idż do fizyka statystyczna.
1. Promieniowanie termiczne. Katastrofa w nadfiolecie.

2. Teoria Bohra układów wodoropodobnych.Doświadczenie Francka-Hertza.

3. Zjawisko fotoelektryczne. Wytwarzanie promieniowania rentgenowskiego.

4. Zjawisko Comptona.

5. Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią.

6. Fale de Broglie'a (własności, omówienie doświadczeń).

7. Postulaty fizyczne mechaniki kwantowej. Równanie Kleina - Gordona.

8. Mechanika falowa Schrödingera (operatory, postulaty).

9. Skok potencjału. Bariera potencjału. Zjawisko tunelowania.

10. Stany związane - nieskończona studnia potencjału.

11. Funkcje własne operatora pędu. Zasada nieoznaczoności.

12. Operator momentu pędu.

13. Równanie Schrödingera dla atomu wodoru; liczby kwantowe. Widma metali alkalicznych.

14. Orbitalny magnetyczny moment dipolowy. Precesja Larmora.

15. Oddziaływanie spin-orbita; sprzężenie L-S, j-j

16. Efekt Zeemana. Efekt Starka.

17. Konfiguracje elektronów w atomie. Reguły Hunda.

18. Liniowe widmo rentgenowskie. Prawo Moseley'a. Szerokość linii widmowej.

19. Atomy wieloelektronowe (helopodobne). Układ okresowy pierwiastków.

20. Molekuły dwuatomowe. Wiązania cząsteczkowe. Hybrydyzacja.

Notatki do wykładu z FIZYKI KWANTOWEJ.
Opracowali: J. Ropka, B. Wróbel.
Konsultacje: J. Wolny


7. Postulaty fizyczne mechaniki kwantowej.
Równanie Kleina - Gordona.



Postulaty fizyczne

Każdemu eksperymentowi towarzyszy nieuniknione zakłócenie, np. żeby zlokalizo-wać elektron, musimy go oświetlić, a foton oddziałuje z elektronem i zaburza jego pęd. Takie zaburzenie na poziomie atomowym jest już istotne.

  1. Zasada odpowiedniości.

    Wszystkie relacje znane z mechaniki klasycznej, które nie zawierają pochodnej, zachodzą również w mechanice kwantowej, po zastąpieniu wielkości fizycznych odpowiednimi operatorami.

    Dla układów makroskopowych musi nastąpić automatyczne przejście z mechaniki kwantowej w mechanikę klasyczną; nowa i stara teoria muszą się zgadzać w zakresie, gdzie różnice pomiędzy ich założeniami nie odgrywają istotnej roli.


  2. Zasada komplementarności.

    Pewne elementy opisów układów mikroskopowych wykluczają się wzajemnie.

    Z empirycznego punktu widzenia żaden przyrząd nie pozwala zmierzyć dokładniej niż to wynika z zasady nieoznaczoności, tzn. jest to bariera teoretyczna, a nie względy praktyczne.


  3. Zasada superpozycji.

    Zakładamy, że równanie falowe, które opisuje pojedynczą cząstkę musi być równaniem liniowym.

    Jeżeli mamy jakieś równanie opisujące jeden obiekt i dodamy drugi, to równanie to musi opisywać dwa obiekty. Jest to bardzo ograniczające założenie i są takie dziedziny fizyki, jak optyka nieliniowa, gdzie zasada ta nie gra żadnej roli.


Równanie Kleina - Gordona


Równanie to opisuje propagację fal w pustej przestrzeni.

Niezmiennik:

Równanie fali płaskiej de Broglie'a:



Różniczkujemy funkcję falową dwukrotnie po czasie:

Różniczkujemy funkcję falową dwukrotnie względem x:

Wstawiając do niezmiennika, otrzymujemy:





Powyższe równanie znane jest jako równanie Kleina - Gordona.



Jeżeli rozpatrujemy ogólniejszą (ciągłą) superpozycję fal po całej przestrzeni R3, wówczas

,

gdzie jest funkcją wektora przyjmującą wartości zespolone. Równanie to jest najogólniejszą postacią równania fali de Broglie'a.



Z równania Kleina - Gordona po podzieleniu przez otrzymujemy:

Jest to liniowe równanie różniczkowe na funkcję falową .


góra