Введение. Учителя физики и информатики должны иметь четкие представления о свойствах не только

Учителя физики и информатики должны иметь четкие представления о свойствах не только макроскопических физических объектов, но и объектов микроскопических. Они должны также уметь доступно разъяснить своим будущим ученикам особенности поведения этих объектов. Несмотря на необычность и парадоксальность свойств, микробъекты находят широкое применение в современных технологиях. В перспективе – переход от микроэлектроники к наноэлектронике, создание квантовых компьютеров. Представление об основах квантовой физики объективно становится обязательным элементом физического образования все большего числа людей.

Квантовая механика является наиболее трудным для понимания и усвоения разделом теоретической физики. Это обусловлено как необычным, зачастую парадоксальным поведением микрообъектов по сравнению с привычными для нас классическими объектами, так и специфическим математическим аппаратом квантовой механики. Имеется большое число учебников по квантовой механике, разного уровня полноты и сложности. Настоящее пособие поможет студенту сориентироваться в этом множестве источников учебной информации. В начале каждого параграфа указываются те источники, к которым следует обратиться в первую очередь.

Некоторые параграфы брошюры представляют собой краткий конспект того, что излагается на лекциях, в других содержатся лишь рекомендации по самостоятельному изучению материала. На практических занятиях помимо решения отдельных задач из числа указанных в брошюре обсуждаются также доклады по самостоятельно изученному материалу. В «Заданиях» указываются темы докладов, перечисляются основные моменты, подлежащие освещению в докладах. Контрольные вопросы не только позволяют судить об уровне усвоения материала, но и могут служить своеобразным планом при ответе студента на экзамене.

Что такое «квантовая механика»? Под квантовой механикой обычно понимают теорию поведения микрочастиц (микрообъектов), размер которых не превышают 10^–8 м, а скорость много меньше скорости света. Объекты, не описываемые классической механикой, называют микрочастицами, или корпускулами. Структура и размеры микрочастиц и корпускул не существенны. Поэтому и те и другие объекты являются материальными точками. Они характеризуются такими параметрами, как масса, заряд, импульс, энергия и др.

Не смотря на качественное различие, классическая механика и теория поведения микрочастиц совпадают при определенных условиях. Поэтому термин квантовая механика употребляется также в более широком смысле для обозначения теории поведения материальных точек и их систем. В нерелятивистской квантовой механике изучаются объекты, скорости которых много меньше скорости света. Процессы с участием релятивистских микрочастиц рассматриваются в релятивистской квантовой механике.

Название изучаемого раздела теоретической физики нельзя трактовать буквально. Квантовая механика – не только механика и не всегда квантовая. Она описывает не только перемещения тел, но также электрические, магнитные и оптические явления. Не все величины, характеризующие микрообъекты, квантуются, то есть могут принимать лишь дискретный ряд значений.

Дата добавления: 2015-07-11