28.11.2001 r.,  godz.10:45 - 12:00

żródło: https://wallpaperplay.com/walls/full/8/1/b/13359.jpg

WYKŁAD 1:
TAJEMNICE SPINU

prof. dr hab. Jan Stankowski

Instytut Fizyki Molekularnej PAN

Film:

Streszczenie:

Mechanika kwantowa, mechanika falowa, a obecnie elektrodynamika kwantowa (QED) coraz dokładniej opisują mikroświat. Mimo wspaniałego postępu teorii w naszym myśleniu nie rezygnujemy z poznania modeli i narzędzi, którymi posługuje się fizyka współczesna. Chcę ułatwić wędrówkę po drodze, jaką przeszli fizycy, opisując spin elektronu, i wskazać na te właściwości spinu, które nie mieszczą się w potocznym „zdrowym rozsądku”.

W mechanice kwantowej, zapoczątkowanej przez Plancka i Einsteina (1905) oraz Bohra (1913), energia jest ziarnista – może być przekazywana atomowi kwantami hf, gdzie h jest stałą Plancka, a f częstotliwością pola elektromagnetycznego. Takimi porcjami można wzbudzać atom Bohra, który znajduje się tylko w stanach dyskretnych, zwanych poziomami energetycznymi. Mechanikę falową zainicjował de Broglie (1923), który postulował, że każdy obiekt o masie m może ukazać się w postaci fali o długości λ = h/p, tym krótszej, im większy jest jego pęd p.

Falowo-korpuskularną naturę elektronu zawiera mechanika falowa Schrödingera (1926), w której dyskretne stany stają się stanami prawdopodobnymi, opisanymi za pomocą operatora gęstości. Tak więc w mechanice falowej każdy stan jest superpozycją stanów występujących z określonym prawdopodobieństwem. Połówkowy spin elektronu spowodował burzliwy rozwój mechaniki falowej. Pojawiło się równanie Pauliego (1925) i relatywistyczne równanie Diraca (1928), a także powstała nowa dziedzina matematyki – algebra spinorów, opisująca przekształcenia obrotów odpowiadające cząstce o spinie S = 1/2. Ukoronowaniem dotychczasowych dokonań fizyki jest elektrodynamika kwantowa (QED), a jej modele najdokładniej opisują właściwości elektronu.

Aby przybliżyć nam pojęcia mechaniki kwantowej, Arkadiusz Piekara w książce Nowe oblicze optyki za pomocą klocków ilustrował stany o dyskretnych wartościach energii. Pokazał tam, że leżące na stole pudełko zapałek ma trzy stany energii, przy czym każdy ze stanów jest dwukrotnie zdegenerowany.

(http://nauka-pan.pl/index.php/nauka/article/view/630/629)

Sylwetka:

Jan STANKOWSKI ur. 1 stycznia 1934 zm. 4 września 2009 r. Tematyka badań: fizyka ciała stałego, radiospektroskopia.
Czł. koresp. 1979, czł. rzecz. 1998, czł. Prezydium PAN i przewodnicz±cy Oddziału PAN w Poznaniu 1990-1995, prof. zw., dr nauk matematyczno-fizycznych, czł. zagr. Słoweńska Akademia Nauk i Sztuki, czł.: Polskie Tow. Fizyczne, Poznańskie Tow. Przyjaciół Nauk, Polskie Tow. EPR, prezes czł.: Grupy AMPERE, Int. Soc. of EPR, Ferroelectrics Groupement AMPERE, wiceprez. 1994-2002, Organizator Konferencji Radio- and Microwave Spectroscopy - RAMIS od 1964 i obozów studenckich "Lato z helem" od 1975-2001 Komitet Fizyki PAN, przew. 1990-1998, Rada Naukowa Instytutu Fizyki Molekularnej PAN, przew. 1993-1995, 1996-1999 i 2003-2006.