Микробөлшектердің толқындық қасиеттері және анықталмаушылық қатынасы.

Электрон әрі корпускулалық, әрі толқындық қасиеттері бар ерекше бөлшек, оның кейде корпускулалық, кейде толқындық қасиеттері білінеді; бұл сыртқы жағдайға байланысты. Әйтеуір электрон классикалық бөлшек емес. Сондықтан электронды (сондай-ақ әрбір элментар бөлшекті) макробөлшектерге тән физикалық шамалармен тек жуықтап қана сипаттауға болады. Осы жағдайға байланысты толқындық механикада мынадай принцип бар: элеткронның орнын және импульсін біл мезгілде дәл өлшеуге болмайды, басқаша айтқанда электронның координаттарын және жылдамдықтарын бір мезгілде дәл өлшеу мүмкін емес. Мысалы, электронның х координатасын өлшегендегі қателік болып, оны осы х осі бағдарындағы жылдамдығын өлшегендегі қателік болса, онда пен көбейтіндісінің шамасы Планк тұрақтысынан кем болмайды, яғни , дәлірек айтқанда немесе

(6)

мұндағы – электронның массасы, – импульсті өлшеудегі қателік болады, сонда:

, (7)

осылайша

.

Осы (7) қатыстарды ең алғаш (1927 ж.) неміс физигі Гейзенберг ұсынған болатын-ды, сондықтан бұлар Гейзенбергтің анықталмаушылық қатыстары деп аталады. Бұл қатысқа қарағанда, егер координатаның мәні дәл болса (мысалы ), онда импульстің белгілі мәні болмайды (өйткені ), сондай-ақ импульстің мәні дәл болса (мысалы ), координатаның мәні болмайды (себебі ).

Анықталмаушылық қатыстары заттың негізгі толқындық қасиеттерінен келіп шығады. Бұл қатыстар макрожүйелерге тән ұғымдарды микрожүйелерге қолдануға болмайтындығын көрсетеді.

Студенттердің өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтары:

1. Де-Бройль толқыны ұзындығының бөлшек массасына тәуелділігі қандай?

2. Де-Бройль гипотезасының мәні неде?

3. Толқындық функцияның мағынасы қандай?

4. Координата мен импульс үшін анықталмаушылық қатыстарының физикалық мағынасы қандай?

5. Гейзенбергтің анықталмаушылық қатыстарын жазып көрсетіңіз.