Методика выполнения квантовых расчетов

Авторы

  • М.А. Zhusupov Казахский национальный университет имени аль-Фараби, НИИЭТФ, кафедра теоретической и ядерной физики, г. Алматы, Казахстан
  • D.А. Tursynbayeva Казахский национальный педагогический университет имени Абая, кафедра методики преподавания математики, физики и информатики, г. Алматы, Казахстан
  • К.А. Zhaksybekova Казахский национальный университет имени аль-Фараби, НИИЭТФ, кафедра теоретической и ядерной физики, г. Алматы, Казахстан
  • R.S. Kabatayeva Казахский национальный университет имени аль-Фараби, НИИЭТФ, кафедра теоретической и ядерной физики, г. Алматы, Казахстан

Ключевые слова:

константа конверсии, постоянная тонкой структуры, квантовый расчет, субатомные единицы, водородоподобный атом, квант взаимодействия, радиус взаимодействия

Аннотация

В настоящей статье рассматривается методика использования константы конверсии и постоянной тонкой структуры в квантовых расчетах. Знание данной методики необходимо для молодых преподавателей и исследователей в области теоретической ядерной и атомной физики, а также студентов, магистрантов и докторантов. Показано, как с помощью константы конверсии и постоянной тонкой структуры можно выполнять квантовые расчеты, таким образом, чтобы получать в результате величины необходимой размерности. Рассмотрено несколько случаев, такие как расчет энергетических уровней и энергии ионизации водородоподобных атомов, вычисление радиуса первой боровской орбиты для атома водорода, массы квантов сильного взаимодействия и радиуса слабых взаимодействий, расчет полной и кинетической энергий для релятивистских частиц. В литературе по субатомной физике встречается много других случаев, когда без использования этих констант невозможно получить порядок и размерность искомой величины. Рассмотренные примеры знакомят читателя с единицами микромира, а также дают глубокое понимание тем, кто уже имеет опыт работы в мире субатомных единиц. Постоянная тонкой структуры является безразмерной единицей, но она имеет глубинный смысл, поскольку все основные свойства и характеристики объектов микромира определяются этой величиной.

Библиографические ссылки

1 L.V. Pacios, Computer Physics Communications, 67(2), 309-324, (1991).

2 N. Balucani, D. Skouteris, L. Cartechini, G. Capozza, E. Segoloni, P. Casavecchia, M.H. Alexander, G. Capecchi, and H.J. Werner, Physical Review Letters, 91(1), 013201, (2003). DOI: 10.1103/PhysRevLett.91.013201.

3 G.P. Miroshnichenko, Journal of Experimental and Theoretical Physics, 112(6), 923-931, (2011). DOI:10.1134/S1063776111050141. 2011.

4 C. Simenel, P. Chomaz, G. de France, Physical Review Letters, 93(10), 102701, (2004). DOI:10.1103/PhysRevLett.93.102701.

5 S. Bovino, M. Wernli, F.A. Gianturco, Astrophysical Journal, 699(1), 383-387, (2009). DOI: 10.1088/0004-637X/699/1/383.

6 A. Costantini, N.F. Lago, A. Lagana, and F.A. Huarte-Larranaga, Computational Science and its Applications – ICCSA 2009, PT II. Lecture Notes in Computer Science, 5593, 104, (2009). International Conference on Computational Science and Its Applications (ICCSA 2009). Seoul, South Korea, 2009.

7 P. Deglmann, A. Schaefer, and C. Lennartz, International Journal of Quantum Chemistry, 115(3), 107-136, (2015). DOI:10.1002/qua.24811.

8 V. Potapov, S. Gushanskiy S., Guzik V., Polenov M., Software Engineering Trends and Techniques in Intelligent Systems, CSOC 2017, 3. Advances in Intelligent Systems and Computing, 575, 106-115, (2017). DOI: 10.1007/978-3-319-57141-6_12.

9 A.D. Suprun and L.V. Shmeleva, Nanoscale Research Letters, 11(74), (2016). DOI: 10.1186/s11671-016-1269-0.

10 M.A. Oliver, Foundations of Physics Letters, 4(4), 337-350, (1991). DOI: 10.1007/BF00665893.

11 V.М. Galitsky, B.М. Karnakov, and V.I. Kogan, Zadachi po kvantovoy mekhanike, uchebnoe posobie. (Мoscow, Nauka, Glavnaya redaktsiya fiziko-matematicheskoy literatury, 1981), 648 р.

12 Subatomnaya fizika. Pod redaktsiei B.S.Ishkhanova. (Moskva, MGU, 1994), 224 р. (in russ).

13 D. Perkins. Vvedenie v fiziku vysokih energiy. (Moskva, Energoatomizdat, 1991), 429 р. (in russ).

Загрузки

Опубликован

2017-12-25

Выпуск

Раздел

Методика преподавания физики в высшей школе

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>