Ричард Филлипс Фейнман - 8a. Квантовая механика I
Название: | 8a. Квантовая механика I | |
Автор: | Ричард Филлипс Фейнман | |
Жанр: | Физика | |
Изадано в серии: | Фейнмановские лекции по физике #8 | |
Издательство: | неизвестно | |
Год издания: | - | |
ISBN: | неизвестно | |
Отзывы: | Комментировать | |
Рейтинг: | ||
Поделись книгой с друзьями! Помощь сайту: донат на оплату сервера |
Краткое содержание книги "8a. Квантовая механика I"
Аннотация к этой книге отсутствует.
Читаем онлайн "8a. Квантовая механика I". [Страница - 4]
Амплитуды пребывания в |I> и |II> связаны с С1и С2формулами
Всякое состояние может быть представлено линейной комбинацией |1> и |2>(с коэффициентами С1и С2) или линейной комбинацией базисных состояний с определенной энергией |I> и |II> (с коэффициентами СIи СII). Итак,
|Ф>=|1>С1+|2>С2, или
|Ф>=|I>СI+|II>СII.
Вторая формула дает нам амплитуды обнаружить состояние |Ф> в состоянии с энергией ЕI=Е0+А или в состоянии с энергией ЕII=Е0-А.
§ 2. Молекула в статическом электрическом поле
Если молекула аммиака находится в любом из двух состояний определенной энергии, а мы приложим к ней возмущение с частотой w, такой, что hw= EI-ЕП=2А, то система может перейти из нижнего состояния в верхнее. Или она может перейти из верхнего в нижнее и испустить фотон. Но для возбуждения таких переходов у вас должна быть физическая связь с состояниями — возможность возмущать систему. Должен существовать какой-то внешний механизм влияния на состояния, нечто вроде электрического или магнитного поля. В нашем частном случае эти состояния чувствительны к электрическому полю. На очереди, стало быть, у нас теперь проблема поведения молекулы аммиака во внешнем электрическом поле.
Для разбора этого поведения вернемся опять к первоначальной базисной системе |1> и |2> вместо |I> и |II>. Предположим, что имеется электрическое поле, направленное поперек плоскости атомов водорода. Пренебрежем на мгновение возможностью переброса атома азота вверх или вниз и зададим вопрос: верно ли, что энергия, этой молекулы в обоих положениях атома азота будет одинаковой? Вообще говоря, нет. Электроны стремятся к тому, чтобы находиться ближе к ядру азота, чем к ядрам водорода, так что водороды оказываются слегка положительно заряженными. Насколько — это зависит от деталей расположения электронов. Каково это распределение, точно представить очень трудно, но, во всяком случае, окончательный результат состоит в том, что у молекулы аммиака есть электрический дипольный момент, как показано на фиг.7.1. С его помощью можно продолжить дальнейший анализ, не интересуясь деталями направлений или величин смещений зарядов. Впрочем, чтобы наши обозначения не отличались от общепринятых, предположим, что электрический дипольный момент равен m и направлен от атома азота поперек плоскости атомов водорода.
Далее, когда азот перепрыгивает с одной стороны на другую, то центр масс не перемещается, а электрический дипольный момент переворачивается. В результате энергия в электрическом поле x будет зависеть от ориентации молекулы. При сделанном только что допущении потенциальная энергия будет выше тогда, когда атом азота будет удален от плоскости водородов в направлении поля, и ниже, когда он удален в обратную сторону; промежуток между обеими энергиями будет равен 2mx.
До этого места мы вынуждены были делать предположения о том, чему равны Е0и А, не зная, как подсчитать их. В соответствии со строгой физической теорией обязана существовать возможность вычисления этих констант, если известны положения и движения всех ядер и электронов. Но никто никогда не делал этого. В систему входит десяток электронов и четверка ядер, и задача чересчур сложна. Факт остается фактом: о молекуле этой никто не знает больше того, что знаем мы с вами. И все, что всякий может о ней сказать,— что в электрическом поле энергия двух состояний отличается и разность энергий пропорциональна электрическому полю. Коэффициент пропорциональности мы обозначили 2m, но его величина должна определяться экспериментально. Можно еще сказать, что молекула имеет амплитуду А перевернуться, но и она должна измеряться экспериментально. Никто не укажет нам точных теоретических значений m и А, потому что расчеты уж слишком сложны, чтобы честно их проделать.
Для молекулы аммиака в электрическом поле наше описание придется изменить. Если игнорировать амплитуду переброса молекулы из одной конфигурации в другую, то энергии двух состояний |1> и |2>обязаны быть равны (Е0±mx). Следуя процедуре, принятой в предыдущей главе, мы примем
Книги схожие с «8a. Квантовая механика I» по жанру, серии, автору или названию:
Джон Гриббин - В поисках кота Шредингера. Квантовая физика и реальность Жанр: Физика Год издания: 2016 |
Яков Исидорович Перельман - Занимательная физика: книги первая и вторая. Занимательная механика Жанр: Физика Серия: Библиотека мировой литературы (СЗКЭО) |
Другие книги из серии «Фейнмановские лекции по физике»:
Ричард Филлипс Фейнман - Фейнмановские лекции по физике 4a Жанр: Физика Серия: Фейнмановские лекции по физике |
Ричард Филлипс Фейнман - Фейнмановские лекции по физике 4 Жанр: Физика Серия: Фейнмановские лекции по физике |
Ричард Филлипс Фейнман - 1. Современная наука о природе, законы механики Жанр: Физика Серия: Фейнмановские лекции по физике |
Ричард Филлипс Фейнман - 8. Квантовая механика I Жанр: Физика Серия: Фейнмановские лекции по физике |