Методические указания по изучению дисциплины

Квантовая механика это целостный курс, представляющей основы современной физики, законы которой принципиально отличаются от законов, изучаемых классической физикой, которую, изучали студенты до сих пор с некоторыми ссылками на более общую квантовую теорию. Поэтому при переходе к систематическому изучению современной физики необходимо актуализировать знания классической физики (механики Ньютона и электродинамики Максвелла), обратив особое внимание на понятия «частица» и «волна» и законы, которым они подчиняются.

Основой квантовой механики является гипотеза де Бройля о двойственной корпускулярно-волновой природе частиц. Поскольку впервые представления о возможности двойственной природы одного объекта возникло при решении проблемы света, то необходимо четко представлять решение проблемы света, понимать явления, подтверждающие корпускулярные и волновые свойства света. Необходимо обратить внимание на формулы энергии и импульса фотона, которые содержат в себе волновые и корпускулярные характеристики, что невозможно с точки зрения классической физики.

Проблема атома – одна из проблем, приведших к созданию квантовой механики. Знания по этой проблеме также необходимо актуализировать.

Эффективной актуализации знаний, необходимо дляизучения квантовой механикой, поможет учебное пособие Шпольского «Атомная физика» т.1, в первой половине которой четко, доступно и интересно представлены все вопросы предыстории квантовой механики.

При актуализации знаний по преыстории квантовой механики обратить внимание на методы осуществления дифракции рентгеновских лучей, так как этими же методами проводятся опыты по дифракции частиц для подтверждения наличия у нгих волновых свойств.

С точки зрения квантовой механики законы природы принципиально статистические. Поэтому используется математический аппарат теории вероятностей, и используются основные понятия этой теории.

В квантовой механике особое значение имеет мысленный эксперимент. Научиться «ставить» такой эксперимент – это значит получить возможность более глубоко понимания законов квантовой механики, их принципиального отличия от классической.

Квантовая механика – раздел теоретической физики, в содержание которой входит математическое решение поставленных проблем. Нередко - это громоздкий математический аппарат.

Студент должен усвоить:

- какая проблема решается и с помощью какого исходного положения, закона;

- последовательность проведенных математических операций;

- используемые свойства объекта;

- налагаемые условия, ограничения;

- полученный результат.

Полученный результат необходимо тщательно проанализироватть, обратив внимание на то, что нового он дает, исследовать характер зависимостей, возможные количественные характеристики.

Обратив внимание на понятия «непрерывный» и «дискретный» спектры физических величин.

Исходные понятия, положения квантовой механики расходятся с нашим повседневным опытом, но они подтверждаются фундаментальными опытами. Поэтому в них надо поверить, принять их. И помнить что когда в дальнейшем мы будем объяснять различные явления, не нашедшие объяснения в классической физике, за всем громоздким математическим аппаратом будут лежать эти исходные положения.

При изучении квантовой механики необходимо запоминать основные результаты, выводы по каждой теме, чтобы можно было ими пользоваться при изучении последующих тем.

Знания, полученные при изучении квантовой механики необходимы для понимания и усвоения последующих курсов квантовой статистической физики, электронной теории вещества, ядерной физики и физики элементарных частиц.