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量子力学入門1

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#量子力学入門1

##原子の安定性の不成立: 古典力学・電磁気学

原子は原子核、電子で構成される。
原子核の周りを電子が周回軌道に沿って回転している。(古典力学)
電荷を持っている電子は、
加速度運動をしている時に電磁波=エネルギーを放出する。(電磁気学)
したがって、“理論上”原子内で回転している電子は、エネルギーを失い、
やがて原子核に衝突し、原子は崩壊する。
しかし、現実の原子はこれに反している。
よって、古典力学では原子の安定性を説明できない。
より小さなサイズの世界を理解する必要がある=量子力学。
「物質は波。」と考える。

##粒子と波動の二重性

###二重スリットの実験

電子ビーム1つずつをスリットに打ち込むと、
スリットの後ろに仕込んだスクリーン(紙と考えて良い)に縞模様が現れる。
「縞模様=波動」であり、波の性質である干渉が起こっている。
したがって、スリットを通過している状態の電子を波と考える。
ビームの状態及びスクリーンに着いた状態の時は粒子と考える。
電子は、波と粒子の2つの状態をとりうる。=粒子と波動の二重性
二重星を持つ粒子は、電子だけでなくすべての粒子=量子である。

###(※波束)

粒子の場所は一点でなく、位置に依存する存在確率で表される=波束。

##波動方程式

波が満たす方程式=シュレーディンガー方程式という。

##不確定性原理

位置と運動量がともに確定している状態は存在しない。
位置の不確定性$\Delta x$ 運動量の不確定さ$\Delta p$の積は、正の定数$\frac{\hbar}{2}$かそれより大きい。=「不確定性関係」
不確定性が0=確定=分かっている
位置が正確に分かっている(=不確定性が0)と、
運動量が完全にわからなくなる(=不確定性が∞)

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