Конденсат бозе эйнштейна курсовая работа

    Уравнение Шрёдингера, как и всяк ий глубокий закон природы, нельзя вывести строго из более простых законо в. При этом свойства всего вещества во Вселенной были бы совершенно д ругими, и в том виде, в котором мы ее знаем, Вселенная была бы невозможна. Карл Виман Карл Виман англ. Созданная в — усилиями выдающихся физи ков квантовая механика не претерпела с тех пор в своих основах каких-либ о существенных из менений. Он предложил простое правило: в каждом отдельном квантовом состоян ии может находиться только один электрон. Необычные свойства сверхтекуче й компоненты объясняются тем, что большая часть атомов гелия движется ко герентной группой, а не независимо, как атомы любого другого вещества.

    Томсон в Англии подтвердили для электронов не только основную идею де Бройля, но и его фо рмулу для длины волны. В работавший тогда в Цюрихе австрийский физик Э. Ш рёдингер, прослышав о работе де Бройля и предварительных результатах эк спериментов, подтверждавших ее, опубликовал четыре статьи, в которых пре дставил новую теорию, явившуюся прочным математическим обоснованием э тих идей. Такая ситуация имеет свой аналог в истории оптики.

    Одной конденсат бозе эйнштейна курсовая работа нности в том, что свет есть волна определенной длины, недостаточно для де тального описания поведения света. Необходимо еще написать и решить выв еденные Дж. Максвеллом дифференциальные уравнения, подробно описываю щие процессы взаимодействия света с веществом и распространение света в пространстве в виде электромагнитного поля. Шрёдингер написал диффер енциальное уравнение для материальных волн де Бройля, аналогичное урав нениям Максвелла для света.

    Конденсат бозе эйнштейна курсовая работа 3664

    В ряде работ Шрёд ингер показал, как можно использовать его уравнение для вычисления энер гетических уровней атома водорода. Он установил конденсат бозе эйнштейна курсовая работа, что существуют пр остые и эффективные способы приближенного решения задач, не поддающихс я конденсат бозе эйнштейна курсовая работа решению, и что его теория волн материи в математическом отноше нии полностью эквивалентна алгебраической теории наблюдаемых величин Гейзенберга и во всех случаях приводит к тем же результатам.

    Дирак из Ке мбриджского университета показал, что теории Гейзенберга и Шрёдингера представляют собой лишь две из множества возможных форм теории. Вскоре Д ирак добился неожиданно крупного успеха, продемонстрировав, каким обра зом квантовая механика обобщается на область очень больших скоростей, т.

    Постепенно стало ясно, что существует несколько релятивистских волно вых уравнений, каждое из которых в случае малых скоростей можно аппрокcи мировать уравнением Шрёдингера, и что эти уравнения описывают частицы совершенно разных типов. Кроме того, согласно релятивистс кой теории, каждой из частиц должна соответствовать античастица с проти воположным знаком электрического заряда.

    В то время, когда вышла работ а Дирака, были известны только три элементарные частицы: фотон, электрон и протон. В была открыта античастица электрона — позитрон. На протяжен ии нескольких последующих десятилетий было обнаружено много других ан тичастиц, большинство из которых, как оказалось, удовлетворяли уравнени ю Дирака или его обобщениям.

    Созданная в — усилиями выдающихся физи ков квантовая механика не претерпела с тех пор в своих основах каких-либ о существенных из менений. Волны де Бройля.

    Квантовые эффекты. Плохо Средне Хорошо Отлично.

    Помимо волновых, были также обнаружены и корпускулярные свойства. Другими словами, де Бройль предположил, что дуализм во лна — частица должен быть свойствен не только свету, но и электронам и во обще любым частицам.

    Реферат на тему светодиодная лента47 %
    Реферат физическая культура и спорт в профилактике заболеваний85 %
    Значимость химического знания для каждого человека реферат70 %
    Эссе о политике темы88 %

    Соответствующая частота и волновое число по гипотезе де Бройля должны определяться соотношениями, подобными эйнштейновским, т. Фундаментальный шаг в этом направлен ии был сделан Шредингером Он предложил описывать движение микрочаст иц например, электронов с помощью волнового уравнения.

    Уравнение Шредингера. Уравнение Шредингера, по существу представляет с обой постулат нерелятивистской квантовой механики.

    Конденсат бозе эйнштейна курсовая работа 1338102

    История открытия уравнения Шрёдингера в этом смысле весьма поучительна. Титаны физики у бедились в том, что электрон не занимает определённого положения в атоме и не может двигаться там по какой-либо траектории. Взамен этого они пока что усвоили довольно туманную идею о том, что при движении в атоме электр он "расплывается".

    Эту расплывчатую идею Шрёдингеру удалось выразить вес ьма точно на однозначном языке формул. Уравнение Шрёдингера, как и всяк ий глубокий закон природы, нельзя вывести строго из более простых законо. Его можно только угадать.

    Момент импульса — характеристика вращательного движения, так же как суммарный импульс — поступательного. В это й теории увеличение тепловой энергии жидкости приводит к образованию в ихревых витков, подобных кольцам дыма, которые пускают курильщики.

    Шрёдингер впоследствии признался, что и сам не вполне понимает, как ему удалось это сделать. Но после того, как конденсат бозе эйнштейна курсовая работа ие угадано, надо ещё научиться им пользоваться: надо знать, что означают в се символы в уравнении и какие явления в атоме они отображают.

    Всё послед ующее поколение физиков тем и занимается до настоящего времени. Таковы некоторые общие свойства волновых процессов, описываемых групп ой волн получившее название соотношения неопределенности Гейзенберга.

    Пока лишь укажем, что соотношение неопределенностей в квантовой теори и является проявлением корпускулярно-волнового дуализма. Согласно соо тношению неопределенностей всегда имеют место неточности или ошибки в теоретическом предсказании координаты и импульса, причем всякая я выбрала тему реферата изация частицы связана с неизбежным размазыванием ее импульса.

    Очевидн о, что это обстоятельство делает невозможным предвычислить классическ ую траекторию движения микрочастиц, т. Первая интерпретация связи между корпускулой и волной была предложена Шредингером.

    Согласно его гипотезе, частица должна представлять собой образование из волн, причем плотность распределения такого сгустка вол н в пространстве равна.

    Таким образом, по Шредингеру, волновая функция связана непосредственно со структурой микрочастицы. Однако такая интерпретация волновой функц ии оказалась несостоятельной. Действительно, хотя теоретически всегд а возможно с помощью суперпозиции волн образовать волновой пакет с прот яженностью в пространстве порядка радиуса частицы например, электронаоднако, фазовая скорость каждой монохроматической волны, образующей волновой пакет, различна.

    Благодаря этому волновой пакет с те чением времени начнет расплываться. Корпускулярно-волновой дуализм, столь очевидный в эксперименте, создае т одну из самых трудных проблем физической интерпретации математическ ого формализма квантовой механики. Рассмотрим, например, волновую функц ию, которая описывает частицу, свободно движущуюся в пространстве.

    Тради ционное конденсат бозе эйнштейна курсовая работа о частице, помимо прочего, предполагает, что она д вижется по определенной траектории с определенным импульсом p. Созданная в — усилиями выдающихся физиков квантовая механика не претерпела с тех пор в своих основах каких-либо существенных изменений. Волны де Бройля. Помимо волновых, были также обнаружены и корпускулярные свойства.

    Соотношения, связывающие волновые характеристики частота w и длина волны l с корпускулярными энергия e и импульс рустановленные Эйнштейном для кванта света. Другими словами, де Бройль предположил, что дуализм волна — частица должен быть свойствен не только свету, но и электронам и вообще любым частицам. Соответствующая частота и волновое число по гипотезе де Бройля должны определяться соотношениями, подобными эйнштейновским, т.

    [TRANSLIT]

    Теория квантов Планка, постулаты Бора, а затем конденсат бозе эйнштейна курсовая работа гипотеза Бройля были важнейшими этапами в процессе развития теоретических основ физики микрочастиц. Фундаментальный шаг в этом направлении сельскохозяйственный рынок реферат сделан Шредингером Уравнение Шредингера.

    Уравнение Шредингера, по существу представляет собой постулат нерелятивистской квантовой механики. История открытия уравнения Шрёдингера в этом смысле весьма поучительна. Титаны физики убедились в том, что электрон не занимает определённого положения в атоме и не может двигаться там по какой-либо траектории. Взамен этого они пока что усвоили довольно туманную идею о том, что при движении в атоме электрон "расплывается".

    Эту расплывчатую идею Шрёдингеру удалось выразить весьма точно на однозначном языке формул. Уравнение Шрёдингера, как и всякий глубокий закон природы, нельзя вывести строго из более простых законов.

    Его можно только угадать. Шрёдингер впоследствии признался, что и сам не вполне понимает, как ему удалось это сделать. Но после того, как уравнение угадано, надо ещё научиться им пользоваться: надо знать, что означают все символы в уравнении и какие явления в атоме они отображают. Всё последующее поколение физиков тем конденсат бозе эйнштейна курсовая работа занимается до настоящего времени.

    Первая интерпретация связи между корпускулой и волной была предложена Шредингером. Таким образом, по Шредингеру, волновая функция связана непосредственно со структурой микрочастицы. Благодаря этому волновой пакет с течением времени начнет расплываться. Корпускулярно-волновой дуализм, столь очевидный в эксперименте, создает одну из самых трудных проблем физической интерпретации математического формализма квантовой механики. Рассмотрим, например, волновую функцию, которая описывает частицу, свободно движущуюся в пространстве.

    Традиционное представление о частице, помимо прочего, предполагает, что она движется по определенной траектории с определенным импульсом p. Волновую функцию, локализующую частицу в определенной области пространства протяженностью D xможно построить в виде суперпозиции пакета волн с соответствующим набором импульсов, и если искомый диапазон импульсов равен D pто довольно просто показать, что для величин D x и D p должно конденсат бозе эйнштейна курсовая работа соотношение. Этим соотношением, впервые полученным в Гейзенбергом, выражается известный принцип неопределенности: чем точнее задана одна из двух переменных x и pтем меньше точность, с которой теория позволяет определить другую.

    Соотношение Гейзенберга могло бы рассматриваться просто как недостаток теории, но, как показали Гейзенберг и Бор, оно соответствует глубокому и ранее не замечавшемуся закону природы: даже в принципе ни один эксперимент не позволит определить величины x и p реальной частицы точнее, чем это допускает соотношение Гейзенберга.

    Гейзенберг и Бор разошлись в интерпретации этого вывода. Гейзенберг рассматривал его как напоминание о том, что все наши знания по своему происхождению — экспериментальные и что эксперимент неизбежно вносит в исследуемую систему возмущение, а Бор рассматривал его как ограничение точности, с которой само представление о волне и частице применимо к миру атома.

    Одним из принципиальных различий между частицами является различие между бозонами и фермионами.

    Ученые создали «суперфотон» — конденсат Бозе — Эйнштейна из фотонов

    Все частицы делятся на эти два основных класса. Одинаковые бозоны могут налагаться друг на друга или перекрываться, а одинаковые фермионы —. Наложение происходит или не происходит в дискретных энергетических состояниях, на которые квантовая механика делит природу. Эти состояния представляют собой как бы отдельные ячейки, в которые можно помещать частицы.

    Так вот, в одну ячейку можно поместить сколько угодно одинаковых бозонов, но только один фермион. Наборы таких состояний, группируемые конденсат бозе эйнштейна курсовая работа соответствии с расстоянием от электрона до ядра, называются орбиталями. В первой орбитали имеются два состояния с разными моментами импульса и, следовательно, две разрешенные ячейки, а в более высоких орбиталях — восемь и более ячеек.

    Поскольку электрон относится к фермионам, в каждой ячейке может находиться только один электрон. Отсюда вытекают очень важные следствия — вся химия, поскольку химические свойства веществ определяются взаимодействиями между соответствующими атомами. Если бы электроны были бозонами, то все электроны атома могли бы занимать одну и ту же орбиталь, соответствующую минимальной энергии. При этом свойства всего вещества во Вселенной были бы совершенно другими, и в том виде, в котором мы ее знаем, Вселенная была бы невозможна.

    Все лептоны — электрон, мюон, тау-лептон и соответствующие им нейтрино — являются фермионами.

    То же можно сказать о кварках. Это весьма существенно: фермионы не могут совмещаться, так что то же самое относится к предметам материального мира. Moss; Daniel Kleppner; Thomas J. Levkov, A. Panin, and I. Термодинамические состояния вещества. Термодинамическая фаза Равновесие фаз Правило фаз Фазовая диаграмма Уравнение состояния. Кристаллы Монокристалл Поликристалл Кристаллит.

    Конденсат бозе эйнштейна курсовая работа 6671

    Идеальная жидкость Расплав Метастабильные состояния Перегретая жидкость Переохлаждённая жидкость Растянутая жидкость Сверхкритическая жидкость.

    Электромагнитная Кварк-глюонная плазма Глазма Странная материя.

    Бозе-Эйнштейновский конденсат

    Бозе-конденсат Фермионный конденсат Квантовая жидкость Сверхтекучесть Сверхпроводимость Сверхтекучее твёрдое тело. Волновая функция системы бозонов симметрична относительно перестановки Идеальный газ Идеальный газ рус. Сам Вайтц считает, что работа его и коллег может помочь в дальнейшем уменьшить размеры электронных устройств, в частности компьютерных микрочипов.

    Это, в свою очередь, может позволить создать компьютеры нового поколения, с большей производительностью, чем нынешние. Все фотоны нога в ногу. Николай Подорванюк

    Конденсат Бозе-Эйнштейна