-йилда термал нурланиш муаммосини ҳал қилиш учун илгари сурилган. Планк квантлаштириш ғоясини таклиф қилиб, энергиянинг узлуксиз эмас, балки кичик квантлар (тўпламлар) шаклида узатилишини кўрсатди. Ушбу ғоя Планкнинг машҳур тенгламасида акс этди:
E = hν
Бу ерда E – энергия, h – Планкк доимийси, ν– нурланиш частотаси.
1905-йилда Алберт Эинстеин ёруғликнинг заррачавий табиатини тушунтириб, фотоелектр эффектини изоҳлаш учун фотон тушунчасини киритди. Бу квант назариясининг ривожланишида навбатдаги қадам бўлди.
Квант механикасининг асосий тамойиллари
Квант назариясининг ривожланиши билан у моддалар ва заррачаларнинг хатти-ҳаракатларини математик изоҳлаш учун янги тамойилларни таклиф қилди.
Энергия квантлашуви
Квант механикасида энергия даражалари дискрет бўлиб, зарралар фақат маълум рухсат этилган энергия ҳолатларида мавжуд бўлиши мумкин. Масалан, водород атомидаги электроннинг энергия даражалари:
бу ерда n – бош квант сони.
Дуализм
Квант назариясига кўра, заррачалар бир вақтнинг ўзида тўлқин ва заррача хусусиятларига эга. Де Броглие гипотезасига асосан, ҳар қандай заррача тўлқин узунлигига эга:
бу ерда λ – тўлқин узунлиги, h – Планк доимийси, p – импулс.
Ҳеисенбергнинг ноаниқлик принсипи
Ушбу принсипга кўра, заррачанинг жойлашуви (h) ва импулси (p) бир вақтнинг ўзида аниқ ўлчаниши мумкин эмас:
бу ерда ℏ – Планкнинг камайтирилган доимийси.
Суперпозитсия принсипи
Квант механикасида заррачалар бир вақтнинг ўзида бир нечта квант ҳолатларида бўлиши мумкин. Бу ҳолат тўлиқ кузатилмагунча, заррача бир нечта имкониятни ифодалайди. Масалан, Счрöдингер мушуги эксперименти ушбу принсипни тушунтиради.
Квант механикасининг тенгламалари
Квант назарияси физик ҳодисаларни математик моделлаштириш учун Счрöдингер тенгламаси каби тенгламаларга асосланади: