Леонид шипицин физик, г. Жуковский Московской области потеря волновых свойств микрочастицами icon

Леонид шипицин физик, г. Жуковский Московской области потеря волновых свойств микрочастицами



НазваниеЛеонид шипицин физик, г. Жуковский Московской области потеря волновых свойств микрочастицами
Дата конвертации10.09.2012
Размер37.47 Kb.
ТипСтатья

[вернуться к содержанию сайта]


Леонид ШИПИЦИН

физик, г. Жуковский Московской области

ПОТЕРЯ ВОЛНОВЫХ СВОЙСТВ МИКРОЧАСТИЦАМИ

(статья из журнала "Техника-молодёжи" 2001 №4)


Для волновых процессов характерны два отличительных явления: ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ, то есть ослабление или усиление волн при наложении их друг на друга, и ДИФРАКЦИЯ, то есть огибание волной преграды. В случае видимого света интерференция и дифракция заметны невооружённым глазом: тут и игра цветов на поверхности мыльного пузыря, и радужная окраска нефтяных плёнок на поверхности воды…

В 1924 г. знаменитый французский физик Луи де Бройль обнаружил, что волновые свойства присущи и движущимся микрочастицам, причём произведение длины волны такого волнового процесса на массу и скорость частицы равно постоянной Планка.

Этот волновой процесс и сейчас остаётся загадочным, его природа и смысл до сих пор не раскрыты. Согласно квантовой механике - теории процессов в микромире - формула де Бройля справедлива для частиц любой массы; от нейтрино до Солнца и крупнее, то есть от нуля до бесконечности; скорость частицы тоже может быть любой (с ограничением специальной теории относительности - не больше скорости света в вакууме, C = 3*1010 см/с). Но так ли обстоит дело с точки зрения эксперимента?

ЭЛЕКТРОН. Волновые свойства электрона в процессе дифракции подтверждены при его скоростях, почти достигающих С. А вот при снижении скорости до 105- 106 см/с (что соответствует температуре 1-10 К) для электронов проводимости металлов возникает аномалия, объяснённая через 46 лет после её открытия как явление сверхпроводимости. Квантовой теорией сверхпроводимость (как и - позднее - высокотемпературная сверхпроводимость) предсказана·не была.

Кроме того, экспериментально обнаружили, что в висмуте электроны проводимости при скорости 5*105 см/с испытывают только зеркальное, а не дифракционное отражение от внутренней поверхности металла, а сопротивление плёнки висмута при температуре 78 К (скорость электронов 5*106 см/с и ниже) становится периодическим.

В спектрах атомов межзвёздного водорода наблюдается квантовое число состояния (или энергетических уровней) n не более 700, что соответствует граничной скорости электрона в атоме 3 км/с. Далее атом ионизируется, хотя теоретически это должно происходить при n, равном бесконечности.

Перечисленные эффекты свидетельствуют, что к электрону, движущемуся со скоростями 105 - 106 см/с, формулу де Бройля нужно применять осторожно. С другой стороны, прямых экспериментов по дифракции электронов такой энергии нет, и вопрос остаётся открытым для изучения.

МЮОН. Если для электрона максимальная скорость близка к световой, то для мюона, в 207 раз более тяжёлого, её можно ожидать в 200 раз меньшей.
Кроме массы, мюон ничем не отличается от электрона и может заменить его в атоме, образуя мезоатом. Скорость движения мезона на первом энергетическом уровне мезоатома определяется по формуле V=αZC, где α - постоянная тонкой структуры, равная 1/137; Z - заряд ядра атома; С - скорость света. Если мюон, как и электрон, теряет волновые свойства, то образование мезоатомов с малым Z будет затруднено. Действительно, существует экспериментальный факт: мезоатомы с Z меньше 10 не регистрируются.

НЕЙТРОН. Дифракция нейтронов твёрдо установлена, но для ультрахолодных (ультрамедленных) наблюдается аномалия времени хранения, необъяснимая квантовой механикой. Кроме того, нейтроны со скоростями 3 - 7 м/с зеркально отражаются от кристаллической решетки. Интересно, что отношение минимальных скоростей, при которых ещё возможна дифракция электронов и нейтронов, равно отношению их масс (порядка 2000).

^ ПРОТОН. Дифракция ядра атома водорода установлена точно, но в очень узком диапазоне скоростей (106 см/с).

ГЕЛИЙ. Дифракция α-частиц (ядер атомов гелия) также твёрдо установлена в столь же узком диапазоне скоростей. Однако в своей (написанной в стихах) статье 1967 г. физик М.Честер утверждал, что жидкий гелий не дифрагирует; то есть при скорости частиц до 10 км/с (соответствующей температуре 2 К) гелий теряет свои волновые свойства, приобретая сверхтекучесть. Может быть, сверхтекучесть (как и сверхпроводимость) как раз и связаны с потерей частицами волновых свойств?

Ландау писал, что "фактически гелий-II теряет свойство сверхтекучести при достаточно больших скоростях движения, природа этого явления «критических скоростей» не ясна". Учитывая данные Честера, полагаю, что критическая скорость как раз и разделяет области существования и отсутствия волновых свойств у ядер атомов гелия.

^ ТЯЖЁЛЫЕ АТОМЫ. Пучок атомов должен отражаться от поверхности кристалла следующим образом: основная масса зеркально, часть - в стороны, под углами, соответствующими длине волны де Бройля. Такая картина наблюдается для гелия, а вот с ростом массы ядер...

В 1931 г. выяснилось, что пучок атомов неона, аргона и паров металлов отражается лепестком, максимум интенсивности не соответствует зеркальному отражению, а дифракционных пучков нет совсем. Объяснить лепестковое рассеяние с помощью квантовой механики не удалось.

В 1971 г. установлено, что, отражаясь от поверхности платины, вольфрама, фтористого лития и других кристаллов, пучки атомов тяжёлых металлов и инертных газов (кроме гелия) образуют двугорбое рассеяние, не похожее на дифракционное, а вместо зеркального максимума обнаружен минимум.

Таким образом, волновые свойства частиц экспериментально подтверждены только для электронов и частиц не тяжелее α-частицы, в разных скоростных диапазонах, не дающих систематической картины. Продолжение экспериментов в указанных здесь направлениях позволит выявить и уточнить пределы применимости квантовой механики и, возможно, - коренным образом изменить наши представления о процессах в микромире.


Дата установки: 22.09.2009

[вернуться к содержанию сайта]




Похожие:

Леонид шипицин физик, г. Жуковский Московской области потеря волновых свойств микрочастицами iconМинистр образования правительства
Порядком исполнения бюджета Московской области по расходам в части предоставления межбюджетных трансфертов из бюджета Московской...
Леонид шипицин физик, г. Жуковский Московской области потеря волновых свойств микрочастицами icon140182 г. Жуковский-2 Московской области, а/я 285
Ацюковский В. А. Общая эфиродинамика. Моделирование структур вещества и полей на основе представлений о газоподобном эфире. Издание...
Леонид шипицин физик, г. Жуковский Московской области потеря волновых свойств микрочастицами iconО местах расположения ппэ на территории Московской области
Ппэ, которые осуществляют свою деятельность в соответствии с Положением о пункте проведения единого государственного экзамена в Московской...
Леонид шипицин физик, г. Жуковский Московской области потеря волновых свойств микрочастицами iconПриказом министра образования
Лидии Николаевны, действующего на основании Положения о Министерстве образования Московской области, утвержденного постановлением...
Леонид шипицин физик, г. Жуковский Московской области потеря волновых свойств микрочастицами iconЗакон московской области о социальном обслуживании населения в московской области
Настоящий Закон принят с целью установления порядка и условий реализации прав граждан на социальное обслуживание в Московской области,...
Леонид шипицин физик, г. Жуковский Московской области потеря волновых свойств микрочастицами iconПриложение Утверждены Приказом Министерства образования Московской области
Настоящий Порядок определяет процедуру проведения и критерии конкурсного отбора общеобразовательных учреждений Московской области...
Леонид шипицин физик, г. Жуковский Московской области потеря волновых свойств микрочастицами iconПостановление администрации городского округа Химки
Московской области на модернизацию региональной системы общего образования, комплекса мер по модернизации общего образования Московской...
Леонид шипицин физик, г. Жуковский Московской области потеря волновых свойств микрочастицами iconУтвержден постановлением Правительства
Московской области бюджетам муниципальных образований Московской области за счет средств, предоставляемых из федерального бюджета...
Леонид шипицин физик, г. Жуковский Московской области потеря волновых свойств микрочастицами iconЧеховского муниципального района Московской области
«Образование» и на основании решения Совета депутатов Чеховского муниципального района Московской области от 25. 05. 2007 г. №25/5...
Леонид шипицин физик, г. Жуковский Московской области потеря волновых свойств микрочастицами iconПоложение об установлении доплат компенсационного характера работникам моу средней школы совхоза им. Ленина Ленинского муниципального района Московской области
Ленинского муниципального района Московской области», примерным Положением «О распределении компенсирующей части фонда оплаты труда...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов