Вільні частинки

Відео: Робота в хмарах

вільні частинки - термін, що вживається в фізиці для позначення частинок, які не взаємодіють з іншими тілами, а, отже мають тільки кінетичну енергію.
Сукупність вільних частинок утворює ідеальний газ.
Незважаючи на простоту визначення, у фізиці поняття вільної частинки грає дуже велику роль, оскільки рівняння руху повинні перш за все задовольнятися для вільних частинок.
У класичній фізиці вільна частка зберігає свою швидкість в інерціальній системі відліку. Це твердження є першим законом Ньютона. Кінетична енергія вільної частинки задається формулами
Квантові частинки описуються рівнянням Шредінгера



Рішення цього рівняння даються суперпозицией хвильових функцій, які мають вигляд



,

де

,



- Будь-яке комплексне число.
хвильовий вектор є для вільної квантовомеханічною частки квантовим числом.
Вільна квантова частинка може перебувати в стані зі строго визначеними хвильовим вектором. Тоді її імпульс теж строго визначений і дорівнює . В такому випадку енергія частинки теж певна і дорівнює E. Однак, квантова частинка може перебувати також у змішаному стані, в якому ні імпульс, ні енергія не визначені.
Релятивістські квантові частинки описуються різними рівняннями руху, в залежності від типу частинок. Для електронів і одночасно їх античастинок позитронів справедливо рівняння Дірака. У стані з певним значенням імпульсу p енергія частинок дорівнює

,

де знак + відповідає електрону, а знак - відповідає Позитрон. Для релятивістського електрона з`являється також додаткове квантове число - спін.
Інші частки описуються своїми специфічними рівняннями, наприклад безспінова частка описується рівнянням Клейна-Гордона, фотони - рівняннями Максвелла, т.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!