|
Принцип запрет Паули – две частицы с полуцелым спином не могут находиться в одинаковом состоянии. Состояние частицы – это совокупность физических величин (энергия, импульс, в квантовой механике – квантовые числа), полностью характеризующих эту частицу.
Швейцарский физик Вольфганг Паули доказал теорему, доказывающую, что волновая функция, описывающая систему из двух тождественных частиц, меняет знак при их перестановке, если частицы имеют полуцелый спин, и не меняет знак в случае частиц с целым спином. Квадрат волновой функции Ψ (х) определяет вероятность нахождения частицы в данной точке х.
Существующий в физике принцип перестановочной симметрии утверждает, что при перестановке (замене) двух тождественных (идеально одинаковых) частиц никакие физические явления не должны измениться. Предположим, что две частицы с полуцелым спином находятся в одинаковом состоянии, тогда их перестановка не должна изменить волновую функцию, но по теореме Паули волновая функция должна изменить знак. Отсюда следует, что такая функция должна быть равна нулю. Но так как частицы существуют, то их волновые функции не равны нулю. Следовательно, разрешить противоречие можно только требованием, что две частицы с полуцелым спином не могут находиться в одинаковом состоянии.
Вывод из принципа Паули: в системе взаимодействующих электронов с одинаковой энергией могут быть только два электрона, отличающихся значениями спина (1/2 и -1/2).
|
Принцип заборона Паулі - дві частинки з напівцілим спіном не можуть перебувати в однаковому стані. Стан частинки - це сукупність фізичних величин (енергія, імпульс, у квантовій механіці - квантові числа), повністю характеризують цю частку.
Швейцарський фізик Вольфганг Паулі довів теорему, доводить, що хвильова функція, що описує систему з двох тотожних частинок, змінює знак при їх перестановці, якщо частинки мають полуцілий спін, і не змінює знак у випадку часток з цілим спіном. Квадрат хвильової функції Ψ (х) визначає ймовірність знаходження частинки в даній точці х.
Існуючий у фізиці принцип перестановочній симетрії стверджує, що при перестановці (заміну) двох тотожних (ідеально однакових) частинок ніякі фізичні явища не повинні змінитися. Припустимо, що дві частинки з напівцілим спіном знаходяться в однаковому стані, тоді їх перестановка не повинна змінити хвильову функцію, але за теоремою Паулі хвильова функція повинна змінити знак. Звідси випливає, що така функція повинна бути дорівнює нулю. Але так як частинки існують, то їх хвильові функції не дорівнюють нулю. Отже, вирішити протиріччя можна тільки вимогою, що дві частинки з напівцілим спіном не можуть перебувати в однаковому стані.
Висновок з принципу Паулі: в системі взаємодіючих електронів з однаковою енергією можуть бути лише два електрони, що відрізняються значеннями спина (1/2 i -1/2).
|
