Úvod do mikrosvěta

Úvod do mikrosvěta
Vojtěch Pleskot
Porovnání velikostí
“Klasická fyzika”
Mechanika, gravitace
Isaac Newton
Galileo Galilei
Joseph-Louis
Lagrange
Termodynamika, statistická fyzika
William Thomson
(lord Kelvin)
Sadi Carnot
Ludwig
Boltzmann
Elektřina, magnetismus
André-Marie
Ampère
James Clerk
Maxwell Charles Augustin
Coulomb
Optika
Augustin-Jean
Fresnel
Christiaan Huygens
Thomas
Young
Úspěchy klasické fyziky
Klasická fyzika
●
●
●
●
Stav částice: poloha a hybnost
Deterministická: budoucnost i
minulost jsou dány
–
Lze zavést trajektorie částic
–
Statistická fyzika: předpovídá jen
pravděpodobnosti (dané
neúplnou znalostí počátečních
podmínek)
Měření lze provést tak, aby
nebyl narušen studovaný
systém
Důsledek: částice jsou od sebe
rozlišitelné
Dvouštěrbinový
experiment
Částice se kupí jen
za štěrbinami - neinterferují
Thomas Young
Dvouštěrbinový
experiment
Světlo interferuje,
a tedy má vlnovou
povahu.
Thomas Young
Dvouštěrbinový
experiment
???????????????
???????????????
???????????????
Thomas Young
Fotoelektrický
jev
Celé je to složitější, příteli.
Světlo se někdy chová jako
částice....
…s energií E = hν; h je
konstanta kolegy Plancka.
Ano, na tu jsem
narazil při studiu
záření černého tělesa.
Albert Einstein
Max Planck
Dvouštěrbinový
experiment
Louis de Broglie
A mě napadlo, že
když světlo může
být někdy částice,
tak částice můžou
být někdy vlny.
Když vlna, tak
vlnová rovnice:
Erwin Schrödinger
Det
Dvouštěrbinový
experiment
Det
Po přidání detektorů
ke štěrbinám interferenční
obrazec mizí: elektrony se
opět chovají jako částice.
Werner
Heisenberg
Měření zásadně
ovlivňuje
studovaný
systém!
V měření bez detektorů: prošla částice horní, nebo dolní štěrbinou?
Niels Bohr
O vlastnostech
nesmíme mluvit,
když je zrovna
neměříme!
Kvantování fyzikálních veličin
Fyzikální veličiny
můžou nabývat jen
některých hodnot.
Werner
Heisenberg
Druhá mocnina
vlnové funkce je
pravděpodobnost
nalezení částice
v daném místě.
Každé hodnotě
odpovídá jistý stav
(vlnová funkce).
Max
Born
Princip superpozice
Systém může být ve
více stavech najednou.
I když je systémem
kočka?
Nerozlišitelnost částic
Max Born
Wolfgang Pauli
Kvůli pravděpodobnostní interpretaci
vlnové funkce nelze zavést pojem
trajektorie.
- Částice jsou nerozlišitelné.
Dva stejné bosony
můžou být ve
stejném stavu,
ale dva fermiony
nikoliv!
●
Stav částice: vektor ve
stavovém prostoru
–
●
●
●
Může být superpozicí více stavů
Nedeterministická: předpovídá
nejvýše pravděpodobnosti
výsledků
Měření nelze provést tak, aby
nebyl narušen studovaný systém
Nelze zavést trajektorie částic
–
Částice jsou od sebe
nerozlišitelné
Pozor!!! Být šokován je podmínka nutná, nikoliv postačující!!!
Děkuji Vám za pozornost