РОЗДІЛ 9. ЕЛЕМЕНТИ КВАНТОВОЇ МЕХАНIКИРОЗДІЛ 9. ЕЛЕМЕНТИ КВАНТОВОЇ МЕХАНIКИ “Координата та iмпульс подiбнi до фiгурок чоловiка та жiнки у старовинному барометрi. Якщо з’являється одна фiгурка, друга зникає.” Вернер Гейзенбер - Поглянь на дорогу! Кого ти там бачиш? Л’юiс Керолл “Алiса в Задзеркаллi” Квантова механiка, що зародилася на рубежi ХIХ i ХХ столiть, була з самого початку i зараз, через сто рокiв, залишається основною теорiєю атомних явищ. Сутнiсть процесiв, що вiдбуваються у мiкросвiтi, знаходиться за межами безпосереднього людського сприйняття. Тому спроби iнтуїтивно описати квантовомеханiчнi об’єкти за допомогою якихось класичних образiв, що базуються на нашому повсякденному досвiдi, приводять до досить брутальних уявлень, якi, частiше за все, не мають нiякого вiдношення до реальностi. Вiдомий приклад, що iлюструє це твердження, пов’язаний з iсторiєю вiдкриття спiну електрона. При спробi пояснити експериментальнi спостереження дублету в спектрi натрiя, що виглядав як двi близько розташованi жовтi спектральнi лiнiї, учнi Бора – Уленбек і Гаудсмiт – припустили, що цей дублет зв’язаний з власним обертальним рухом електронної хмари. Проте таке наочне уявлення про електрон як тiло, що обертається, тобто як своєрiдна дзига (спiн), виявилося помилковим. Бор, якому його учнi розповiли про своє вiдкриття, через декiлька днiв дуже засмутив їх, обчисливши лiнiйну швидкiсть обертання такої електронної хмари на її периферiї. Ця швидкiсть виявилася бiльшою за швидкiсть свiтла, що є, звичайно, “фiзичним нонсенсом”. Однак введення поняття спiну як деякої внутрiшньої характеристики електрона, подiбної до його заряду чи маси, стало дуже корисним для подальшого розвитку квантової механiки. Природно, що задача створення у студентiв-медикiв поглиблених уявлень про квантовомеханiчнi закономірності світу мікрочастинок не є реальною у своїй основі через брак часу, який відводиться на курс медичної i бiологiчної фiзики i, як наслiдок, на вивчення й цього важливого роздiлу. Залишається лише сподiватися, що з часом цiй найбiльш глибокiй науцi про оточуючий нас фiзичний свiт живої та неживої природи (як втiм i всiм iншим фундаментальним наукам) буде приділено більше уваги у вищій медичній школі. Це необхiдно хоча б для того, щоб квалiфiкований лiкар мав уявлення, наприклад, про ЯМР-томограф, за допомогою якого вже зараз встановлюється більшість прецизійних медичних дiагнозiв. В цьому розділі мiстяться короткi теоретичнi вiдомостi про елементарнi основи квантової механiки, поданi методичнi розробки лабораторних та семiнарських занять з розділу “Квантова механіка”, наведений перелiк контрольних питань та завдань для самостiйної роботи, а також список рекомендованої лiтератури, що присвячена основним iдеям i досягненням квантової механiки. Per aspera ad astra!
|
