Kvant mexanika

Kvant mexanika, to’lqin me- xanika — nazariy fizikaning juda kichik massali zarra (elementar zar- ra, atom, molekula va h.k.) ning harakat qonunlarini o’rganuvchi bo’limi. 20-a. boshida, ya’ni qator omillar — atomlar- ning turg’unligi, fotoeffekt, radioak- tivlik va b.ni klassik mexanika va klas- sik elektrodinamika yordamida tushunti- rib berish mumkin bo’lmay qolganda K.m. ni yaratish g’oyasi paydo bo’ldi. M. Plank, A. Eynshteyn va N. Bor kabi olimlar- ning ishlari K.m. ning yaratilishiga asos bo’ldi. Klassik fizika qonunlarini juda kichik massali zarralarga tatbiq qilishda olingan xulosalar klassik tasavvurlarni tubdan o’zgartirishni talab qildi. Klassik fizikada zarra nurlanishi energiyasining qiymatlari uzluksiz bo’ladi. 1900 y.da M. Plank moddada elektromagnit nurlanishni mu- vozanatda bo’lish shartini tadqiq qildi. U nurlanish energiyasi chiqayotganda yoki yutilayotganda faqat uzlukli (kvantlan- gan) qiymatlargagina ega bo’lishi mum- kinligi to’g’risidagi gipotezani ilgari surdi. 1905 y.da A. Eynshteyn yorug’lik tushayotgan metallardan tashqariga elek- tron chiqish hodisasi (fotoeffekt) ni tekshirib, energiya faqat yutilib yoki chiqibgina qolmay, u nurlanish kvanti — foton ko’rinishida ham mavjud bo’ladi, degan xulosaga keldi. Foton energiyasi E=Ь\ ga teng, bunda y — Plank doimiysi, v — elektromagnit nurlanish chastotasi. 1913 y.da N. Bor yorug’likning kvant- lar nazariyasini atomlarning tuzilishi masalasiga tatbiq qilib, atomdagi elek- tron shu atom yadrosining atrofida klas- sik mexanika krnunlarita bo’ysunadigan aniq orbitalar bo’yicha harakat qilishini ko’rsatdi. Bunda orbitalarning har bi- rida elektron aniq energiyali holatda, ya’ni barqaror holatda bo’lib, hech qanday nurlanish ro’y bermaydi (bor postulat- lari) . Atomning nur yutishi yoki nur chiqarishi faqat elektronning bir orbi- tadan boshqa orbitaga o’tishi b-n bog’liq. Bor nazariyasi eng sodda atom — vodo- rod atomining nurlanish xususiyatlari- ni tushuntirib bera oldi. Ammo murak- kab atomlarga, molekulalarga bu nazari- yani qo’llash mumkin bo’lmaydi. 1924 y.da L. de Broyl modda yorug’lik kabi ham zarra, ham to’lqin xususiyatla- riga ega bo’ladi, degan gipotezani ilga- ri surdi. L. de Broyl aytgan moddiy zarraning to’lqin xususiyatlari Qar to- monlama tasdiqlandi. Shunday qilib, korpuskulyar-to’lqin dualizmi g’oyasi tasdiqlandi: bu g’oyaga binoan, to’lqin xususiyatga ega ob’ektda zarra xususiyati ham uyg’onadi, zarra esa ma’lum sharoit- larda o’zini to’lqinlardek tutadi. 1926 y.da E. Shryodinger zarralar harakatining to’lqin nazariyasi ustida ishlab, moddiy zarralarning zarra va to’lqin xususiyatlarini ifodalovchi ten- glamani taklif qildi. Bu tenglama eng sodda atom — vodorod atom i masalasini aniq echib berdi. Ko’p elektronli siste- malar uchun Shryodinger tenglamasi aniq echilmaydi, bu erda taxm. echish usullari (variasion usul, Xartri — Fok usuli va b.) ishlatiladi. K.m.da barcha zarralar korpuskulyar va to’lqin xossalariga ega deb qaraladi; zotan bu xossalar bir-birini istisno qilmaydi, balki bir-birini to’ldiradi. Elektronlar, protonlar va b. zarralar- ning to’lqin tabiati zarralar difrak- tsiyasiga oid tajribalarda tasdiqlandi. K.m.da zarraning to’lqin xususiyati to’lqin funktsiya (u-funktsiya) orqali bayon etiladi. To’lqin funktsiya aslida statistik xarakterga ega ekanligini bi- rinchi bo’lib 1927 y.da M. Born aytdi. To’lqin funktsiyaning statistik ma’nosi, ya’ni zarraning biror hajm birligida bo’lish ehtimolligi — to’lqin funktsiya modulining kvadrati \|/12 b-n ifodala- nadi. Demak, K. m.da zarraning holatini bir vaqtda aniq koordinata va impuls orqali ifodalash mumkin emas, u faqat to’lqin funktsiya orqaligina aniqlanadi. Zarraning koordinata b-n impulsi V. Gepzenberg tomonidan kashf etilgan noaniqliklar munosabatiga bo’ysunadi. Nisbiylik nazariyasini qo’llab, K. m.ni umumlashtirish natijasida relyati- vistik K.m. paydo bo’ldi. K.m.ning yara- tilishi va rivojlanishida M. Born, P. Dirak, V. Pauli, E. Fermi, shuningdek, L. D. Landau va V. A. Fok kabi olimlar- ning ishlari muhim rol o’ynadi. K.m. yaratilishi yarimo’tkazgichlar fizikasi va texnikasi, past t-ralar fizikasi, kvant elektronika, yadro fizikasi va atom energetikasi, astrofizika va b. ning tez rivojlanishiga sabab bo’ldi. Ad.: Geyzenberg V., Fizicheskie prin- Tsipi kvantovoy teorii, L. — M., 1932; Dirak P., Printsipi kvantovoy mexani- ki, Per.s angl., M, 1960; Pauli V., Obtshie printsipi volnovoy mexaniki, Per. S nem., M., — L., 1947; Feynman R. P., Xibs A., Kvantovaya mexanika i integrali po traektoriyam, Per. s angl., M., 1968; Lan- DAU L. D., Lifshis E. M., Kvantovaya me- xanika. Nerelyativistskaya teoriya, 3 izd., M., 1974; Fok V. A., Nachalo kvantovoy mexaniki, M., 1976.