Các anh ơi em muốn hỏi về Hóa lượng tử.
Em mới học môn này nên chưa biết gì nhiều, em chỉ thắc mắc môn này được áp dụng nghiên cứu những hạt như thế nào? Tại sao electron trong nguyên tử chuyển động vs vận tốc nhỏ hơn photon rất nhiều mà vẫn áp dụng đc thuyết lượng tử vào để tính? em chưa hiểu tính chất sóng của các hạt khác là sao? Tại sao sách viết là viên đạn hay các vật bất kì đều lưỡng tính sóng hạt? làm sao có thể nói được là nó có tính chất sóng? nếu dùng công thức E=hc/lamda thì em thấy hơi vô lý vì các chất các hạt đó có chuyển động được với vận tốc c đâu?
Làm ơn giải thích giùm em. Nếu có sách nào tiếng Việt đọc dễ hiểu về phần này mong anh chỉ giáo 
em học Dược nên môn này mới học hơi kém 
Cảm ơn anh nhiều!!!
Lại còn hàm sóng Psi và phương trình Schrodinger nữa, thầy có dạy mà Toán cao cấp chưa học đc nên em chả hiểu gì sất :(( Ai có thể hệ thống kiến thức sơ qua dùm em ko :(( Em cảm ơn!
Đơn giản cho em hiểu là các hạt cơ bản không chỉ thể hiện nó là “hạt” mà nó còn là ở “dạng sóng”. Do đó, để mô tả ,theo các thuyết vật lý- lượng tử, người ta dùng các hàm toán học để mô tả trạng thái của nó. Lúc nào thì nó thể hiện các tính chất của một sóng, lúc nào nó thể hiện tính chất của một hạt. Sau này khi học toán cao cấp, nhìn vào kết quả các hàm trạng thái, em sẽ hiều hơn về vấn đề này một cách chi tiết.
Hiện giờ là nên hiểu như vậy. Đúng tầm, đúng mức sẽ không bị tầu hỏa nhập ma, em nhé.
Nói thật là mình thấy không vui vẻ lắm khi nghe mấy cái này trên diễn đàn học thuật:
Lại còn hàm sóng Psi và phương trình Schrodinger nữa, thầy có dạy mà Toán cao cấp chưa học đc nên em chả hiểu gì sất
rồi cái này của nick votuantu20 nữa:
Các bạn hãy yên tâm vì ngay đến các thầy dạy các bạn cũng không hiểu nhiều về nó đâu
Các bạn không hiểu thì đừng nghĩ người khác không hiểu. Tớ chưa tới mức làm thầy nhưng cũng thấy mình có hiểu sơ sơ về Quantum chemistry và Quantum mechanic. Muốn hiểu quan. chem. thì phải chịu khó đọc quan. mech. Các cuốn kinh đển như của: Cohen-Tannooudji…, J.J Sakurai, hay R.Shankar. Nếu đọc, hiểu nội dung và làm được 90% bài tập của một trong các cuốn này thì có thể chuyển sang học quan.chem. Khi đó sẽ hiểu rất nhiều điều bên quan.chem. Quan. Chem… được xây dựng chặt chẽ trên nền tảng tóan học và vật lý. Các tiên đề của nó được đúc kết từ thực nghiệm và nghiệm chứng thực nghiệm chứ không hòan tòan mơ hồ. Nếu muốn học đến cái căn bản nhất của optic spectroscopy hay thermodynamic … thì phải tiếp cận quant. mech. Phương trình Schrodinger chỉ là một trường hợp nhỏ trong Quan.mech. Các thí nghiệm chứng minh tính sóng hạt của e, photon hay các hạt rất nhỏ… thì đầy, trong đó cool nhất là double-slit. Chịu khó học thì sẽ hiểu đc rất nhiều.
trùi, đúng là có nhiều người hiểu về hóa lượng tử, tuy ko nhiều nhưng có thể nói là ok, nhưng so với dân mới học về lượng tử, kiến thức còn thiếu nhiều, sách cũng chỉ nói, nhưng ko cặn kẽ, đọc hoài mà chẳng hiểu vì sao, còn mí cuốn tiếng anh thì một ừng chữ, chưa được học tiếng anh chuyên nghành, nên … hixhix, có bác nào có thể nói một cách đơn giản hơn, theo cách hiểu của các bác về hàm sóng schrodinger và các đại lượng trong PTrinh cho tụi này được ko, mình đg học về hàm sóng này mà chẳng hiểu chi cả, đọc một câu là thắc mắc một câu, đọc hiểu sơ sơ thì cũng ứng dụng bài tập cũng khó, hầu hết là ở dạng dựa vào bài có sẵn từ đó làm tương tự chứ không cso chuyện có tính logic, hiểu và làm bài theo tư duy
Bạn vào wikipedia đọc định nghĩa Schrodinger equation thì sẽ hiểu rõ hơn. Trong chương trình của bạn chủ yếu là Time independent equation nên chỉ đọc phần này là đủ rồi.
Làm bài tập càng nhiều và cố gắng liên hệ các định nghĩa, khái niệm, bài toán với các hiện tượng hóa học hay vật lý mà bạn đã biết thì bạn sẽ thấy Hóa Lượng Tử gần gũi hơn.
Dù sao thì Quantum Mech. and Quantum Chem. cũng là những môn khó, phải đầu tư thời gian rất nhiều mới hiểu …sơ sơ được.
mình thấy ở mức dộ cơ sở các bạn có thể tìm hiều cuốn Nguyên tủe và liên kết hóa học_ Đào đinhf thức sẽ hiểu khá rõ. ở mức độ chấp nhận những gì đã có.
Bạn thử vào trang này xem thử http://www2.hcmut.edu.vn/~ntloc/lecture-vn.html
Đây là chương trình hóa tính toán cho cao học bên bk, có lẽ sẽ giúp bạn một ít…
cảm ơn mọi người rất nhiều, sau một hồi … ngâm cứu thì nó cũng sáng ra nhìu điều, nhưng vẫn thấy còn nhìu điều chưa thỏa mãn lém, sau nì có gì không hiểu mong mọi người giúp đỡ, cảm ơn nhìu nhìu
Cho mình hỏi là bản chất của “sóng” là gì, nếu nói đó là một dạng chuyển động thì cái gì chuyển động tạo nên sóng, nếu đó là các hạt thì không nói gì nhưng có khi nào “sóng” thì chỉ đơn thuần là “sóng” không, hay nhất thiết sóng phải đi đôi với hạt. Và môi trường trong khoảng không giữa electron và hạt nhân là môi trường gì, có phải là chân không hay không nếu đúng thì cái gì tạo nên môi trường chân không đó. À sẵn tiện cho mình hỏi, ngành hóa lượng tử thì nghiên cứu về vấn đề gì vậy, nó khác gì với đối tượng nghiên cứu của ngành hóa lý.
Theo mình thì: nói cụ thể sóng là dạng lan truyền của một trạng thái dao đông mà ở đây là vật chất, một vật chất khi dao động đều phát ra một sóng mà đặc trung cho nó là bước sóng, vì xét trong hệ vi mô nên ta đanh xét đến sự chuyển động của các hạt như photon, các electron… Còn theo mình nghĩ môi trường ở giữa các electron và hạt nhân là chân không,vì môi trường chân không lầ môi trường không còn không khí, mà các loại hạt ta đang xét là các loại hạt được xem là bé nhất, vậy chỉ có thể là chúng chuyển động trong môi trường chân không, đúng không? Các hạt tồn tại và tạo nên một thế cân bằng trong hệ nguyên tử (nguyên tử tồn tại được). Còn hóa lượng tử thì nghiê cứu sự chuyển động của các hạt vi mô, tính chất của chúng … một cách cụ thể hơn nhằm giải thích cặn kẽ hơn về cấu tạo cũng như khả năng liên kết, mô hình liên kết của chúng hay nói cách khác là về bản chất hóa học của chúng từ đó đưa ra các ứng dụng thiết thực trong cuộc sống (cái ni thì để dành cho các nhà khoa học tầm cỡ). Mình chỉ nêu cách nghĩ của mình zậy, còn đúng hay không cũng ko bít nữa, có gì bà con cho í kiến chứ cái ni như mình đã nói, đọc thì hiểu zị chứ hỏi một cái là đuối ngắt.
Sóng và hạt là hai tính chất không thể tách rời, điều đó được De Broglie xác nhận vào năm 1924 với phương trình thống nhất sóng hạt. Còn sóng được hình thành từ đâu ? Cho một ví dụ đơn giản nhé. Khi ta ném hòn đá xuống mặt hồ thì sẽ thấy các gợn dập dềnh lan truyền ra xa, đó chính là các sóng được hình thành do tương tác giữa hòn đá với mặt nước (hay chính xác là năng lượng mà hòn đá mang theo với mặt nước) tạo nên các sóng. Khi electron chuyển động thì bản thân e có mang năng lượng, năng lượng mà e mang theo sẽ lan truyền trong môi trường dưới dạng mà người ta gọi quen thuộc là “sóng”. Môi trường giữa e và hạt nhân là môi trường chân không, tất nhiên rồi ^^ . Giờ mình hỏi ngược bạn lại một câu nhé: Liệu có gì có thể xen vào giữa khoảng cách rất rất nhỏ giữa electron với hạt ? Nếu bạn trả lời câu hỏi này được thì cũng là lúc bạn nhận ra vấn đề tại sao ở giữa môi trường đó là chân không ^^
Hóa lượng tử nghiên cứu về cấu trúc nguyên tử, bản chất thật sự của liên kết hóa học. Những kết quả của Hóa lượng tử ảnh hưởng rất lớn đến các ngành Hóa học khác, không ngành Hóa nào có thể phát triển đến mức độ như hiện nay nếu không chấp nhận các kết quả của Hóa lượng tử, hay nói cho chính xác chính Hóa lượng tử đã và đang ảnh hưởng mạnh đến sự phát triển của Hóa học hiện đại.
Hóa lượng tử là một phân ngành của hóa lý, là phân ngành có thể nói là đi sâu nhất về bản chất của các chất, các tương tác. Đối tượng nghiên cứu của Hóa lý không chỉ dừng lại ở thế giới các hạt như lượng tử mà còn mở rộng ra cả môi trường ngoài. Nhiệm vụ của Hóa lý chính là tìm ra quy luật khống chế các phản ứng Hóa học và thể hiện nó dưới các biểu thức toán học để từ đó điều khiển nó đi về con đường ta mong muốn
Chúc bạn vui nhé ^^
Ái chà cái này không ổn rồi:
Khi electron chuyển động thì bản thân e có mang năng lượng, năng lượng mà e mang theo sẽ lan truyền trong môi trường dưới dạng mà người ta gọi quen thuộc là “sóng”. Môi trường giữa e và hạt nhân là môi trường chân không, tất nhiên rồi
Nếu nói như vậy thì e truyền năng lượng qua chân không à, và mô hình nguyên tử Bohr sẽ sai mất. Muốn hiểu tính chất sóng của electron thì đọc thêm thí nghiệm Davisson-Germer, đây là thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết DeBroglie. Từ công thức DeBroglie thì ta thấy cái vật gì có động lượng là có tính chất sóng. Có giai thoại về giả thuyết DeBroglie rất vui. Trong luận án của mình DeBroglie đưa phương trình lamda=h/p cho thầy mình coi, ông thầy nói stupid quá, làm sao có phương trình này được vì công việc của DeBroglie đơn giản chỉ là giả định electron có tính chất sóng và có momen như photon, từ đó đưa đại ra phương trình trên. Ông thầy nghĩ đi nghĩ lại thì thấy có lý, bèn gửi một bản copy của luận án cho Einstein xem. Einstein phê trên cuốn luận án đại ý là (đọc chổ nào rồi bây giờ không nhớ ra để quote): công trình này đã mở ra một tia sáng nhỏ nhoi trong cái mớ hỗn độn tối tăm của Quantum mechanic. 5 năm sau DeBroglie nhận giải Nobel cho công trình chứng minh tính sóng của electron vì 2 năm trước đó Davisson và Germer đã chứng minh bằng thực nghiệm tính chất sóng của electron. Không nên nghĩ tính chất sóng của vật chất như sóng âm hay sóng trên mặt nước. Phải hiểu khái niệm này theo kiểu khác mới được (đọc cuốn “Lược sử thời gian của Steven Hawking” để hiểu thêm). Tớ chưa đọc định nghĩa nào về tính chất sóng cả, nên nói đại (và đơn giản) là: tính chất sóng là tính không thể biết trước chính xác tọa độ.
theo cơ học lương tử thì e có thể ở bất kì vị trí nào trong không gian nguyên tử.tính chất sóng và hạt không thể tách rời.tính chất sóng biểu hiện càng rỏ thì tính chất hạt càng biểu hiện kém vì thế mà chỉ các hạt có kích thước vi mô người ta mới đề cập đến tính chất sóng còn các hạt vĩ mô tính chất sóng này có biểu hiện nhung không thể tính toán được bằng các máy móc hiện có nên ít được nghiên cuu
e có thể ở bất kì vị trí nào trong không gian nguyên tử
ở bất cứ vị trí nào trong không gian
mà chỉ các hạt có kích thước vi mô người ta mới đề cập đến tính chất sóng còn các hạt vĩ mô tính chất sóng này có biểu hiện nhung không thể tính toán được bằng các máy móc hiện có nên ít được nghiên cuu
Vật to nhỏ gì điều ước tính được độ bất định về tọa độ - năng lượng cả. Với vật thể lớn, độ bất định về tọa độ của chúng quá nhỏ, máy móc hiện nay không đo được. Ngoài ra còn có sự bất định về tọa độ -moment, góc - mômen góc , thời gian - năng lượng… Nói chung là cái gì cũng bất định cả. hê. hê.
giỏi^^ tất cả đều là hệ quả của nguyên lý bất định heisenberg cả chỉ có điều hệ vĩ mô phù hợp với quy luật của cơ học cổ điển (xác đinh đồng thời cả tọa độ và xung lượng…),chỉ hệ vi mô mới xét trong cơ học lượng tử mà thôi khi đó tính chất sóng biểu biểu hiện rỏ và thông qua đó biết được xác suát tìm thấy hạt tại một vị trí trong không gian
Thấy dân Vật lý hiểu cái này rất rõ, chẳng hiểu sao dân Hóa mình cứ mù mờ nhỉ.
Ánh sáng-Sóng và Hạt: Trước tiên là bàn chút về sóng. Sóng cơ học như sóng âm hay sóng nước… và cái “sóng” trong định nghĩa sóng-hạt của CHLT là khác nhau đấy. Sóng cơ là thứ lan truyền trong môi trường truyền sóng (nước, không khí). Nghĩa là không có môi trường truyền sóng thì không có sóng cơ. Còn sóng điện từ (ánh sáng thuộc loại này) thì chẳng cần môi trường vẫn lan truyền được. Lúc đầu người ta giả thuyết chân không là môi trường đặc biệt gọi là ete, nhưng sau rồi cái giả thuyết đó sai. Túm lại là sóng điện từ không cần môi trường vẫn lan truyền được. Tại sao cả hai cái đều gọi là sóng?. Vì cả hai cái đều được mô tả bằng hàm sóng có dạng tuần hoàn A.Sin hoặc A.Cos(ω.t+φ). A là biên độ sóng, φ là pha ban đầu tại điểm phát sóng, ω là tần số góc, t là thời gian. Trong trường số phức ta dùng hàm sóng dạng A.exp[i(ω.t+φ)]
Tính chất sóng và hạt (hay lưỡng tính sóng hạt) đầu tiên là sự cãi nhau xem ánh sáng (nói chung là sóng điện từ) là sóng hay là hạt. Nếu là sóng, tại sao nó truyền đi mà không cần môi trường truyền sóng, tại sao trong hiệu ứng quang điện không làm bật được electron với ánh sáng có bước sóng dài cho dù cường độ có lớn đến đâu (người ta còn nhắc tới nghịch lý vật đen tuyệt đối, nhưng mình không khoái cái đó lắm). Còn nếu là hạt, tại sao ánh sáng lại giao thoa, nhiễu xạ…
Broglie đã thay đổi quan điểm, nếu không nhìn nhận ánh sáng với “con mắt” hiện tượng. Tức là do có hiện tượng giao thoa -> as là sóng. Do có hiện tượng hiệu ứng quang điện -> as là hạt. Mà nhìn nhận as dưới con mắt bản chất, as mang cả tính chất sóng và hạt, nói tóm lại không có sóng hay hạt mà chỉ có một tính chất chung là sóng-hạt. Tính chất này thể hiện tất cả những hiện tượng trên. Ai phản đối nào?.
Broglie không Stupid tí nào với as. Chấp nhận E=h.c/λ (Planck) {chú ý tí: vận tốc truyền as là c nên tần số góc ω=2π.c/λ hay công thức Planck là E=(h/2π).ω, cái “h/2π” là “h ngang” hay là ħ} túm lại E=ħ.ω hoặc là ω=E/ħ. (*)
Lại có E=mc^2 (theo thuyết tương đối hẹp Enistein). Nhớ rằng as có khối lượng nghỉ bằng 0, tức là khối lượng mà as có được khi chuyển động toàn bộ là do động năng mang lại. Vậy hai cái E của Plank và Enistein bằng nhau. -> mc^2=h.c/λ -> p=mc=h/λ. gọi giá trị 2π/λ=k là vector sóng ta có p=ħ.k . Từ đây thấy là nếu nguồn sáng phát đi ở vị trí x thì tích p.x=ħ.k.x=ħ.φ (chú ý tí là k.x=2π.x/λ chính là pha ban đầu φ của quá trình phát sóng tại nguồn phát đặt tại x) hay φ=p.x/ħ. (**)
Bây giờ mô tả sóng của photon (gọi là hàm sóng ψ-Psi) dưới dạng hàm sóng A.exp[i(φ+ω.t)] bằng cách lắp hai cái (*) và (**) tớ đã đề cập thì ta có: ψ=A.exp{i/ħ[(p.x-E.t)}, (ở đây là -E.t mà không phải là +E.t là do đặt hệ quy chiếu thôi)
Cái quan trong nhất của Broglie là cái trên đó ψ=A.exp{i/ħ[(p.x-E.t)]}. thì khi học lại không nhắc đến hoặc nhắc đến hời hợt không phân tích. Sau đây là một số ý nghĩa mình thấy về nó:
- Là hàm mô tả cụ thể trạng thái sóng của hạt photon, cụ thể hóa ý tưởng tính sóng-hạt của as (sóng điện từ).
- Thể hiện trong hàm sóng nó cả tính chất hạt khi có chứa giá trị xung lượng p. Một lần nữa cho thấy sóng và hạt là không tách rời.
- Hàm sóng được gọi là hàm trạng thái vì trong mình nó chứa đựng sự liên hệ của xung lượng p, năng lượng E theo tọa độ x và thời gian t. Tất cả các hệ kể cả lượng tử hay cổ điển nếu xác định được xung lượng và năng lượng theo thời gian và không gian thì hoàn toàn là xác định.
Bây giờ mới nói đến cái Stupid đáng ngưỡng mộ của Broglie. Broglie thiết lập cái hàm sóng đó cho photon. Thứ mà chuyển động với vận tốc c, chịu sự áp đặt chặt chẽ của thuyết tương đối hẹp. Broglie mặc kệ, coi rằng tất cả các hạt đều thế cả. Một hạt nào đó có khối lượng m chuyển động với vận tốc v cũng đều liên hệ với một sóng đơn sắc y như ánh sáng. Trong đó năng lượng của hạt E=ħ.ω Xung lượng của hạt P=mv=ħ.k Hàm sóng liên đới ψ=A.exp{i/ħ[(p.x-E.t)]}
Sao lại Stupid?: bởi vì hạt có khối lượng m và vận tốc v nhỏ hơn c. Nghĩa là cái cách mà chúng ta đã dùng để thiết lập hàm sóng cho photon không thể áp dụng trong trường hợp này. Năng lượng của hạt có được nhờ trường thế và chuyển động chỉ tạo nên một sự gia tăng nhỏ về khối lượng so với khối lượng ban đầu. Vì thế E=ħ.ω nhỏ hơn nhiều E=m.c^2 Từ điều này có thể thấy P=mv=ħ.k trở thành công thức rất “trời ơi” khi không được suy diễn logic. Đối với photon E=m.c^2=p.c, còn với trường hợp trên E và P có mối liên hệ E=(P^2/2m)+V. Trong đó V là thế năng của trường thế. Từ E tính được ω, từ P tính được vector sóng k !!!.
Vì vậy tính sóng-hạt với các hạt vi mô được gọi là giả thuyết Broglie!?. (Sorry tiền bối Broglie rất nhiều vì đã dùng từ Stupid (hì, nhưng mà mượn của thuydung ))
Buồn ngủ quá, để hôm sau xin viết tiếp về bất định Hesenber và Phương trình sóng Schrodinger. Nhưng mà lại cần đề cập qua thuyết tương đối hẹp của Enistein… nên định viết tiếp nhưng thui…
Hạt và Bó sóng: Tiếp tục về chuyển động, một câu hỏi ngớ ngẩn ngay lập tức được đặt ra khi ta chấp nhận lý thuyết sóng vật chất Broglie!. Đó là tại sao vận tốc truyền sóng là c, trong khi vận tốc hạt chỉ là v!!?. Đây cũng là câu hỏi được bạn mở topic này hỏi, câu hỏi ngớ ngẩn nhưng hóc búa này làm ta phải hiểu vấn đề sóng vật chất Broglie đối với hạt chuyển động thật sâu sắc chứ không còn đơn giải là hàm sóng liên đới đã đề cập ở trên.
Điều đầu tiên cần phải xác nhận là hạt vật chất trong chuyển động không phải là một nguồn phát sóng đơn. (hiểu thô thiển là, nếu coi vị trí của hạt là vị trí nguồn phát sóng, thì hạt luôn thay đổi vị trí nên nguồn phát cũng luôn thay đổi). Kết quả là ở vị trí x của hạt tại thời điểm t, hạt là một tập hợp sóng (do sóng trước “chồng” sóng sau). Tập hợp sóng này gọi là bó sóng, các sóng trong tập hợp bó sóng có vector sóng k (hay pha ban đầu φ) có một độ tản mạn nhất định quanh giá trị chuẩn k0±∆k. Biên độ A và tần số góc ω phụ thuộc k.
Hàm sóng của bó sóng là hàm tổng hợp của tất cả các sóng thành phần, được viết dưới dạng:
Tần số góc ω(k) được xác định thông qua khai triển Taylor:
Coi
thì ta có:
,
Hàm sóng trở thành:
chú ý là theo công thức Euler:
nên
Biên độ bó sóng B là một hàm biến đổi chậm theo thời gian:
-
Cực đại chính đạt được khi
,
tức là tại điểm
. -
Xung quanh cực đại chính, bó sóng bị triệt tiêu tại hai điểm
và
,
các cực đại phụ nhỏ hơn rất nhiều so với cực đại chính nên có thể coi bó sóng chỉ nằm trong vùng giới hạn bởi xP và xQ.
:: Suy diễn thứ nhất: Từ 
ta có thể nhận thấy điểm trung bình, tương ứng với vị trí cực đại chính biên độ bó sóng, chuyển dịch theo thời gian với vận tốc: 
.
Với 
và 
thì 
coi thế năng V là hằng số không phụ thuộc chuyển động thì:
Lại chú ý rằng p=m.v hay v=p/m, tức là vận tốc chuyển dịch của cực đại chính biên độ bó sóng chính là vận tốc chuyển động của hạt!.
:: Suy diễn thứ 2: Từ 
và 
, ta có thể coi bó sóng bị giới hạn trong một khoảng không gian:
.
Như vậy khoảng không gian giới hạn Bó sóng có độ lớn phụ thuộc vào độ tản mạn của vector sóng ∆k, nếu để ý rằng 
(vì p=ħ.k) thì
Tích ∆x.∆p=h xuất hiện chính là hệ thức bất định Hesenber!!?
Vì diễn đàn không tích hợp Latex nên khá là khó diễn đạt, và mấy công thức toán học trông cũng hơi choáng. Vì vậy mình xin tóm tắt lại nội dung vừa rồi như sau:
-
Hạt vật chất trong chuyển động không phải là một nguồn phát sóng đơn, vì vậy bức tranh thực tế của sóng vật chất là bức tranh bó sóng.
-
Hàm sóng của bó sóng với khai triển Taylor gần đúng bậc nhất có dạng:
-
Dựa vào hàm biên độ bó sóng, ta nhận thấy vận tốc chuyển động của cực đại chính biên độ (hay gọi là điểm trung bình của bó sóng) chuyển động với vận tốc v của hạt. Như vậy có thể thấy rằng: dù các sóng thành phần truyền với vận tốc c, thì trong bó sóng chúng tự triệt tiêu và cộng hưởng nhau để bó sóng di chuyển với vận tốc hạt.
-
Chúng ta cũng thấy rằng Bó sóng trải ra trong không gian chủ yếu trong một khoảng từ xP đến xQ cho thấy sự bất định về vị trí của hạt. Hệ thức bất định ∆x.∆p=h cũng xuất hiện một cách toán học do sự liên đới của kích thước bó sóng ∆x với độ tản mạn của vector sóng ∆k!.
Phù, rất muốn diễn đạt tường minh những ý hiểu của mình về CHLT, nhưng mà không gõ được công thức nên hơi nản. Lần sau có khi mình gửi file Word cho các bạn đọc cho nó lành!.
Hic bi phải học thêm bao nhiêu năm nữa mới hiểu hết công thức này đây hu :24h_053:
-Bi nghe nói sóng là sự lan truyền của năng lượng trong không gian. Sự lan truyền đó được biểu hiện qua vật chất chuyển tiếp năng lượng đó. Chọi cái phao xuống biển mình chỉ thấy nó dập dền chứ không chạy theo con sóng: sóng và chuyển động vật chất đính kèm là hai khung trời xa lạ. Cái mà chúng ta đang đề cập là đặc tính chuyển động chứ không phải hạt tử đính với chuyển động đó.
-Hai gã say đi xe máy ngược chiều, đụng nhau, tan xác là cái chắc (chuyển động hạt). Nhưng nếu chuyển động của họ là chuyển động sóng, cơ may sống sót khá cao. Tại sao: đặc tính chuyển động sóng có thể xuyên qua nhau, cộng hưởng hoặc triệt tiêu, và bất định còn hạt thì chỉ có đối đầu và triệt tiêu. Đây là cơ sở phân định ranh giới sóng và hạt. Thí dụ dùng đặc tính cộng hưởng ta có các thí nghiệm của Young, nhiễu xạ..., đặc tính triệt tiêu có hiệu ứng Compton, quang điện...
-Chuyển động sóng thường phải có một nguồn phát sóng. Nguồn đó tới từ hai phía: nguồn cung cấp năng lượng thực sự; nguồn cung cấp năng lượng thứ cấp. Nguồn thứ cấp thực chất là một điểm bất kì trong không gian lan truyền sóng (nguyên lí Huyghen, bố già thuyết sóng, đối thủ truyền kíp của niuton).
-Chuyển động của electron mang tính sóng vì thể hiện được các đặc tính căn bản của sóng, thuyết phục nhất là thí nghiệm nhiễu xạ điện tử của Davisson và Germer. Nhưng nguồn phát sóng electron thì không ai biết nên nó là sóng ma, Broglie tìm ra sóng ma hic. Trong mấy mươi năm trở lại đây, hình thức của sóng electron được xác nhận là sóng xác suất, xác suất tìm thấy electron, khác biệt hẳn với hình thái dao động các hạt quen thuộc trong thế giới vĩ mô.
-Tới đây ta bàn thêm về một đặc tính nữa của sóng: tính bất định. Ta có thể xác định khá chính xác tốc độ lan truyền sóng, nhưng khó xác định tọa độ hạt trong lan truyền (bởi kèm với quá trình lan truyền hạt thường dao động quanh một biên độ nào đó). Hệ quả là không xác định được đồng thời cặp biến số này. Biểu thức cụ thể do Heisenberg trình bày. Tuy nhiên, trong thế giới vi mô ta có thể nói khá chính xác tốc độ lan truyền sóng hay tốc độ electron, điều đó có nghĩa là nguyên lí bất định Heisenberg chăm bẳm vào cái mà ta gọi là tọa độ, tọa độ của chuyển động vi mô là bất định hoàn toàn.
-Đây là chỗ bi bị lấn cấn: sự bất định là một thuộc tính bản chất của sóng. Tuy nhiên, sách trong nước viết cứ như là do quan sát mà ra. Sách Thầy Hoàng Nhâm và một số sách nữa bi không nhớ tên, chứng minh biểu thức này bằng hiệu ứng Compton, tức là do rọi photon vào electron mà gây ra tính bất định. Anh em cho bi ý kiến chỗ này với.
-Cuối cùng, do tính bất định về tọa độ mà mọi mô hình mô tả hệ nguyên tử mà có gắn với tọa độ chính xác (nói cách khác là quĩ đạo) đều tự nó phá sản. Chỉ có thể xác định phần lớn xác suất electron trong một vùng không gian nào đó, gọi là orbital.
-Orbital là câu chuyện của nguyên tử hydrogen, nguyên tử nhiều hơn 1electron không có orbital thực sự, sự phân định mà ta thấy trong hiện tại là một phép gần đúng, đó là cách tiếp cận orbital (orbital approach) đối với thế giới vi mô, chưa phải hiện thực. Tiếp cận orbital cũng áp dụng cho phân tử (MO): tạo ra các ranh giới ảo trong chuyển động electron.
-Mỗi orbital được coi là một trạng thái riêng của hệ khảo sát, vì vậy để mô tả hoàn toàn trạng thái hệ thống: sự tổ hợp các orbital là cần thiết. Khi chú ý tới tính chuẩn hóa, phản xứng của hệ hạt có spin bán nguyên này ta có định thức Slater mà thực chất là hàm sóng mô tả trạng thái đúng hơn của hệ.
hix bi nói nhiều quá
:: Muốn bàn luận một chút về “sóng” của Bi, định nghĩa sóng của Bi vẫn còn mang đậm định nghĩa sóng theo quan điểm “học sinh phổ thông”. Ở bài viết đầu tiên Agate đã đề cập là sóng cơ và sóng điện từ cơ bản là khác nhau. Sóng cơ lan truyền cần có môi trường trong khi sóng điện từ thì không. theo Bi:
sóng là sự lan truyền của năng lượng trong không gian. Sự lan truyền đó được biểu hiện qua vật chất chuyển tiếp năng lượng đó. Chọi cái phao xuống biển mình chỉ thấy nó dập dền chứ không chạy theo con sóng
Theo quan điểm của Bi thì sóng điện từ sẽ không lan truyền được trong chân không vì không có vật chất chuyển tiếp năng lượng. Ban đầu trong lý thuyết sóng điện từ, chân không được coi là một môi trường đặc biệt được gọi là ete cho phép sự lan truyền của sóng điện từ trong đó, vận tốc truyền sóng là c. Lý thuyết này vấp phải ngay một nghịch lý, đó là nếu tồn tại môi trường ete thật thì khi môi trường đó chuyển động với vận tốc v đối với một hệ quy chiếu quán tính, thì vận tốc truyền sóng điện từ với hệ quy chiếu ấy là (c+v) theo công thức cộng vận tốc. Nhưng Mikenson và Moocly bằng những thì nghiệm chính xác đã khẳng định rằng vận tốc truyền sóng luôn là c. Trong công trình thuyết tương đối hẹp của mình, Einstein đã khẳng định điều đó đơn giản vì chẳng có môi trường ete nào cả!. Bây giờ chấp nhận là sóng điện từ là một sự lan truyền của năng lượng trong không gian, theo Bi thì cái gì biểu hiện tính chất của sóng, có phải là tính chất bất định vị trí, khả năng triệt tiêu hay cộng hưởng. Còn cái gì biểu hiện tính chất hạt, chắc là khối lượng m và vận tốc hạt v. Bi cho rằng chúng là “hai chân trời xa lạ”, còn Agate thấy thì không!. Khi sóng điện từ lan truyền, năng lượng sóng là E. Vậy sóng điện từ có khối lượng không?, có, E=mc^2 mà. Vậy là sóng điện từ có khối lượng, có vận tốc nhé, ai bảo sóng điện từ không là hạt?. Tại sao chúng ta cứ cho rằng sóng và hạt là hai thứ đối lập nhau, không dung hòa nhau, khi tính chất sóng mạnh thì tính chất hạt yếu và ngược lại. Mà không nghĩ rằng chúng là hai tính chất của vật chất, không tách rời nhau bao giờ. Hay chỉ có một tính chất thôi sóng-hạt. Điều này cũng giống như công thức năng lượng nổi tiếng của Einstein, E=mc^2. Người ta đã dựa vào đó để nói rằng khối lượng chuyển hóa thành năng lượng và không tồn tại vũ trụ. Ở công thức ấy, làm gì có cái mũi tên nào chỉ sự chuyển hóa đó, chỉ có một dấu bằng mà thôi. Khối lượng chính là năng lượng.
Còn bản chất thật sự của sóng vật chất thì Agate cũng không hiểu rõ, Agate chỉ biết rằng đó là một cách thức vận động của tự nhiên gắn với hàm dao động tuần hoàn A.sin(omega.t+phi). [Có thể nó sinh ra do sự chuyển hóa tuần hoàn không ngừng của những vật chất cấu thành nên vi hạt hay photon-đoán thế]
:: Điều Bi lấn cấn rằng, Sự bất định là bản chất hệ lượng tử hay là do quan sát là rất có lý. Đây là một câu chuyện dài, mà nổi tiếng nhất là những tranh luận của Borh với Einstein. Đến giờ, rất lâu sau khi họ qua đời, những vấn đề họ đặt ra vẫn còn là dấu hỏi!. Ban đầu, với thực nghiệm của mình Hesenberg nhận thấy, nếu xác định vi hạt với photon có năng lượng thấp, thì giá trị xung lượng thu được là chính xác, nhưng giá trị vị trí hạt lại gặp sai số nhiều. Còn ngược lại, nếu xác định vi hạt với photon năng lượng cao, vị trí vi hạt khá chính xác thì do tác động của năng lượng photon, giá trị xung lượng lại không đúng. Hệ thức liên hệ độ sai lệch vị trí và xung lượng được Hesenberg đưa ra là hệ thức bất định nổi tiếng. Sau khi xuất hiện, hệ thức này gây nên nhiều tranh cãi. Đa phần các trụ cột gây dựng lên ngành lượng tử cho rằng, sự bất định ấy xuất phát từ bản chất hệ lượng tử. Đặt biệt là lý thuyết sóng vật chất đã cho thấy những tương hợp rõ ràng về mô hình lý thuyết với lý thuyết bất định. Họ đã xây dựng lên một ngành khoa học mới, với những quy luật cơ bản của xác suất thống kê và những công cụ toán học phù hợp. Đó là CHLT chúng ta đang được học. Phép đo là công cụ quan trọng, đóng vai trò liên hệ giữa hệ lượng tử và con người. Đem lại những thông số vật lý của hệ lượng tử, không có thông số nào thu được tách rời phép đo. Đây là nội dung cơ bản của trường phái Cophenhagen. Như vậy, ở quan điểm này (cũng là quan điểm chúng ta được tiếp cận), sự bất định là ở trong chính bản chất hệ lượng tử. Phép đo là công cụ cho ta nhận thấy sự bất định ấy. Trong mô hình toán học, hệ lượng tử được miêu tả bằng hàm sóng, với lý thuyết cơ sở là sóng vật chất Broglie. Phép đo được miêu tả như là những toán tử. Trạng thái liên kết của hệ lượng tử với phép đo là các hàm riêng, giá trị vật lý đo được trong phép đo đó là trị riêng tương ứng của hàm riêng.
Quan điểm thứ hai là cho rằng có một bản chất thật sự của hệ lượng tử, không có sự bất định nào trong đó cả. Einstein là người theo quan điểm này, ông tranh luận nhiều với Borh-một đại diện suất sắc của quan điểm thứ nhất. Câu nói nổi tiếng của Einstein cho quan điểm của mình đó là “Chúa không chơi trò gieo xúc xắc?”. Einstein cho rằng có một ẩn số ảo nào đó nằm sau hệ lượng tử nêu ra bản chất thật của chúng, ông cũng đưa ra nghịch lý Einstein-Podolski-Rosel để phá vỡ tính bất định của hệ lượng tử. [Tuy nhiên mình không hiểu mấy cái này lắm nên xin không đề cập thêm]. Đáng tiếc là nhiều nghiên cứu và quan điểm tiệm cận sau này cho thấy cái lý nghiêng về phía quan điểm thứ nhất. [Bản thân mình lại ủng hộ quan điểm thứ 2]
Vậy nếu Bi giải thích được cặn kẽ điều đó, mình tin là Bi sẽ đạt giải Nobel đó!. ^^
:: Agate rất muốn được trao đổi với các bạn hầu hết những điều Agate ngộ ra trong phần học này, để chúng ta có thể sử dụng nó như một công cụ hữu ích cho các vấn đề hóa học. Bản thân Agate làm về Computational Chemistry, sau khi tốt nghiệp, một năm nay Agate đã dừng việc Comput lại để tìm hiểu kĩ hơn về những kiến thức trong ngành học Agate đang theo đuổi. Những điều Agate viết ở trên đều không phải là những gì sách vở, Agate cũng đã cố gắng viết liền mạch và dễ hiểu. Hầu hết đều có xen vào đó những cảm nhận, những ý hiểu của Agate về phần đang đề cập. Nếu các bạn cố gắng đọc từ từ Agate tin rằng các bạn sẽ hiểu được mà!. Agate cũng sẽ cố gắng viết tiếp tới tận phần Computational Chemistry!. Chúc vui!.