Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
6
1.Podstawychemii
Funkcjafalowawatomiewodoru
Elektronyniekrążą,tylkodrgają
Jakporuszająsięelektronywprzyciągającympolu
jądraatomowego?Wszelkiepróbyzmuszeniaich
doporuszaniasiępokonkretnychorbitachtakjak
wmodeluatomowymBohraokazałysięostatecznie
niezadowalające.Potrzebnabyłanowakoncepcja!
Pierwszaprzesłankapojawiłasię,kiedydokładnie
przyjrzanosięzachowaniuświatła.Światłomoż-
nawtradycyjnejfzyceopisaćzasadniczojakofalę
elektromagnetyczną,jednakwświecieatomów
niejesttowystarczające.Jakustaliłw1905roku
AlbertEinstein,światłoskładasięmianowicie
związkipojedynczychcząstekświatła(fotonów),
którychsumasprawiadopiero,żedziałająjakfala
elektromagnetyczna.
W1924rokufrancuskifzykLouisdeBroglieod-
wróciłperspektywęistwierdził,żekażdacząstkama
właściwościfalowe.Tookazałosiędecydującąideą!
Zamiastkrążącychelektronówtrzebasobiewyobra-
zićdrgającefaleelektronowewatomie.
wartość
bezwzględna
f
a
z
a
Wartośćfunkcjifalowejwdanymmiejscu
Dopierojednakwartośćfunkcjifalowejpodniesiona
dokwadratumożezostaćzinterpretowanafzycznie
idlakażdegomiejscaokreślawartośćprawdopodo-
bieństwa,żeznajdujesiętamelektron.Natomiast
fazazyskujenaznaczeniu,kiedyfunkcjefalowena-
kładająsięnasiebieiinterferują.
Leczcowłaściwiedrga?Natopytanieniejestłatwo
Powiązaniewłaściwościcząsteczekifalwmechanice
udzielićodpowiedzi,gdyżfalaelektronowaniema
kwantowejwymagawięczastąpieniaorbitcząste-
bezpośredniegoznaczeniafzycznego,dlategoopisuje
czekfalamiprawdopodobieństwaoraztego,abynie
sięabstrakcyjniejakokwantowo-mechanicznąfunkcję
byłomożliweprzewidzenie,gdziekonkretnieznaj-
falową.Chemicyużywająchętnieokreśleniaorbitale.
dujesiędanacząsteczka.Jesttowyjaśnienieniezro-
Zperspektywymatematycznejfunkcjafalowaprzypi-
zumiałeimałosatysfakcjonujące,aledotejporynikt
sujekażdemumiejscuzłożonąliczbę,którąmożnawy-
nieznalazłlepszego.RichardFeynmanzauważył
obrazićsobiejakostrzałkęnadwuwymiarowejpłasz-
kiedyśbardzocelnie:nNiktnierozumiemechaniki
czyźnie.Funkcjafalowamazatemwkażdymmiejscu
kwantowej”.
wartośćbezwzględną(długośćstrzałki)orazfazę(kąt
obrotowystrzałki),którągrafcznieczęstoprzedsta-
Mimotychtrudnościterminologicznych,mechanika
wiasięzapomocąodpowiedniegokolorunakolebarw
.
kwantowafunkcjonujezpunktuwidzeniamatematyki
R.P.FeynmanFeynman-VorlesungenüberPhysik,BandIII:QuantenmechanikOldenbourgWissenschaftsverlag2007