(1) - минимальный размер атома (радиус Бора)
(2) , здесь
- масса
и кинетическая энергия электрона
(3) - потенциальная энергия электрона
(4) .
Из этих соотношений получается представление радиуса Бора
.
Возможно
обобщение классической квантовой механии на случай релятивистской квантовой
механики при введении биспинора (четыре волновых функции), который
удовлетворяет уравнению Дирака. Система уравнений Дирака совместно с
уравнениями Максвелла описывают квантовую электродинамику. В этом описании
возникают эффекты: 1). Электрон обладает внутренним моментом количества
движения – спином (он равен в единицах квантовой
постоянной). 2). Электроны могут иметь состояния с отрицательной энергией
(бесконечный фон электронов составляет электронный вакуум). Такое
состояние соответствует наличию позитронов – это античастицы по отношению к
электронам. Позитроны имеют массу электрона и их заряд отличается от заряда
электрона только знаком. Электромагнитное поле и электроны с позитронами
выступают в квантовой электродинамике как две равноценные формы единой материи.
11.5.
Принцип Гюйгенса и дифракция Френеля. Геометрическая
оптика соответствует коротковолновому приближению для электромагнитных волновых
процессов (длина волны ). При конечных значениях длины
волны возникают отличия от геометрической оптики, – они носят общее название дифракции.
1). Дифракционные
явления при малых можно исследовать на основе
использования принципа Гюйгенса (речь будет идти о поправках к
геометрической оптике). Рассмотрим следующую задачу. На пути
распространения электромагнитного поля от источника
к точке
наблюдения
находится непрозрачный экран с отверстием
(Рис.11.5). Считается, что волна распространяется в вакууме. Принцип Гюйгенса
предлагает считать отверстие закрытым произвольной поверхностью
, которая является источником вторичных
волн, распространяющихся за экран (в частности в точку
).
При этом считается, что источник
сам непосредственно не
создает поле в точке
. Источник
создает только вторичные источники на
поверхности
. Этими вторичными источниками являются
элементы
поверхности
.
Монохроматическое поле, создаваемое на элементе
равно
, где
-
расстояние от источника до элемента
. Это поле
пропорционально
, где
- угол
между нормалью
к элементу
и направлением луча, падающего на площадку
. Это поле создается источником
на элементе
в том
случае, если бы никакого экрана не было. Элемент
создает
за экраном сферическую волну, амплитуда которой убывает по закону
, где
-
расстояние от элемента
до точки наблюдения
. При распространении сферической волны
нужно учесть эффект запаздывания ее. Для этого при нахождении поля в точке
в момент времени
,
нужно взять поле на элементе
в боле ранний момент
времени
Поле, создаваемое
в
точке
, представляется в виде
, где
.
Математическая формулировка принципа Гюйгенса заключается в следующем: результирующе поле находится в виде суперпозиции
.
Ниже
рассмотрим два простейших дифракционных явления: дифракция Френеля (расстояние
между и
конечно)
и дифракция Фраунгофера (
и
находятся на бесконечности).
2).
При рассмотрении дифракции Френеля будем интересоваться поправками к
геометро-оптическому приближению. Поэтому учтем вклад только участков
поверхности , примыкающим к ломаной прямой, соединяющей
и
.
Соответствующий участок края экрана будем считать прямолинейным. Амплитуда поля
изменяется медленно по сравнению с изменением фазы, поэтому
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.