Lý thuyết Schrödinger: mô tả, tính năng, thí nghiệm và ứng dụng

Bài báo mô tả lý thuyết của Schrödinger. Sự đóng góp của nhà khoa học vĩ đại này đối với khoa học hiện đại được thể hiện, và cũng là thí nghiệm về con mèo mà ông đã phát minh ra được mô tả. Tóm tắt phác thảo phạm vi của loại tri thức này.

Erwin Schrödinger

Con mèo khét tiếng, người không còn sống hay còn sống, đang được sử dụng ở khắp nơi. Về bộ phim ông được thực hiện, danh dự của ông được gọi là cộng đồng về vật lý và động vật, thậm chí còn có một thương hiệu quần áo. Nhưng hầu hết mọi người thường có ý nghịch lý với một con mèo không hạnh phúc. Nhưng về người tạo ra, Erwin Schrödinger, như một quy luật, quên mất. Ông sinh ra ở Vienna, sau đó là một phần của Áo-Hungary. Ông là con cháu của một gia đình có học thức cao và khá giả. Cha của ông, Rudolph, sản xuất linoleum và đầu tư tiền bạc, kể cả trong khoa học. Mẹ của ông là con gái của một nhà hóa học, và Erwin thường đi nghe các bài giảng học viện của ông nội ông.

Vì một trong những bà của nhà khoa học là một cô gái người Anh, từ thời thơ ấu ông đã quan tâm đến ngoại ngữ và hoàn toàn làm chủ được tiếng Anh. Không ngạc nhiên gì, Schrödinger là người giỏi nhất trong lớp mỗi năm, và tại trường đại học, ông đã đặt những câu hỏi khó. Trong khoa học vào đầu thế kỷ XX, sự không nhất quán giữa vật lý cổ điển dễ hiểu hơn và hành vi của các hạt vi mô và nanoworld đã được tiết lộ. Erwin Schrödinger đã từ bỏ tất cả các lực lượng để giải quyết mâu thuẫn .

Đóng góp cho khoa học

Trước hết, cần phải nói rằng nhà vật lý này đã tham gia vào nhiều lĩnh vực khoa học. Tuy nhiên, khi chúng ta nói "lý thuyết Schrodinger", chúng ta không phải là mô tả về cấu trúc toán học của màu sắc do ông tạo ra mà là một đóng góp cho cơ học lượng tử. Trong những ngày đó, công nghệ, thử nghiệm và lý thuyết đi liền với nhau. Hình ảnh được phát triển, quang phổ đầu tiên được ghi lại, hiện tượng phóng xạ đã được phát hiện. Các nhà khoa học đã nhận được kết quả tương tác chặt chẽ với các nhà lý thuyết: họ đã đồng ý, bổ sung lẫn nhau, lập luận. Các trường học và ngành khoa học mới được tạo ra. Thế giới có nhiều màu sắc khác nhau, và nhân loại đã nhận được những câu đố mới. Mặc dù sự phức tạp của bộ máy toán học, có thể mô tả lý thuyết Schrödinger là ngôn ngữ đơn giản.

Thế giới lượng tử - thật dễ dàng!

Bây giờ nó được biết rõ rằng quy mô của các đối tượng đang được điều tra trực tiếp ảnh hưởng đến kết quả. Các vật thể nhìn thấy được theo mắt các khái niệm của vật lý cổ điển. Lý thuyết Schrödinger được áp dụng cho các cơ thể có kích thước từ một trăm đến một trăm nanô mét trở xuống. Và thường xuyên nhất chúng ta đang nói về các nguyên tử riêng lẻ và các hạt nhỏ hơn. Do đó, mỗi thành phần của hệ thống microsystem sở hữu đồng thời các tính chất của cả hai hạt và sóng (dualism corpuscular-wave). Từ thế giới vật chất đến các electron, proton, neutron, vv, có một khối lượng và liên kết quán tính, tốc độ, gia tốc. Từ làn sóng lý thuyết - các thông số như tần số và cộng hưởng. Để hiểu được làm thế nào có thể cùng một lúc, và tại sao chúng không thể tách rời nhau, các nhà khoa học cần cân nhắc lại khái niệm chung về cấu trúc của các chất.

Lý thuyết Schrödinger ngụ ý rằng toán học hai thuộc tính này được kết nối thông qua một cấu trúc nhất định, được gọi là hàm sóng. Tìm một mô tả toán học về khái niệm này đưa Schroedinger trở thành một giải Nobel. Tuy nhiên, ý nghĩa vật chất của tác giả không trùng với các đại diện của Bohr, Sommerfeld, Heisenberg và Einstein, người đã sáng lập cái gọi là diễn giải Copenhagen. Do đó "nghịch lý mèo" đã nảy sinh.

Chức năng sóng

Khi nói đến microworld của các hạt cơ bản, các khái niệm vốn có trong macroscales giảm cân: khối lượng, khối lượng, tốc độ, kích thước. Và có những quyền không chắc chắn về quyền của họ. Các vật thể có kích thước này không thể cố định được cho người - chỉ những người có thể tiếp cận được các phương tiện học tập trung gian. Ví dụ: dải ánh sáng trên màn hình nhạy cảm hoặc trên phim, số lần nhấp chuột, độ dày của màng được phun. Phần còn lại là lĩnh vực tính toán.

Lý thuyết Schrödinger dựa trên các phương trình mà nhà khoa học này bắt nguồn. Và thành phần không thể thiếu của chúng là chức năng sóng. Nó mô tả duy nhất loại và tính chất lượng tử của hạt đang được điều tra. Người ta tin rằng hàm sóng cho thấy trạng thái, ví dụ, của một điện tử. Tuy nhiên, bản thân cô, trái với những ý tưởng của tác giả, không có ý nghĩa vật chất. Nó chỉ là một công cụ toán học tiện dụng. Vì trong bài báo này, chúng tôi trình bày lý thuyết Schrödinger bằng những từ đơn giản, chúng ta hãy nói rằng hình vuông của hàm sóng mô tả xác suất tìm ra một hệ thống trong một trạng thái xác định trước.

Cát như một ví dụ của một macroobject

Với cách giải thích này, được gọi là Copenhagen, tác giả không đồng ý cho đến khi kết thúc cuộc đời. Ông đã bị bối rối bởi sự mờ của khái niệm xác suất, và ông nhấn mạnh vào khả năng hiển thị của các chức năng chính nó, không phải là hình vuông của nó.

Như một ví dụ về sự không thống nhất của các biểu diễn như vậy, ông lập luận rằng trong trường hợp này mô hình thu nhỏ sẽ ảnh hưởng đến các đối tượng vĩ mô. Lý thuyết của mèo Schrodinger nói: nếu một sinh vật sống (ví dụ như một con mèo) được đặt trong một hộp kín và một viên nang có chất độc sẽ mở ra, nếu một nguyên tố phóng xạ nào đó tan rã và đóng lại, nếu sự phân rã không xảy ra, thì đó là một nghịch lý trước khi hộp được mở ra. Theo các khái niệm lượng tử, nguyên tử của một nguyên tố phóng xạ có xác suất nhất định trong một khoảng thời gian nhất định sẽ phân huỷ. Do đó, trước khi phát hiện thử nghiệm, nguyên tử là đồng thời cả nguyên vẹn và không. Và, theo lý thuyết của Schroedinger, cho cùng một tỷ lệ xác suất là con mèo chết đồng thời, nhưng nếu không sống. Điều đó, bạn sẽ đồng ý, là vô lý, vì đã mở hộp, chúng tôi sẽ tìm thấy chỉ có một trạng thái của động vật. Và trong một thùng chứa kín, bên cạnh một viên đạn gây chết người, con mèo chết hoặc còn sống, vì những con số này là rời rạc và không gợi ý các lựa chọn trung gian.

Hiện tượng này có một giải thích cụ thể, nhưng chưa được chứng minh đầy đủ: trong điều kiện không có điều kiện hạn chế thời gian để xác định trạng thái cụ thể của một con mèo giả định, thí nghiệm này chắc chắn là nghịch lý. Tuy nhiên, các quy tắc cơ lượng tử không thể được sử dụng cho các đối tượng vĩ mô. Chính xác vẽ một đường giữa mô hình thu nhỏ và thông thường đã không xảy ra. Tuy nhiên, một con vật có kích thước của một con mèo, không nghi ngờ gì, là một vật thể vĩ mô.

Ứng dụng cơ học lượng tử

Đối với bất kỳ, ngay cả lý thuyết, hiện tượng, câu hỏi phát sinh như những gì mà con mèo Schrodinger có thể hữu ích. Ví dụ, thuyết Big Bang dựa trên các quy trình liên quan đến thí nghiệm tư duy này. Tất cả mọi thứ liên quan đến tốc độ siêu cao, cấu trúc siêu nhỏ của vật chất, nghiên cứu của vũ trụ như vậy, được giải thích, trong số những thứ khác, bằng cơ học lượng tử.