Kvantové jevy

Narozdíl od klasického (makroskopického) světa, jsou mnohé fyzikální veličny v mikrosvěte kvantovány. To znamená, že mohou nabývat pouze určitých (diskrétních) hodnot.

Kvantovány veličiny jsou často násobkem Planckovy konstanty, jejíž hodnota je:

$h=6,63\cdot 10^{-34}\;{\rm {J.s}}$

Častěji se užívá redukovaná Planckova konstanta (Diracova konstanta):

$\hbar =1,05\cdot 10^{-34}\;{\rm {J.s}}$

Obě spolu souvisí převodním vztahem

$\hbar ={\frac {h}{2\pi }}$

Obě konstanty vystupují v důležitých vztazích, které kvantitativně spojuje dualní charakter hmoty. Plancova konstanta představuje nejmenší možnou dávku energie vyzařovanou tělesem.

Kvantování

Typickou veličinou která je v mikroskopickém světě kvantována je orbitální moment hybnosti. Zejména průmět momentu hybnosti do vybrané prostorové souřadnice (dle konvence sojuřadnice z) je násobkem redukovaný Planckovy konstanty.

$L_{z}=m\cdot \hbar$

kde $m$ je tzv. magnetické kvantové číslo. Analogický vztah platí pro spinový momenty hybnosti.

Další kvantovanou veličinou je například energie základního stavu atomu vodíku. Platí pro ni úměra:

$E\propto -{\frac {1}{n^{2}}}$

kde $n$ je tzv. hlavní kvantové číslo, které je přirozeným číslem {1,2,3,...}.

Dualismus

Elementární částice a z nich utvořené systémy mají zároveň korpuskulární i vlnové vlastnosti. Pohyb každé částice je tedy spjat s šířením hmotnostních vln s tzv. de Broglieho vlnovou délkou:

$\lambda ={\frac {h}{p}}$

kde $p$ je hybnost částice. Korpuskulárně-vlnový charakter částic má ten důsledek, že není možné přesně určit současně polohu částice a její hybnost, platí totiž Heisenbergova relace neurčitosti:

$\Delta x\cdot \Delta p\geq {\frac {\hbar }{2}}$

Místo přesného určování polohy částice zkoumáme pouze pravděpodobnost, s jakou se částice vyskyujte v určité oblasti prostoru (v případě elektronu v atomu mluvíme o orbitalu). Tato pravděpodobnost je dána tzv. vlnovou funkcí $\psi$. Vlnovou funkci možno získat řešením Schrödingerovy rovnice.

Korpuskulárně-vlnový dualismus se týká i světla. Energie fotonu (kvanta světla) je svázána s vlnovou délkou světelné vlny vztahem:

$E=hf={\frac {hc}{\lambda }}$

			Článek neobsahuje vše, co by měl.
			Můžete se přidat k jeho autorům a doplnit jej.
			O vhodných změnách se lze poradit v diskusi.

Odkazy

Související články

• Schrödingerova rovnice
• Heisenbergovy relace neurčitosti

Zdroj

• KUBATOVA, Senta. Biofot [online]. [cit. 2011-01-31]. <https://uloz.to/!CM6zAi6z/biofot-doc>.

• BENEŠ, Jiří, Daniel JIRÁK a František VÍTEK, et al. Základy lékařské fyziky. 4. vydání. 2015. 17, 19 s. ISBN 9788024626451.