Теоретическая физика: модуль «Квантовая механика» (Кириллова Е.Н.)

В доквантовой физике предполагалось, что состояние физической системы, представляемой как набор материальных точек, может быть описано с помощью механики Ньютона. Однако уже классическая теория электромагнетизма, развитая Майклом Фарадеем и Джеймсом Максвеллом, изучающая особый вид «немеханической» материи – электромагнитное поле – поставила границы применимости теории Ньютона.

Наряду с материальными точками, заряженными частицами, рассматривались поля, задаваемые значениями электрической и магнитной напряжённостей в каждой точке пространства в любой момент времени. Эта двойственность нашла продолжение в квантовой механике, которая приписывает всем частицам, помимо корпускулярных, ещё и волновые свойства: и для материи, и для излучения справедлив корпускулярно-волновой дуализм.

Представления о квантовой природе излучения возникли в начале 20 века. В 1900 г. немецкий физик Макс Планк опубликовал работу по теории теплового излучения, в которой предположил, что свет испускается не непрерывно, как это было бы в классической теории излучения, а определёнными дискретными порциями энергии – квантами с энергией E = ℎ ν.

Предположение Планка о квантовом характере излучения (окончательная формулировка произошла до 1927 г.) позволило согласовать теорию с опытом. Далее зарождающаяся квантовая механика шла по двум линиям, каждая из которых давала свою формулировку квантовой механики.