Квантово-механічні ефекти

Є декілька класів явищ, які є суто квантово-механічними і не мають аналогів в класичній механіці. Іноді їх називають "квантовими ефектами". Перший різновид квантових ефектів – квантування певних фізичних величин. Якщо локалізувати вільну частинку з розглянутого вище прикладу у прямокутній потенціальній ямі - області простору розміром L, обмеженій з обох боків нескінченно високим потенціальним бар'єром, то виявиться, що імпульс частинки може мати лише певні дискретні значення, де h – стала Планка, а n - довільне натуральне число. Про параметри, які можуть набувати лише дискретних значень кажуть, що вони квантуються. Прикладами квантованих параметрів є також момент імпульсу, повна енергія обмеженої у просторі системи, а також енергія електромагнітного випромінювання певної частоти.

Наступний квантовий ефект – це принцип невизначеності, який стверджує, що існують фундаментальні перешкоди для точного одночасного вимірювання двох або більшої кількості параметрів системи з довільною похибкою. В прикладі з вільною частинкою, це означає, що принципово неможливо знайти таку хвильову функцію, яка була б власним станом одночасно і імпульсу, і координати. З цього і випливає, що координата та імпульс не можуть бути одночасно визначені з довільною похибкою. З підвищенням точності вимірювання координати, максимальна точність вимірювання імпульсу зменшується і навпаки. Ті параметри, для яких таке твердження справедливе, мають назву канонічно спряженими в класичній фізиці.

Ще один квантовий ефект – це корпускулярно-хвильовий дуалізм. Можна показати, що за певних умов проведення експерименту, мікроскопічні об’єкти, такі як атоми або електрони, набувають властивостей частинок (тобто можуть бути локалізовані в певній області простору). За інших умов, ті самі об’єкти набувають властивостей хвиль та демонструють такі ефекти, як інтерференція.

Ще одним квантовим ефектом – є ефект сплутаних квантових станів. В деяких випадках, хвильова функція системи з багатьох частинок не може бути "розібрана" на окремі хвильові функції, які б відповідали кожній з частинок. В такому випадку кажуть, що стани частинок сплутані. Це є досить нетривіальною ситуацією. Адже, наприклад, вимірювання, яке було проведено лише для однієї частинки, матиме результатом колапс загальної хвильової функції системи, тобто таке вимірювання буде мати миттєвий вплив на хвильові функції інших частинок системи, нехай навіть деякі з них знаходяться на значній відстані. (Це не суперечить спеціальній теорії відносності, оскільки передача інформації на відстань в такий спосіб неможлива.)

Це цікаво:

Дидактичні умови підвищення якості знань учнів
Дидактика – галузь педагогіки, яка розробляє теорію освіти і навчання, виховання у процесі навчання. У педагогічних працях цей термін використовується з ХVІІ століття. Значний внесок у дидактику середини ХІХ століття зробив видатний німецький педагог А.Дістервег, який розглядав навчальний процес як ...

Освоєння дії самоконтроля розумово відсталими дошкільниками
Проведене дослідження підтвердило наше припущення про можливість формування у розумово відсталих дітей дошкільників нового структурного компоненту діяльності-самоконтроля шляхом створення психологічної готовності до оволодіння перевірочних дій і подальшого освоєння дітьми основних контрольних опера ...

Життєвий і творчий шлях
Велика народна вчителька, яка все життя віддала справі народної освіти, народилася 4 (6) квітня 1841 р. в Борзі – повітовому містечку Чернігівської губернії в сім’ї поміщиків. Батько – Д.Л. Журавльов, викладач міського училища, мати – дочка героя Вітчизняної війни 1812 р. генерала Вуїча. Д.Л. Журав ...