Микромир и квантово-механическая концепция его описания.

Изучая микрочастицы, ученые столкнулись с парадоксальной, с точки зрения науки, ситуацией: одни и те же объекты обнаруживали как волновые, так и корпускулярные. Первый шаг в этом направлении был сделан немецким физиком М.Планком. Он пришел к выводу, что в процессах излучения энергия может быть отдана или поглощена не непрерывно и не в любых количествах, а лишь в известных неделимых порциях – квантах. Сумма энергий этих мельчайших порций энергии – квантов определяется через число колебаний соответствующего вида излучения и универсальную естественную константу. Первых физиком, который восторженно принял открытие элементарного кванта действия и творчески развил его, был А.Эйнштейн. Он предположил, что речь идет о естественной закономерности всеобщего характера. Он применил гипотезу Планка к свету и пришел к выводу, что следует признать корпускулярную структуру света. Квантовая теория Эйнштейна утверждала, что свет есть постоянно распространяющееся в мировом пространстве волновое явление. И вместе с тем световая энергия, чтобы быть физически действенной, концентрируется лишь в определенных местах, поэтому свет имеет прерывную структуру. Свет может рассматриваться как поток неделимых световых квантов.

Открытое в 1923г. американским физиком А.Х.Комптоном явление (эффект Комптона), которое отмечается при воздействии очень жесткими рентгеновскими лучами на атомы со свободными электронами, вновь и уже окончательно подтвердило квантовую теорию света. Представления Эйнштейна о квантах света, послужившие в 1913г. отправным пунктом теории Н.Бора, через 10 лет основа оказали плодотворное воздействие на развитие атомной физики. В 1924г. произошло одно из величайших событий в истории физики: французский физик Луи де Броль выдвинул идею о волновых свойствах материи. Он писал о необходимости использовать волновые и корускулярные представления не только с учениями Эйнштейна в теории света, но также в теории материи.

Признание корпускулярно-волнового дуализма в современной физике стало всеобщим. Любой материальный объект характеризуется наличием как корпускулярных, так и волновых свойств.

Квантово-механическое описание микромира основывается на соотношении неопределенностей, установленном немецким физиком В.Гейзенбергом. Суть соотношения неопределенностей в следующем. Никогда нельзя одновременно точно знать оба параметра – координату и скорость. Никогда нельзя одновременно знать, где находится частица, как быстро и в каком направлении она движется.

С точки зрения классической механики, соотношение неопределенностей представляется абсурдом. Мы, люди, живем в макромире и в принципе не можем построить наглядную модель, которая была бы адекватна микромиру.