|
|
лучевой, трубки входят также КЭ на основе водородного генератора,
Единица длины (метр). В течение более 20 лет единица длины поддерживалась с помощью КЭ на основе длины пилим К излучения 8вКг. С 1983 12-й Генеральной конференцией по мерам и весам рекомендовано новое определение метра, основанное на соотношении Я,≈cv и канонизированном значении скорости света в вакууме с=299 792 458 м/с. Для реализации эталона используют, как правило, гелий-неоновый,лазер, частота генерации к-рого v измеряется с помощью КЭ секунды. Это позволяет связать эталоны единиц времени и длины (см. Оптические стандарты частоты). Единица силы тока (амнер) воспроизводится измерением магн. индукции методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на протонах или л╦гких ядрах {напр., 4Не), Магн. поле созда╦тся эталонной катушкой точно измеренной геом. конфигурации с рассчитываемым коэф. преобразования тока в индукцию поля. Воспроизведение ампера реализуется в соответствии с соотношением
(I)
где ы ≈ частота сигнала ЯМР, К ≈ постоянная эталонной катушки, у' ≈ гиромагнитное отношение ядра. Для протонов у' отличается от идеального значения у=2и.р/А (др ≈ магн, момент протона) поправками ^10~6 вследствие экранировки протона в сферич. объ╦ме НЙ0.
Единица эдс (вольт) воспроизводится КЭ, основанном на Джозефсона эффекте [1, 3]; при этом используется соотношение
V=--Nv-£
е
(2)
где N ≈ номер ступеньки на вольт-амперной характеристике джозефсоновского перехода (N ~ 103, целое число), у ≈ частота эл.-магн. излучения, подаваемого на переход. Значение (А/2е) устанавливается в результате согласования значений фундам. констант [2]. Согласованное (1986) значение [41: Л/2е=2.06783461(61)Х
xio-i-' вб.
Единица электр и ч. сопротивления (ом). В КЭ используется квантовый Холла эффект. Воспроизводимое квантованное значение сопротивления выражается соотношением
Я
ре*
(3)
где р ≈ целое число (номер плато в квантовом эффекте Холла), отношение Л/е2 связано с безразмерной постоянной тонкой структуры;
1 л 2
где }Х0 ≈ магн. проницаемость вакуума. Значение а может быть установлено независимо от размеров единиц, поддерживаемых эталонами, напр. из измерений аномального магн. момента электрона. Согласованное (1980) значение: ct-l=137,039895(61) [4].
Методы измерений с наивысшей точностью и минимальным порогом чувствительности. Наиб, широко применяется аффект Джозефсона, На основе сверхпро-водящих квантовых интерферометров (сквидов) разработаны методы измерений, порог чувствительносги к-рых снижен вплоть до ограничений фундам. характера. Сюда относятся, напр., пиковольтметры (порог чувствительности 10~14 В), ликоамперметры (10^15 А), веберметр (10~19 Вб, т, е. ~ 10~5 кванта потока). Из др. КЭ следует отметить эталоны, основанные на туннельном эффекте, позволяющем в сканирующем туннельном микроскопе достичь при исследовании профиля поверхности разрешающей способности порядка атомных размеров.
О
х
S
Лит.; 1) Современная система эталонов единиц электрических величин на основе фундаментальных физических констант и стабильных физических эффектов, М., 1977; 2) Квантовая метрология и фундаментальные константы. Сб. ст., пер. с англ., М., 1981; 3) Слабая сверхпроводимость. Квантовые интерферометры и их применения, [Сб. ст.], пер, с англ., М., 1880; 4) С о h е п Е. P., Taylor В. N., The I986 adjustment of the fundamental physical constants, «Revs Mod. Phys.», 1987, v. 59, p. 1121; 5) Красно полин И. Я., Лудалов В. М., С е-меичинский С. Г., Физический репер сопротивления на основе квантового эффекта Холла, «Приборы и техн. эксперимента», 1987, J4e 6, С. 5. Б. М. Пудалов.
КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА
Содержание
Место К. м. среди других наук о движении . . . 274
История создания К. м, ............. 274
Физические основы К. м. ......... , , . 276
Корпускулярно-волновой дуализм ....... 276
Принцип суперпозиции состояний ...... 276
Вероятностное описание в К. м. . . . . . . . . 278
Математический аппарат К. м, .......... 278
Векторы состояния и линейные эрмитовы операторы .................... 27S
Основные постулаты К. м. .......... 279
Представления вектора состояния . . , , , . . 280
Эволюция системы во времени .......... 280
Принцип соответствия и временнбе уравнение Шр╦дингера ................... 280
Среднее значение физической величины. Дисперсия 28.1
Соотношение неопредел╦нностей ........ 281
Производная физической величины по времени . . 282 Перестановочные соотношения и классические скобки Пуассона ................. 283
Симметрия гамильтониана и сохраняющиеся величины .................... 283
Обратимость уравнения Шр╦дингера во времени . 284
Плотность погона вероятности .......... 284
Стационарные состопння ............. 284
Соотношение неопредел╦нностей для энергии и времени ..................... 2Si>
Стационарное уравнение Шр╦дингера ...... 285
Движение в периодическом поле ......... 287
Движение в центральном поле .......... 288
Квазистационарные состояния .......... 289
Спин. Полный момент ............. 289
Системы многих частиц. Тождественные частицы . 290
Обменное взаимодействие. Химическая связь . . . 291
Приближ╦нные методы К. м. .......... 292
Парадоксы К. м. ................ 292
К. м. (волновая механика) ≈ теория, устанавливающая способ описания и законы движения физ. систем, для к-рых величины, характеризующие систему и имеющие размерность действия^ оказываются сравнимыми с постоянной Планка h. Этому условию удовлетворяет, как правило, движение микрочастиц (электронов в атоме, атомов в молекулах» нуклонов в ядрах и т. д.)- Однако в нек-рых случаях специфич. квантовыми свойствами обладают макроскопич. системы как целое (см. Макроскопические квантовые эффекты].
К. м. представляет собой систему понятий и адекватный ей матем. аппарат, необходимый и достаточный для описания всех наблюдаемых свойств соответствующих систем и их движения.
Законы К. м. составляют фундамент наук о строении вещества. Они позволили выяснить строение электронных оболочек атомов и расшифровать атомные и молекулярные снектры, установить природу хим. связи, объяснить периодич. систему элементов Менделеева, понять строение и свойства атомных ядер. Поскольку свойства макроскопич. тел определяются движением и взаимодействием частиц, из к-рых они состоят, законы К. м. объясняют многие макроскопич. явления» нанр. температурную зависимость и величину тепло╦мкости макроскопич. систем (газов, тв╦рдых тел). Законы К. м. лежат в основе теории строения тв╦рдых тел (металлов, диэлектриков, полупроводников} и е╦ многочисл. техн. приложений. Только на основе К. м. удалось последовательно объяснить магн. свойства веществ и создать теорию ферромагнетизма и антиферромагнетизма. К. м. естеств. образом решила ряд проблем классич. статистич. физики, iiaiip. обосновала теорему Нернста (см. Третье начало термодинамики}^ разрешила Гиббса парадокс. Важное значение имеют ___ макроскопич. квантовые эффекты, проявляющиеся, 2/3
Физическая энциклопедия, т. 2
