^
Начало
Установить закладку
+ Настройки
14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24
Ширина текста:
50% | 60% | 70% | 80% | 90% | 100%
Шрифт:
Цвет текста:
Установить
Цвет фона:
Установить
Сбросить настройки
Предисловие
1. Кот Шрёдингера
Кот Шрёдингера
Не так, как при бросании монеты
Реальные явления могут вести себя подобно шрёдингеровским котам
2. Размер абсолютен
Размер в повседневной жизни
Метод наблюдения имеет значение
Большое или малое — это величина возмущений
Причинность для больших объектов
Возмущения, которыми нельзя пренебречь, — это важно
Возмущение есть всегда
Нельзя рассчитать будущее — только вероятности
3. Кое-что о волнах
Что такое волны?
Волны характеризуются скоростью и частотой
Океанские волны
Звуковые волны
Классические световые волны
Видимый свет
Сложение волн — интерференция
Интерференционные картины и оптический интерферометр
4. Фотоэлектрический эффект и объяснение Эйнштейна
Фотоэлектрический эффект
Волновая модель не работает
Эйнштейн даёт объяснение
Красный свет выбивает более медленные электроны, чем голубой
Очень красный свет не выбивает электронов
С какой скоростью вылетает электрон
5. Свет: волны или частицы?
Классическое описание интерференции не годится для фотонов
Новое описание фотонов в интерферометре
Фотон интерферирует сам с собой
Фотон может находиться в двух местах сразу
Наблюдение вызывает непренебрежимо малое возмущение, приводящее к изменению состояния
Возвращаемся к котам Шрёдингера
Возвращаемся к фотоэлектрическому эффекту
6. Размеры фотона и принцип неопределённости Гейзенберга
Частицы имеют длину волны
Как выглядит волновая функция свободной частицы
Частица с хорошо определённым импульсом размазана по всему пространству
Интерференция волн разной длины
Принцип суперпозиции
Собственные состояния
Суперпозиция волн амплитуды вероятности импульсных собственных состояний
Импульс свободной частицы в состоянии суперпозиции
Импульс частицы в состоянии суперпозиции определён не вполне чётко
Где находится частица, когда она пребывает в состоянии суперпозиции по импульсу?
Волновые пакеты
Разброс по импульсу и координате
Принцип неопределённости Гейзенберга
7. Фотоны, электроны и бейсбольные мячи
Волны или частицы?
Дифракция света
Дифракция света демонстрирует волновую природу фотонов
Электроны в кинескопе ведут себя как снаряды
При дифракции электроны ведут себя как волны
Электроны и фотоны — это частицы и волны, а бейсбольные мячи — это лишь частицы
8. Квантовый ракетбол и цвет фруктов
Частица в ящике — классический случай
Частица в ящике — квантовый случай
Значения энергии квантовой частицы в ящике
Волновая функция должна иметь нулевое значение у стенок
Узлы — это точки, где волновая функция проходит через ноль
Значения энергии квантуются
Дискретный набор энергетических уровней
Связь результатов для частицы в ящике с реальными системами
Молекулы поглощают свет определённых цветов
Цвет фруктов
9. Атом водорода: история
Спектр солнечного черноте́льного излучения
Тёмные линии в солнечном спектре
Спектральные линии водорода
Боровская теория атома водорода (не вполне совершенная)
10. Атом водорода: квантовая теория
Уравнение Шрёдингера
Что уравнение Шрёдингера говорит нам о водороде
Четыре квантовых числа
Энергетические уровни атома водорода
s-орбитали атома водорода
Пространственное распределение s-орбиталей
Функция радиального распределения
Формы p-орбиталей
Формы d-орбиталей
11. Многоэлектронные атомы и Периодическая таблица элементов
Водород — особый
Формы орбиталей важны для атомов крупнее водорода
Энергетические уровни многоэлектронного атома
Три правила заполнения энергетических уровней электронами
Периодическая таблица элементов
12. Молекула водорода и ковалентная связь
Два атома водорода, находящихся далеко друг от друга
Два атома водорода сближаются
Приближение Борна-Оппенгеймера
Длина химической связи — это расстояние, которое обеспечивает наименьшую энергию
Образование связывающих молекулярных орбиталей
Связывающие и разрыхляющие молекулярные орбитали
Расселение электронов по молекулярным орбиталям
Молекула водорода есть, а молекулы гелия нет
13. Что удерживает атомы вместе: двухатомные молекулы
Сигма-связи (σ) и пи-связи (π)
Сигма-орбитали молекул
Молекулярные пи-орбитали
Связи в двухатомных молекулах: молекула фтора
Молекулы неона не существует
Молекула кислорода: правило Хунда имеет значение
Молекула азота
Одиночные, двойные и тройные связи
Гетеронуклеарные двухатомные молекулы
Визуальные модели молекул
14. Более крупные молекулы: формы многоатомных молекул
Формы молекул: тетраэдрический метан
Форма определяется минимизацией отталкивания между связями
Неподелённые пары тоже имеют значение
Молекулы треугольной формы
Переходящие электроны
Гибридные атомные орбитали: линейные молекулы
Гибридные атомные орбитали: треугольные молекулы
Гибридные атомные орбитали: тетраэдрические молекулы
Углеводороды с одиночной связью
Большие углеводороды имеют множество структур
Двойные и тройные углерод-углеродные связи
Двойная углерод-углеродная связь — этилен
Тройная углерод-углеродная связь — ацетилен
15. Пиво и мыло
Спирты
Мыло
16. В жирах важны двойные связи
Из чего состоят жировые молекулы?
Насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты
Формы жировых молекул
Насыщенные, мононенасыщенные и полиненасыщенные жирные кислоты
Важность двойных связей в жирных кислотах
Химически модифицированные жирные кислоты
Частично гидрогенизированные и гидрогенизированные жиры
Гидрогенизация жиров
Читайте этикетки
Транс-жиры
Природа производит цис-жиры, а химическая обработка — транс-жиры
Транс-жиры могут быть опасны
Когда ноль — это ноль
Омега−3 жирные кислоты
Триглицериды
Холестерин
Вопреки общему мнению, холестерин полезен
Проблема с холестерином
17. Парниковые газы
Углекислый газ, образующийся при сжигании ископаемого топлива
Горение метана: природный газ
Что такое парниковый газ?
При сжигании ископаемого топлива выделяется углекислый газ
Выделяемая энергия и количество углекислого газа
Сжигание реального ископаемого топлива
Реальное количество углекислого газа, выделяемого при производстве электричества
Углекислый газ является парниковым в силу квантовых эффектов
Черноте́льный спектр Земли
Поглощение земного черноте́льного излучения
Почему углекислый газ так важен?
Почему углекислый газ поглощает именно в этой области?
Колебательные моды углекислого газа
Квантовые колебания обладают дискретными уровнями энергии
Энергия квантовых колебаний
Деформационная мода CO2 поглощает на пике земного черноте́льного спектра
Парниковый эффект CO2 является кванотовомеханическим
18. Ароматические молекулы
Бензол: классический ароматический углеводород
Где находятся двойные связи?
Делокализация пи-связей
Связывающие и разрыхляющие молекулярные орбитали
Углерод-углеродная связь порядка 1,5
Бензольные делокализованные молекулярные пи-орбитали
Поглощение света ароматическими соединениями
Нафталин с позиций задачи о частице в ящике
19. Металлы, изоляторы и полупроводники
Металлы
Диэлектрики
Полупроводники
Тепловая энергия влияет на электропроводность металлов
Фононы — вибрации твёрдого тела
Электронные и фононные волновые пакеты взаимно рассеиваются
Электрон-фононное рассеяние приводит к нагреванию металла
Сверхпроводимость
20. Квантовое мышление
Опыт учит нас понимать классический мир
Понимание того, что мы видим вокруг себя, требует некоторого знания квантовой механики
Энергетические уровни и цвета связаны с волновой природой частиц
Квантовые механизмы скрепляют атомы между собой и определяют форму молекул
Углекислый газ является парниковым в силу квантовых эффектов
Очень горячие объекты испускают видимое черноте́льное излучение
Электрический нагрев — квантовое явление
Абсолютно малое
Глоссарий
Абсолютный размер
Ангстрем
Анион
Атомная орбиталь
Атомный номер
Вектор
Возбуждённое состояние
Волна амплитуды вероятности
Волновая функция
Волновой пакет
Гибридные атомные орбитали
Двойная связь
Деструктивная интерференция
Джоуль
Длина волны де Бройля
Длина волны
Допущение Дирака
Замкнутая конфигурация электронной оболочки
Импульсное собственное состояние
Инертные газы (благородные газы)
Интерпретация Борна
Интерференция волн
Катион
Квантованные энергетические уровни
Квантовое число
Кинетическая энергия
Классическая механика
Классические волны
Ковалентная связь
Коллапс волновой функции
Конструктивная интерференция
Кулоновское взаимодействие
Молекулярная орбиталь
Нанометр
Неподелённая пара
Одиночная связь
Оптический переход
Орбиталь
Основное состояние
Поглощение света
Постоянная Планка
Потенциальная яма
Принцип запрета Паули
Принцип неопределённости Гейзенберга
Принцип суперпозиции
Пространственное распределение вероятности
Протон
Размер абсолютный
Размер относительный
Световой квант
Свободная частица
Собственное состояние
Спектроскопия
Тройная связь
Углеводороды
Узел
Уравнение Шрёдингера
Фаза
Формула Ридберга
Фотон
Фотоэлектрический эффект
Функция радиального распределения
Частица в ящике
Частота
Черноте́льное излучение (излучение абсолютно чёрного тела)
Электромагнитная волна
Электрон
Энергетические уровни
Комментарии
