???? ????? ????? ?? ?????

مبنای نامگذاری فیزیک کوانتوم از این حقیقت ناشی گردیده است که بیشتر کمیت‌هایی که در فیزیک کلاسیک پیوسته محسوب میگردند، در مکانیک کوانتومی صورت گسسته یا این که کوانتومی دارا هستند. به‌علاوه، بعضی خصوصیت‌های ذاتی این کمیت‌ها که در مکانیک کلاسیک یک قطعیت محسوب می‌شدند، در کوانتوم با پدیده‌ای به اسم «عدم‌قطعیت» (Uncertainty) معرفی معلم خصوصی فیزیک در همدان میگردند.

به عنوان مثال، طبق عقیده مکانیک کوانتومی تابش الکترومغناطیس مدام دربرگیرنده امواج پیوسته‌ای وجود ندارد، بلکه در قوانینی می‌اقتدار آن را تیم‌ای از فوتون‌های گسسته یا این که ذره‌ای‌‌صورت در لحاظ گرفت که انرژی و اندازه تکان هریک مستقیما با فرکانس آن فوتون متناسب میباشد. در حالتی‌که اعتنا نمایید درین بینش هم‌زمان با پیش گویی ماهیت موجی فوتون، خصوصیت ذره‌ای بودن هم به آن منسوب شده میباشد.

یک ذره قرمز‌رنگ و یک موج سینوسی فشرده
به همین ترتیب بکارگیری نگرش کوانتومی دوگانگی موج و ذره به ما اذن میدهد تا برای الکترون ارتفاع‌موجی به اسم «ارتفاع‌موج دوبروی» (De Broglie Wavelength) تعریف‌و‌تمجید کنیم که با اندازه جنبش الکترون ارتباط عکس دارااست. تست‌هایی مانند پراش الکترون و دو شکافی یانگ ماهیت موجی الکترون را پذیرش کردند. این در حالی میباشد که در مکانیک کوانتومی پدیده‌هایی مانند تاثیر فوتوالکتریک، پراکندگی کامپتون و کاربرد میکروسکوپ‌های الکترونی نشانه دهنده ماهیت ذره‌ای الکترون می باشند. در‌حالتی که بخواهیم شعور بی نقص و ظریف‌تری از الکترون‌ها و فوتون‌ها، برهم‌کنش‌های در میان آنان و در سود مکانیک کوانتومی به‌دست آوریم، موردنیاز میباشد خاصیت موجی و ذره‌ای را برای هر دو استیناف و تحقیق کنیم.

واکنش ذره‌ و موج و ساخت‌و‌ساز ذره و موج دیگر
پراکندگی کامپتون در فیزیک
همینطور در تحقیق و بازرسی بینش موجی - ذره‌ای در کوانتوم، اثبات مهمی به اسم «اثبات پلانک» با مقدار تحت وجود داراست که امضای طریقه کوانتومی در فرمول‌بندی‌‌های ارائه گردیده به حساب می آید:

h
=
6.62
×
1
0
−
34

J
.
s
h=6.62×10
−34
J.s

این اثبات خیلی خرد حد پایانی عدم‌قطعیت در انتخاب جای و اندازه جنبش الکترون را در پوسته «اصل عدم‌قطعیت هایزنبرگ» و به صورت ذیل انتخاب می‌نماید:

△
x
△
p
≥
h
4
π
△x△p≥
4π
h

در مکانیک کوانتومی این قابلیت برای ما وجود دارااست که جنبش الکترون‌ها حول هسته یک اتم را با پیش گویی ماهیت موج‌سیرتکامل آنها و بوسیله امواجی به اسم امواج ایستاده تعریف کنیم که جواب‌های معادله بنیادین مکانیک کوانتومی یعنی «معادله شرودینگر» (Schrödinger Equation) می‌باشند. در پی یکی‌از دیگر از حاصل مکانیک کوانتومی که کاربرد بسیار مهمی در بسط تکنولوژی و توسعه و گسترش مواد لازم آن داشته میباشد را توضیح می دهیم تا خوب متوجه گردید مفاهیم مکانیک کوانتومی در فیزیک چیست.

الکترون‌ها در یک اتم میتوانند با جذب انرژی در پوسته فوتون به حالتی با انرژی فراتر رفته و موجب برانگیختگی اتم شوند. اتم برانگیخته ناپایدار میباشد و می تواند با گسیل فوتون مجددا به وضعیت شالوده خویش بازگردد. البته این گذار الکترون از حالتی با انرژی کمتر به حالتی با انرژی فراتر یک گذار کوانتومی (ناپیوسته) و در واقعیت نوعی جهش به حساب می‌آید. در فرمو‌ل‌بندی این مراحل نیز انرژی‌ها به‌شکل مضربی از اثبات پلانک و به صورت گسسته تعریف‌و‌تمجید گردیده‌اند. با وجود توضیحات ظریف و جدید‌ای که کوانتوم درباره ی ساختار اتم ارائه کرد، همچنان استحضار از وضعیت مکانی ظریف الکترون درون اتم ممکن وجود ندارد و مکانیک کوانتومی تنها میتواند احتمال حضور الکترون در شرایط‌های متفاوت را ارائه نماید. نکته دیدنی دراین باره این میباشد که هر چقدر بخواهیم جای الکترون را ظریف‌خیس بدانیم، به به عبارتی اندازه عدم‌قطعیت ما در باب اندازه تکان الکترون بیشتر گردیده‌است.

با اینکه مکانیک کوانتومی دانش عدم‌قطعیت‌ها و فرض ها به حساب میآید، ولی در توضیح پدیده‌های اتمی و حاصل آزمایشگاهی که قبل از آن به‌رنج قابل اجرا بودند، بسیار پیروز شغل نموده است. پیش‌بینی‌های کوانتوم به‌ویژه در مسئله الکترودینامیک کوانتومی (QED) جزء ظریف‌ترین دستاوردهای دانش فیزیک میباشد. در قسمت‌های بعدی خواهید روءیت کرد که نقش کوانتوم در یادگیری و شعور مباحث توسعه یافته‌خیس در فیزیک چیست.

مبنای نامگذاری فیزیک کوانتوم از این حقیقت ناشی گردیده است که بیشتر کمیت‌هایی که در فیزیک کلاسیک پیوسته محسوب میگردند، در مکانیک کوانتومی صورت گسسته یا این که کوانتومی دارا هستند. به‌علاوه، بعضی خصوصیت‌های ذاتی این کمیت‌ها که در مکانیک کلاسیک یک قطعیت محسوب می‌شدند، در کوانتوم با پدیده‌ای به اسم «عدم‌قطعیت» (Uncertainty) معرفی معلم خصوصی فیزیک در همدان میگردند.

به عنوان مثال، طبق عقیده مکانیک کوانتومی تابش الکترومغناطیس مدام دربرگیرنده امواج پیوسته‌ای وجود ندارد، بلکه در قوانینی می‌اقتدار آن را تیم‌ای از فوتون‌های گسسته یا این که ذره‌ای‌‌صورت در لحاظ گرفت که انرژی و اندازه تکان هریک مستقیما با فرکانس آن فوتون متناسب میباشد. در حالتی‌که اعتنا نمایید درین بینش هم‌زمان با پیش گویی ماهیت موجی فوتون، خصوصیت ذره‌ای بودن هم به آن منسوب شده میباشد.

یک ذره قرمز‌رنگ و یک موج سینوسی فشرده
به همین ترتیب بکارگیری نگرش کوانتومی دوگانگی موج و ذره به ما اذن میدهد تا برای الکترون ارتفاع‌موجی به اسم «ارتفاع‌موج دوبروی» (De Broglie Wavelength) تعریف‌و‌تمجید کنیم که با اندازه جنبش الکترون ارتباط عکس دارااست. تست‌هایی مانند پراش الکترون و دو شکافی یانگ ماهیت موجی الکترون را پذیرش کردند. این در حالی میباشد که در مکانیک کوانتومی پدیده‌هایی مانند تاثیر فوتوالکتریک، پراکندگی کامپتون و کاربرد میکروسکوپ‌های الکترونی نشانه دهنده ماهیت ذره‌ای الکترون می باشند. در‌حالتی که بخواهیم شعور بی نقص و ظریف‌تری از الکترون‌ها و فوتون‌ها، برهم‌کنش‌های در میان آنان و در سود مکانیک کوانتومی به‌دست آوریم، موردنیاز میباشد خاصیت موجی و ذره‌ای را برای هر دو استیناف و تحقیق کنیم.

واکنش ذره‌ و موج و ساخت‌و‌ساز ذره و موج دیگر
پراکندگی کامپتون در فیزیک
همینطور در تحقیق و بازرسی بینش موجی - ذره‌ای در کوانتوم، اثبات مهمی به اسم «اثبات پلانک» با مقدار تحت وجود داراست که امضای طریقه کوانتومی در فرمول‌بندی‌‌های ارائه گردیده به حساب می آید:

h
=
6.62
×
1
0
−
34

J
.
s
h=6.62×10
−34
J.s

این اثبات خیلی خرد حد پایانی عدم‌قطعیت در انتخاب جای و اندازه جنبش الکترون را در پوسته «اصل عدم‌قطعیت هایزنبرگ» و به صورت ذیل انتخاب می‌نماید:

△
x
△
p
≥
h
4
π
△x△p≥
4π
h

در مکانیک کوانتومی این قابلیت برای ما وجود دارااست که جنبش الکترون‌ها حول هسته یک اتم را با پیش گویی ماهیت موج‌سیرتکامل آنها و بوسیله امواجی به اسم امواج ایستاده تعریف کنیم که جواب‌های معادله بنیادین مکانیک کوانتومی یعنی «معادله شرودینگر» (Schrödinger Equation) می‌باشند. در پی یکی‌از دیگر از حاصل مکانیک کوانتومی که کاربرد بسیار مهمی در بسط تکنولوژی و توسعه و گسترش مواد لازم آن داشته میباشد را توضیح می دهیم تا خوب متوجه گردید مفاهیم مکانیک کوانتومی در فیزیک چیست.

الکترون‌ها در یک اتم میتوانند با جذب انرژی در پوسته فوتون به حالتی با انرژی فراتر رفته و موجب برانگیختگی اتم شوند. اتم برانگیخته ناپایدار میباشد و می تواند با گسیل فوتون مجددا به وضعیت شالوده خویش بازگردد. البته این گذار الکترون از حالتی با انرژی کمتر به حالتی با انرژی فراتر یک گذار کوانتومی (ناپیوسته) و در واقعیت نوعی جهش به حساب می‌آید. در فرمو‌ل‌بندی این مراحل نیز انرژی‌ها به‌شکل مضربی از اثبات پلانک و به صورت گسسته تعریف‌و‌تمجید گردیده‌اند. با وجود توضیحات ظریف و جدید‌ای که کوانتوم درباره ی ساختار اتم ارائه کرد، همچنان استحضار از وضعیت مکانی ظریف الکترون درون اتم ممکن وجود ندارد و مکانیک کوانتومی تنها میتواند احتمال حضور الکترون در شرایط‌های متفاوت را ارائه نماید. نکته دیدنی دراین باره این میباشد که هر چقدر بخواهیم جای الکترون را ظریف‌خیس بدانیم، به به عبارتی اندازه عدم‌قطعیت ما در باب اندازه تکان الکترون بیشتر گردیده‌است.

با اینکه مکانیک کوانتومی دانش عدم‌قطعیت‌ها و فرض ها به حساب میآید، ولی در توضیح پدیده‌های اتمی و حاصل آزمایشگاهی که قبل از آن به‌رنج قابل اجرا بودند، بسیار پیروز شغل نموده است. پیش‌بینی‌های کوانتوم به‌ویژه در مسئله الکترودینامیک کوانتومی (QED) جزء ظریف‌ترین دستاوردهای دانش فیزیک میباشد. در قسمت‌های بعدی خواهید روءیت کرد که نقش کوانتوم در یادگیری و شعور مباحث توسعه یافته‌خیس در فیزیک چیست.