De theorie van Schrödinger: beschrijving, kenmerken, experimenten en toepassing
Het artikel beschrijft wat de theorie van Schrödinger is. De bijdrage van deze grote wetenschapper aan de moderne wetenschap wordt getoond, en ook het gedachte-experiment over een door hem uitgevonden kat wordt beschreven. In het kort wordt de reikwijdte van dit soort kennis geschetst.
Erwin Schrödinger
De beruchte kat, die noch levend noch dood is,nu worden ze overal gebruikt. Over hem worden films gemaakt, ter zijne eer worden die gemeenschappen over natuurkunde en dieren genoemd, er is zelfs zo'n kledingmerk. Maar meestal bedoelen mensen een paradox met een ongelukkige kat. Maar over zijn schepper, vergeet Erwin Schrödinger dit in de regel. Hij werd geboren in Wenen, dat toen deel uitmaakte van Oostenrijk-Hongarije. Hij was de nakomeling van een zeer goed opgeleide en welgestelde familie. Zijn vader, Rudolph, produceerde linoleum en investeerde geld, ook in de wetenschap. Zijn moeder was de dochter van een drogist en Erwin ging vaak luisteren naar de lezingen van de academie van zijn grootvader.
Omdat een van de grootmoeders van de wetenschapper waseen Engelse, van jongs af aan was hij geïnteresseerd in vreemde talen en perfect Engels. Het is niet verrassend dat Schrödinger elk jaar de beste van de klas was, en op de universiteit stelde hij moeilijke vragen. De wetenschap van het begin van de twintigste eeuw heeft al inconsistenties aan het licht gebracht tussen de meer begrijpelijke klassieke fysica en het gedrag van deeltjes van micro- en nanowereld. Erwin Schrödinger gaf alle krachten op om de tegenstellingen op te lossen.
Bijdrage aan de wetenschap
Om te beginnen is het nodig om te zeggen dat deze fysicusbezig op vele gebieden van de wetenschap. Wanneer we echter 'Schrodinger-theorie' zeggen, bedoelen we niet de wiskundig gestructureerde beschrijving van de door hem gecreëerde kleur, maar een bijdrage aan de kwantummechanica. In die tijd gingen technologie, experiment en theorie hand in hand. De ontwikkelde foto, de eerste spectra werden geregistreerd, het fenomeen van radioactiviteit werd ontdekt. De wetenschappers die de resultaten ontvingen, hadden nauwe contacten met de theoretici: ze kwamen overeen, vulden elkaar aan, argumenteerden. Nieuwe scholen en takken van de wetenschap werden gecreëerd. De wereld speelde in heel verschillende kleuren en de mensheid kreeg nieuwe raadsels. Ondanks de complexiteit van het wiskundige apparaat, is het mogelijk om te beschrijven wat de theorie van Schrödinger is in duidelijke taal.
Kwantumwereld - het is gemakkelijk!
Het is nu bekend dat de schaal van de onderzochteobjecten hebben rechtstreeks invloed op de resultaten. Objecten zichtbaar voor het oog gehoorzamen de noties van de klassieke natuurkunde. De Schrödinger-theorie is van toepassing op lichamen met afmetingen van honderd en honderd nanometer en minder. En meestal hebben we het over individuele atomen en kleinere deeltjes. Elk element van het microsysteem bezit dus tegelijkertijd de eigenschappen van zowel deeltjes als golven (corpusculair-golf-dualisme). Van de materiële wereld tot elektronen, protonen, neutronen, enz., Er is een massa en bijbehorende traagheid, snelheid, versnelling. Van de theoretische golf - parameters zoals frequentie en resonantie. Om te begrijpen hoe dit tegelijkertijd mogelijk is en waarom ze onafscheidelijk van elkaar zijn, moesten wetenschappers in het algemeen het hele concept van de structuur van stoffen heroverwegen.
De Schrödinger-theorie impliceert datwiskundig zijn deze twee eigenschappen verbonden via een bepaald construct, de golffunctie. Het vinden van een wiskundige beschrijving van dit concept bracht Schroedinger tot een Nobelprijs. De fysische betekenis die hem door de auteur werd toegeschreven, viel echter niet samen met de begrippen Bohr, Sommerfeld, Heisenberg en Einstein, die de zogenaamde Kopenhagen-interpretatie hebben opgericht. Vandaar de "cat's paradox".
Wave-functie
Als het gaat om de microwereld van elementaire deeltjes,de betekenis verliezen van de concepten die inherent zijn aan macroschalen: massa, volume, snelheid, grootte. En de kansen komen vanzelf. Objecten van deze omvang zijn voor een persoon onmogelijk te repareren - alleen gemedieerde studiemethoden zijn voor mensen toegankelijk. Bijvoorbeeld stroken licht op een gevoelig scherm of op een film, het aantal klikken, de dikte van de film die wordt gespoten. De rest is het gebied van berekeningen.
De Schrödinger-theorie is gebaseerd op vergelijkingen diebracht deze wetenschapper naar voren. En hun integrale component is de golffunctie. Het beschrijft op unieke wijze het type en de quantumeigenschappen van het onderzochte deeltje. Aangenomen wordt dat de golffunctie de toestand toont van bijvoorbeeld een elektron. Echter, zijzelf heeft, in tegenstelling tot de ideeën van haar auteur, geen fysieke betekenis. Het is gewoon een handig wiskundig hulpmiddel. Omdat we in dit artikel de Schrödinger-theorie in eenvoudige woorden presenteren, zeggen we dat het kwadraat van de golffunctie de waarschijnlijkheid beschrijft om een systeem in een vooraf bepaalde toestand te vinden.
Kat als een voorbeeld van een macroobject
Met deze interpretatie, die wordt genoemdKopenhagen, de auteur zelf was het niet eens tot het einde van zijn leven. Hij werd afgeleid door het vervagen van het begrip waarschijnlijkheid, en hij drong aan op de zichtbaarheid van de functie zelf, niet op het vierkant ervan.
Als voorbeeld van de insolventie van dergelijke vertegenwoordigingen,hij voerde aan dat de microkosmos in dit geval macro-objecten zou beïnvloeden. De theorie van Schrödinger kat luidt: als in een verzegelde doos voor een levend organisme (bijvoorbeeld cat) en een capsule met gifgas, die opent wanneer een radioactief element vervalt plaatsen en gesloten blijft, indien de verdeling plaatsvindt, krijgen we de paradox voor het openen van de doos. Volgens kwantumconcepten zal het atoom van een radioactief element met een zekere waarschijnlijkheid voor een bepaalde tijdsperiode desintegreren. Dus, vóór de experimentele detectie, is het atoom zowel integraal als intact. En volgens de theorie van Schroedinger is de kat voor hetzelfde aandeel van de waarschijnlijkheid tegelijkertijd dood, maar verder levend. Dat, u zult het ermee eens zijn, is absurd, want als u de doos heeft geopend, zullen we slechts één staat van het dier vinden. En in een gesloten houder, naast de dodelijke capsule, de kat dood of levend, omdat deze indicatoren zijn discreet en kan tussenliggende varianten geen sprake.
Dit fenomeen is concreet, maar nog niet klaareinde, de bewezen verklaring: in de afwezigheid van tijdbeperkende voorwaarden voor het bepalen van de specifieke toestand van een hypothetische kat, is dit experiment ongetwijfeld paradoxaal. Kwantummechanische regels kunnen echter niet worden gebruikt voor macro-objecten. Juist om een grens te trekken tussen de microkosmos en het gewone is nog niet gebeurd. Toch is een dier zo groot als een kat, zonder twijfel, een macro-object.
De toepassing van kwantummechanica
Zoals voor elk, zelfs theoretisch, fenomeen,de vraag rijst hoe de Schrodinger-kat nuttig kan zijn. De oerknaltheorie is bijvoorbeeld precies gebaseerd op de processen die betrekking hebben op dit gedachte-experiment. Alles wat betrekking heeft op ultrahoge snelheden, de super-kleine structuur van materie, de studie van het universum als zodanig, wordt onder andere uitgelegd door de kwantummechanica.
