Schrödingerova teória: popis, vlastnosti, experimenty a aplikácia

Článok opisuje Schrödingerovu teóriu. Príspevok tohto veľkého vedca k modernej vede je zobrazený a tiež je popísaný myšlienkový experiment o mačke, ktorú vynašiel. Stručne povedané, rozsah týchto vedomostí je načrtnutý.

Erwin Schrödinger

Známa mačka, ktorá nie je ani živá ani mŕtva,teraz sa používajú všade. O ňom sa filmy vyrábajú, na jeho počesť sa nazývajú komunity o fyzike a zvieratách, existuje dokonca taká značka oblečenia. Ale najčastejšie ľudia znamenajú paradox s nešťastnou mačkou. Ale o jeho tvorcovi, Erwin Schrödinger, spravidla zabudnúť. Narodil sa vo Viedni, ktorý bol súčasťou Rakúsko-Uhorska. Bol potomkom veľmi dobre vzdelanej a bohatej rodiny. Jeho otec, Rudolf, vyrábal linoleum a investoval peniaze aj do vedy. Jeho matka bola dcérou chemikov, a Erwin často chodil počúvať akadémiu prednášky svojho starého otca.

Vzhľadom k tomu, jedna z babičiek vedca bolAngličtina, od detstva sa zaujímala o cudzie jazyky a dokonale zvládla angličtinu. Niet divu, že Schrödinger škola každý rok bol najlepší v triede, a univerzita požiadala ťažkých otázok. Vo vede, počiatok dvadsiateho storočia už boli identifikované rozpory medzi tým viac jasné klasickej fyziky a správanie mikro- a nanočastíc. Erwin Schrödinger sa vzdal všetkých síl, aby vyriešil rozpor.

Príspevok k vede

Na začiatok je potrebné povedať, že tento fyzikzapojených do mnohých oblastí vedy. Avšak, keď hovoríme "Schrödinger teóriu", máme na mysli nevytvorili nimi je tenká matematický opis farby, a príspevok do kvantovej mechaniky. V tom čase technológie, experimenty a teória šli ruka v ruke. Rozvinutá fotografie, prvý spektra, objavený bol zaznamenaný jav rádioaktivity. Výskumní pracovníci, ktorí získali výsledky, ktoré úzko komunikovali s teoretikmi: súhlas, sa vzájomne dopĺňajú, argumentovať. Vytvorili sa nové školy a vedy. Svet sa hral vo veľmi odlišných farbách a ľudstvo dostalo nové hádanky. Cez zložitosť matematického aparátu opísať, ktoré teóriu Schroedingerova, jednoduchým jazykom, ako je to možné.

Kvantový svet - je to jednoduché!

Teraz je dobre známe, že rozsah vyšetrovanýchobjekty priamo ovplyvňujú výsledky. Objekty viditeľné pre oči dodržiavajú pojmy klasickej fyziky. Schrödingerova teória platí pre telesá s rozmermi sto sto nanometrov a menej. A najčastejšie hovoríme o jednotlivých atómoch a menších časticiach. Každý prvok mikrosystému má teda súčasne vlastnosti oboch častíc a vĺn (dualismus korpuskulárnych vln). Od hmotného sveta až po elektróny, protóny, neutróny atď. Existuje hmotnosť a súvisiaca zotrvačnosť, rýchlosť, zrýchlenie. Z teoretickej vlny - také parametre ako frekvencia a rezonancia. Aby sme pochopili, ako to je možné súčasne a prečo sú navzájom neoddeliteľné, vedci potrebujú vo všeobecnosti opätovne prehodnotiť celú koncepciu štruktúry látok.

Podľa Schrödingerovej teóriematematicky sú tieto dve vlastnosti spojené cez určitú konštrukciu nazývanú vlnová funkcia. Nájdenie matematického popisu tohto konceptu prinieslo Schroedingera Nobelovu cenu. Avšak fyzický význam, ktorý mu autor pripisoval, sa nezhodoval s pojmami Bohr, Sommerfeld, Heisenberg a Einstein, ktorí založili takzvanú kodanskú interpretáciu. Preto vznikol "paradox mačky".

Funkcia Wave

Pokiaľ ide o mikrosvet elementárnych častíc,stratia zmysel koncepcií vlastných makroskales: hmotnosť, objem, rýchlosť, veľkosť. A pravdepodobnosti prichádzajú do ich vlastných. Objekty tejto veľkosti nie sú pre osoby schopné opraviť - len sprostredkované metódy štúdia sú prístupné ľuďom. Napríklad pásy svetla na citlivej obrazovke alebo na fólii, počet kliknutí a hrúbka filmu, ktorý je sprejovaný. Všetko ostatné je oblasť výpočtov.

Schrödingerova teória je založená na rovniciach, ktorévyviedol tohto vedca. A ich integrálnou zložkou je funkcia vlny. Jednoznačne popisuje typ a kvantové vlastnosti vyšetrovanej častice. Predpokladá sa, že vlnová funkcia ukazuje stav napríklad elektrónu. Avšak sama, na rozdiel od myšlienok jej autora, nemá žiadny fyzický význam. Je to len užitočný matematický nástroj. Pretože v tomto dokumente predkladáme Schrödingerovu teóriu jednoduchými slovami, povedzme, že štvorec vlnovej funkcie opisuje pravdepodobnosť nájdenia systému v vopred stanovenom stave.

Mačka ako príklad makroobjektu

S touto interpretáciou, ktorá sa nazývaKodaň, autor nesúhlasil do konca života. Nenávidel neurčitosť pojmu pravdepodobnosti, a trval na jasnosti samotnú funkciu, nie štvorcový.

Ako príklad platobnej neschopnosti takýchto vyhlásení,on tvrdil, že v tomto prípade by mikrokozmos ovplyvnil makro objekty. Teória Schrödinger mačka uvádza: ak v zapečatenej krabici umiestniť živý organizmus (napríklad cat) a kapsulu s jedovatým plynom, ktorý sa otvorí, keď rádioaktívny prvok sa rozkladá, a zostáva uzavretý, ak dôjde k rozdeleniu, dostaneme paradox pred otvorením okna. Podľa kvantových konceptov sa atóm rádioaktívneho prvku s určitou pravdepodobnosťou po určité časové obdobie rozpadne. Preto pred experimentálnou detekciou je atóm integrálny a neporušený. A podľa Schroedingerovej teórie je rovnaký podiel pravdepodobnosti, že mačka je súčasne mŕtva, ale inak žije. To, že súhlasíte, je absurdné, pretože po otvorení krabice nájdeme iba jeden stav zvieraťa. A v uzavretej nádobe, v tesnej blízkosti smrtiace kapsule, mačka mŕtvy alebo živý, pretože tieto ukazovatele sú diskrétne a nezahŕňajú priebežné varianty.

Tento jav je konkrétny, ale zatiaľ nie jeskončiť osvedčený vysvetlenie bez obmedzenia v čase, keď podmienky pre určenie konkrétneho stavu hypotetického mačky tento experiment jasne paradoxné. Pre makroobjekty však nie je možné použiť kvantovo-mechanické pravidlá. Podobne, nakresliť čiaru medzi mikrosveta a zvyčajne sa ešte nestalo. Napriek tomu je zviera s veľkosťou mačky bezpochyby makro objektom.

Aplikácia kvantovej mechaniky

Pokiaľ ide o akýkoľvek, dokonca aj teoretický jav,vzniká otázka, ako môže byť mačka Schrodinger užitočná. Napríklad teória veľkého tresku je založená práve na procesoch, ktoré sa týkajú tohto myšlienkového experimentu. Všetko, čo sa týka ultra vysokých rýchlostí, supermenej štruktúry hmoty, štúdia vesmíru ako takého, je okrem iného vysvetlená kvantovou mechanikou.