كوانتوم و نسبيت دوست يا دشمن

بخش دوم نویسنده :قاسم رضايي راد فهرست:

6-4- بعد چهارم  

ما به راحتي مي‌توانيم يك خط را بر روي يك صفحه تصور كنيم ياحتي يك مستطيل يا يك مربع، حتي تصور يك مكعب نيز براي ما چندان مشكل نيست اولي از يك بعد تنها طول،  و مستطيل و مربع از دو بعد طول وعرض و مكعب از سه بعد،  طول وعرض و ارتفاع برخوردار است ولي تصور چهار بعد (سه بعد فضا و يك بعد زمان )

ديگر كار آساني   نيست مثلا زمين در فضاي چهار بعدي مسيري مستقيم را بطرف خورشيد طي مي‌كند درحاليكه درفضاي سه بعدي كه ما قادر به درك آن مي‌باشيم اين حركت در مسيري خميده صورت مي‌گيرد.

6-5-  نسبيت‌ها در بوته آزمايش

يك نظريه هنگامي داراي اعتبار و ارزش علمي دوچندان خواهد بود كه بتوان پيش‌بيني‌ها ي آن را مورد آزمايش قرار داد.
 نظريه‌هايي كه در چارچوب رياضياتي آن موفق و بدون نقص باشند را نمي‌توان به عنوان اصول بديهي علم پنداشت و آنها را بدون كم و كاست پذيرفت گرچه نظريه‌هائي از اين دست معدود مي‌باشند ولي استناد به آنها تا هنگاميكه در بوته آزمايش قرار نگيرند واعتبار آنها مشخص نگردد كاريست غير علمي.دانشمندان هرچند بارها موفق به آزمودن نتايج حاصل از نسبيت خاص و عام شده‌اند ولي گويي درعمق وجودشان هنوز ترديدهايي نسبت به آنها وجود دارد به عنوان مثال پرتاب" گرانش كاو بي" Gravity Probe B) )درسال 2004 براي تعيين انحناي ايجاد شده درفضا و زمان توسط جرم زمين خود مي‌تواند دليلي برتلاش دانشمندان براي آزمودن مجدد يك نظريه بعد از نزديك به يك قرن باشدگرانش كاو بي

6-5-  هم ارزي جرم – انرژي E = mc2

در شتابدهنده‌هاي دهه پنجاه به بعد دانشمندان به كرات با پيدايش و نابودي زوج هاي ذره-پادذره توانستند در تمامي آنها  هم ارزي جرم – انرژي را در فرآ‎يند پيش‌بيني شده توسط نسبيت خاص مشاهده كنند آنها دريافتند اگر ذرات پرانرژي به هسته اتمها برخورد كنند توليد زوجهاي ذره – پاذره مثلا الكترون – پوزيترون مي‌نمايند كه توليد زوجها به مقدار جرم آنها 2mc2 از انرژي جنبشي سيستم مي‌كاهد( بدون درنظر گرفتن انرژي جنبشي كه اين زوجها بعد از خلق شدن شان كسب مي‌‌نمايند)فرآيند معكوس توليد زوج هاي ذره و پاد ذره نيز قابل انجام شدن است(تبديل جرم به انرژي) كه درآن با نابودي يك زوج ذره و پادذره فوتون‌هايي كه انرژي آنها مساوي با جرم نابود شده است بوجود مي‌آيد.

6-6- انبساط زمان

پيونها كه جزء خانوادﺓ مزونها هستند ذراتي با جرم سكون 6/139 مگا الكترون ولت(ev) واز عمري معادل 26  ميليارد يوم ثانيه برخوردار مي‌باشند كه بعد از اين زمان به دو ذره ميون و نوترينوميون وا مي‌پاشند. در آزمايشي پيون‌هائي‌ با سرعت 9/0‌ سرعت نور مشاهده شدند كه طول عمرشان 7/63 ميليارد يوم ثانيه اندازه‌گيري شد. اين رويدادگواهي بر اين ادعاست كه هرگاه جسمي با سرعتي نزديك به سرعت نور حركت كند زمان براي آن كند مي‌گذرد، بنابراين براي ما زمان 7/63 نانوثانيه سپري مي‌شود ولي براي پيون درحال حركت تنها 26 نانو ثانيه زمان گذشته است(مفهوم انبساط زمان) و بعد از گذشت اين زمان است  كه پيون به ميون و نوترينوميون واپاشيده مي‌شود.

6-7-  انقباض طول

گرچه آزمايش‌هايي كه در مقياس ماكروسكوپي براي تعيين درستي يا نادرستي نظريه نسبيت خاص صورت گرفت به علت برخي از پارامترهاي مزاحم به داده‌هاي مستحكمي براي اثبات اين نظريه منتهي نشد ولي در مقياس زير اتمي به خوبي اين نظريه به كمك شتابدهنده‌ها و پرتوهاي كيهاني تاييد گرديد.
ميونها ذراتي هستند كه براثر برخورد تابش كيهاني با لايه هاي فوقاني جو درارتفاع 20 كيلومتري از سطح زمين بوجود مي‌آيند نيمه عمر اين ذرات 5/1 ميليونيوم ثانيه است يعني بعد از گذشت 5/1 ميليونيوم ثانيه نيمي از ميونهاي ايجاد شده به الكترون و 2نوترينوالكترون واپاشيده مي‌شوند بنابراين نبايد انتظار داشت كه اين ذرات را با اين عمر بسيار كم در سطح دريا ديد، درغير اينصورت تنها مي‌توان وجود ميونها رادر سطح دريا با توجه به نسبيت خاص و انقباض طول توجيه نمود چرا كه اين ذرات باسرعتي معدل سرعت نور حركت مي‌كنند بهمين خاطر مثلا فاصله 20 كيلومتري محل توليد شان را تا سطح دريا نه 20 كيلومتر بلكه 3000 متر(بعلت انقباض طول) مي‌بينند. بنابراين ميونها عمرشان براي پيمودن اين فاصله (3000 متري) كفايت مي‌كند و ديدن اين ذرات درسطح دريا با در نظر گرفتن انقباض طول پذيرفتني خواهد بود.

6-8-   نور، سرعتي ثابت

يكي از اصول موضوع نسبيت خاص كه اينشتين اين نظريه را بر آن استوار كرده بود ثابت بودن سرعت نور در همه ي چارچوب هاي لخت است مثلا اگر ما بر يك سفينه خيالي سريع والسير با سرعتي در حدود c5/0 (يعني با سرعتي معادل 150000 كيلو متر بر ثانيه )حركت نمائيم در همان حال نور افكن هاي سفينه را روشن كنيم اگر ناظري در 300000 كيلو متري از ما قرار داشته باشد بعد از گذشت يك ثانيه ( مسافتي كه نور در يك ثانيه طي ميكند ) متوجه روشن شدن  نورافكن هاي سفينه خواهد شد ، در صورتي كه اگر به مكانيك كلاسيك پايبند  باشيم و بخواهيم از معادلات آن براي  محاسبه ي زمان رسيدن نور به ناظر استفاده كنيم مي بايست سرعت رسيدن نور را به شخص مورد نظر كمتر از يك ثانيه بدست آوريم .دانشمندان براي اثبات اين موضوع كه سرعت نور در همه ي چارچوب هاي لخت ثابت است از شتابدهنده ها استفاده كرده اند در اين شتابدهنده ها پيون هاي خنثي (ذرات زير اتمي از خانواده ي مزونها هستند كه خود مزون ها نيز زير گروه هادرون ها مي باشند اين ذرات بعد از گذشت83 ميليارد ميليارديوم ثانيه به دو پرتو گاما متلاشي مي شوند )را با سرعتي نزديك به سرعت نور شتاب دادند در اين هنگام پيون ها متلاشي شدند ، پرتوهاي گاماي ايجاد شده ازمتلاشي شدن اين ذرات با سرعتي نه نزديك به دو برابر سرعت نور (طبق محاسبات فيزيك كلاسيك) بلكه به اندازه سرعت نور (طبق اصل نسبيت)منتشر گرديدند اين آزمايش به خوبي اين اصل از اصول نسبيت خاص را كه بيان ميدارد سرعت نور در هر چارچوب مرجع لختي كه اندازه گيري شودصرفنظر ازحركت منبع نور(نسبت به چارچوب مرجع) لخت ثابت است راتائيد ميكند

6-9- آزموني براي نسبيت عام

نسبيت عام پيش ‌بيني مي‌كند كه فضا – زمان اطراف اجرام آسماني پيچ وتاب دارد. ما قادر نيستيم اين پيچ و تاب را با امكانات امروزي براي اجرام پر جرمي مانند خورشيد يا ستارگان ديگركه انحناي ايجاد شده توسط آنها در فضا – زمان بيش از سيارات است را اندازه بگيريم ولي مي‌توان بطور غير مستقيم به وجود انحنا فضا – زمان حول خورشيدي پي برد.
 اين كار توسط تيمي از محققين انگليسي در سال 1919ميلادي صورت گرفت آنها با اندازه گيري موقعيت يك ستاره مشخص در شب قبل از كسوف و رديابي دوباره آن درهنگام كسوف موقعي كه بايد نورآن ستاره از كنار خورشيد مي‌گذشت متوجه شدند كه نور ستاره مورد نظر نه در موقعيت شب قبل بلكه با كمي انحراف كه باانحراف پيش بين شده توسط نسبيت عام مطابقت داشت درجائي ديگر ملاحظه گرديد.
 اين آزمايش به خوبي صحت پيش‌بيني نسبيت عام را مبني برمنحني شدن فضا- زمان پيرامون اجرام آسماني تاييد مي‌كرد.
 پيش بيني ديگر نسبيت عام كند شدن گذشت زمان درنزديكي يك جرم آسماني مانند سياره يا ستاره مي‌باشد علت آن هم اين است كه اگرما سيگنال هاي منظم نوري را واحد اندازه‌گيري زمان در نظر بگيريم هنگام دور شدن نور حاصل از دستگاه اندازه‌گيري زمان، از سطح جسم چگال به علت اتلاف انرژي، فركانس آن كم و طول موجش زياد مي‌شود وچون در اين حالت فاصله دو برآمدگي موج نور( كه واحد اندازه گيري ماست) بر اثر از دست دادن انرژي افزايش مي‌يابد زمان نيز به دنبال آن منبسط شده وگذر آن كند مي شود در سال 1962 صحت اين پيش بيني هنگاميكه ساعت بالاي يك برج از نظر زماني نسبت به ساعت پائين برج كه قبلا آنها در روي سطح زمين هماهنگ شده بودنند جلو افتاده بود تاييد گرديد.
اثبات تغييرات غير متعارف مدار حركت عطارد بدور خورشيد به دليل قرار گرفتن در انحناي شديد ايجاد شده در فضا- زمان پيرامون خورشيد كه توسط قانون گرانش عمومي نيوتن توجيه نمي‌گرديد ولي نسبيت عام آن را پيش بيني مي‌كرد خود شاهدي ديگري برتاييد نسبيت عام بود.
 نظريه‌هاي نسبيت به خوبي توانستند آن قسمت از زواياي پنهان طبيعت را كه درحيطه مسائل ماكروسكوپي بودنند آشكار سازند، فضا را با زمان و شتاب را باگرانش همدم ساختند نگرش ما را به وراي زمين قانونمند و علمي گردانيدند و به سئوال‌هايي كه هزاران سال براي بشر مسائل لاينحل فلسفي و علمي بودنند جواب دادنند ازكجا آمدنشان و به كجا رفتنشان را وچه زيبا شعر طرب انگيز خلفت هستي و مرثيه پايان آن در ديوان نسبيت ايشتين سروده شد شايد ما بشرهاي خوشبختي هستيم كه با اتكا به براهين علمي هر آنچه پيشينيان درحسرت دانستنشان بسر مي‌بردنند.ما به يمن وجود نسبيت كه دركوره كوانتوم بخوبي توسط انديشمندان چون ديراك،فاينمن، پنروز وهاوكينگ پخته شده بود به آن دست يافتيم.

7- تابش جسم سياه و ضرورت تدوين نظريه‌اي نوE =hf  

هنگامي كه يك جسم گرم شود آن جسم تمام فركانس‌هاي موجود در طيف الكترومغناطيس را از خود گسيل ميدهد اين گسيل رابطه مستقيم با مقدار دماي جسم مورد نظر دارد هرچه دماافزايش يابد شدت تابش طول موج‌هاي كوتاهتر بيشتر مي‌شود و در صورتي كه دما كاهش يابد از شدت تابش اين طول موج كاسته و طول موج هاي بلندتر كه در حيطه امواج فروسرخ هستند از جسم گسيل مي‌يابد(شدت تابش بستگي به دما و طول موج دارد) گوستا وكيرشف ضمن تحقيقات نظري خود نشان داد كه هر جسم همان مقدار انرژي تابش مي‌كند كه درمي‌آشامد يا به عبارتي نسبت انرژي جذب شد به مقدار انرژي تابش شده توسط يك جسم برابر است جسم سياه كه يك جسم ايده آل  است همه تابش هاي فرود آمده برخود را جذب مي‌كند وهنگام انتشار انرژي نيز تمامي طيف‌هاي انرژي را از خود ساطع مي‌نمايد.

وين فرمولي ارائه كرد كه طول موجهاي كوتاه توزيع طيفي تابش جسم سياه را به خوبي توضيح مي دادولي اين قانون براي طول موجهاي بلند عملا ناكار آمده بوده و دچار خطا و اشتباه مي‌شد. بعد از آن دانشمنداني به نامهاي ريلي و جينز با ارائه قانوني توانستند تابش جسم سياه را در فركانس پائين (طول موجهاي بلند) پيشگوئي كنند ولي اين فرمول رانمي‌شد براي طول موج‌هاي كوتاه تعميم داد وداده‌هاي آن به خوبي با منحني‌هاي تجربي سازگار نبود.

پلانك سال 1900 ميلادي براي حل اين مشكل فرمول وين و ريلي – جينز را باهم تلفيق نمود و فرمول جديدي براي توجيه رضايت بخش توزيع طيفي تابش جسم سياه ارائه كرد.پلانك براي اينكه فرمولش با داده‌هاي تجربي مطابقت پيدا كند اين فرض را كه نور به صورت كوانتوم‌هايي باانرژي hf گسيل مي‌يابد را بيان نمود با اين كار پلانك دنياي جديدي را به دانشمندان معرفي كرد او با ارائه اين نظريه كه انرژي كوانتيزه است، تحول شگرفي در دنياي علم ايجاد نمود.

پلانك ادعا كرد انرژي به طريق پيوسته( كه عقيده دانشمندان آن زمان بود) جذب اجسام نمي‌شود و يا از آنها گسيل نمي‌گردد بلكه اين انرژي بصورت واحدهاي از هم گسسته اي كه به آنها كوانتوم گفته مي‌شود از ماده گسيل يا جذب آن مي‌شود.گرچه پلانك اين نظريه را براي توجيه تابش جسم سياه يا علاج فاجعه فرابنفش بكار برد ولي اينشتين با استفاده از اين ديدگاه جديد درمورد پديده فوتوالكتريك ونيلز بوهر براي توجيه خطوط طيفي اتم هيدورژن عملا كار آمدي وصحت آن را ثابت نمودنند.
براي دانشمنداني كه غرق در فيزيك كلاسيك بودنند وبه موجي بودن نور اطمينان قلبي داشتند بسيار مشكل بود كه بپذيرند نور به صورت ذره‌اي رفتار مي‌كند آنها يا بايد براي بن بست فيزيك كلاسيك در برطرف كردن بي نهايت بوجود آمده در فرمول ريلي – جينز راهي پيدا مي‌كردنند يا بايد بدون مقاومت تسليم نظريه نوپاي كوانتوم مي‌شدند ولي طي سالها كشمكش آنها نتوانستند اين مشكل راكه در فركانس‌هاي بالا(طول موج‌هاي كوتاه) ميزان انرژي تابشي از جسم سياه به بي‌نهايت ميل مي‌كند را حل نمايند از اينرو اين گونه به نظر مي‌آيد كه تنهاراه رهايي از اين بحران قبول كردن نظريه كوانتومي پلانك بود، رفته رفته فيزيكدانان يكي پس از ديگري پرچم سفيد خود را در مقابل يورش ناگهاني اين نظريه بالا بردنند. دراين جا بكارگيري اين جمله از پلانك مناسب به نظرمي آيدكه مي‌‌گويد: يك نوآوري علمي به ندرت مي‌تواند مخالفانش را متقاعد سازد ولي واقعيت اينست كه مخالفين به تدريج از بين مي‌روند و نسل تازه از ابتدا و از سر شوق با اين بدعت‌ها آشنا مي‌شوند.

8- يك گام به جلو

 اثر فوتو الكتريك(photoelectric effect )كه در آن اجسام فلزي با دريافت انرژي نوراني از سطحشان الكترون گسيل مي‌يابد
 كشفيست مربوط به اواخر قرن نوزدهم .هاينريش هرتز بدنبال مطالعات خود درباره تابش‌هاي الكترومغناطيس كه ماكسول در سال 1860 وجودشان را پيش‌‌بيني كرده بود دريافت كه در صورتي كه دو كرده باردار را تحت تاثير جرقه حاصل از يك منبع نوراني قرار دهيم نسبت به حالتي كه بخواهيم از جرقه الكتريكي براي اين كار استفاده كنيم بهتر قادر به تخليه بار الكتريكي اين كرات خواهيم بود.بنابراين نور بايد توانائي كندن الكترون ازسطح فلزات را داشته باشد با تحقيقات بيشتر هرتز متوجه شد كه گسيل الكترون از سطح فلز به طول موج نور تابيده شده بستگي دارد و ماگزيمم انرژي جنبشي الكترون هاي كنده شده (فوتوالكترونها) از شدت تابش مستقل است يعني اگر با يك لامپ صدوات براي جدا كردن الكترون ها از سطح فلز استفاده كنيم الكترونهاي كنده شده همان مقدار انري جنبشي را بعد از جدا شدن از سطح فلز دارند كه الكترون هاي كند شده از سطح فلز توسط لامپي با دو برابر شدت تابش (لامپ دويست وات) دارند.همچنين انرژي جنبشي فوتو الكترونها با افزايش فركانس چشمه نور افزايش مي‌يابد گرچه اثر فوتو الكتريك را مي‌توان با نظريه الكترومغناطيس توضيح داد ولي به كمك اين نظريه نمي‌توانيم بستگي انرژي جنبشي فوتوالكترون ها را بافركانس چشمه نور شرح دهيم.هرتز هيچ توجيهي براي اين ارتباط نتوانست ارائه دهد و فيزيكدانان هم عصر او نيز هرچه تلاش نمودنندتا به كمك فيزيك كلاسيك گره كور اين نسبت را باز كنند نتوانستند، فيزيك كلاسيك پيش‌بيني مي‌كرد كه هرچه شدت تابش چشمه نور بيشتر باشد بايد الكترون‌هاي كنده شده از انرژي جنبشي بيشتري برخوردار باشند و همچنين براساس نتايج فيزيك كلاسيك نور تابيده شده از هر طول موجي كه برخوردار باشد بايد قادر به آزاد سازي الكترون از سطح فلز باشد كه اين نتايج با مشاهدات صورت گرفته توسط هرتز مغايرت داشت.
سال 1905 اينشتين با اطلاع از نظريه كوانتومي پلانك به خوبي بن بست بوجود آمده در پديده فوتوالكتريك راازبين برد اين فرض پلانك مبني بر اين كه نور مجموعه اي از كوانتوم هاي انرژي است توانست به خوبي رابطه بين ماگزيموم انرژي جنبشي الكترونهاي كنده شده از سطح فلز را با فركانس نور تابيده شده توضيح دهد او دليل خود را اين گونه ارائه كرد

تابش شامل مجموعه اي از بسته ها يا كوانتوم هاي انرژي است كه بايد انرژي معادل hf براي آنها درنظرگرفت(f فركانس نور تابيده شده است)اگر اين بسته هاي انرژي جذب سطح يك فلز شوند مقداري از انرژي اين بسته ها صرف غلبه بر سد پتانسيلي فلز شده (مقدار اين سد بستگي به نوع فلز دارد ) و ما بقي انرژي آنها به انرژي جنبشي الكترونها ي كنده شده مبدل مي شود بنابراين هرچه فركانس يك تابش بيشتر باشد مقدار انرژي آن با توجه به رابطه  E= hf بيشتر خواهد بود و مقدار باقي مانده انرژي فوتون تابيده شده به سطح فلز نيز افزايش مي يابد كه نهايتا صرف بالا بردن انرژي جنبشي الكترون هاي كنده شده ميشود به همين صورت متناسب بودن جريان فوتوالكترون با شدت چشمه نور نيز قابل توجيه است چراكه  كوانتوم هاي نور (فوتون) با افزايش شدت تابش چشمه نور افزايش مي يابند ودر اين صورت فوتونهاي بيشتري ازچشمه نور گسيل مي يابداين فوتون ها نيز به نوبه خود الكترونهاي بيشتري  را از سطح فلز جدا مي كنند، رابرت ميليكان نيز با انجام آزمايش هايي فرضيات ارائه شده توسط اينشتين را در مورد پديده فوتو الكتريك تاييد كرد ،اينشتين در سال 1921 ميلادي نه به خاطر بيان نسبيت ها بلكه به خاطر توضيح اثر فوتو الكتريك جايزه نوبل را دريافت كرد.

9- 1- اثر كامپتون(Compton effect)

به كمك نظريه كوانتومي پلانك، اينشتين توانست به خوبي مشكلات مربوط به اثر فوتوالكتريك را حل نمايد و بوهر به كمك همين نظريه خطوط طيفي اتم هيدروژن را به صورت بسيار جالبي تشريح نمود. بدين سان مقاومت دانشمندان براي پذيرش ديدگاه ذره‌اي تابش روز به روز كمرنگ‌تر ميشد ولي آزمايش كامپتون( كه در آن پرتو x با برخورد به ورقه‌ي فلزي طوري پراكنده مي‌شد كه طول موج پرتوي پراكنده شده بيشتر از طول موج پرتو تابيده شده مي‌شود اين تغيير طول موج را نمي‌توان به كمك نظريه كلاسيك تابش توضيح داد)را مي‌توان بزرگترين دليل ذره‌اي بودن تابش دانست اثر كامپتون مي‌گويد هرگاه فوتوني بريك الكترون ساكن فرود آيد با انتقال مقداري از انرژي و تكانه خود اين الكترون را پس مي‌زند درنتيجه فوتون پراكنده شده مقداري از انرژي اوليه خود را از دست ميدهد بهمين خاطر طول موجش بلندتر فركانس آن نسبت به وضعيت قبل از برخوردش كمتر مي‌شود
بدون ذره اي تصوير كردن فوتون فرودي (تابش )هرگز نمي‌توان افزايش طول موج فوتون پراكنده شد را توضيح داد نظريه كلاسيك الكترومغناطيس بعلت موجي فرض كردن تابش قادر به تفصير نتيجه آزمايش كامپتون نيست.اين نظريه پيش بيني مي‌كند كه فوتون پراكنده شده هر چند كه مقداري از انرژي خود را به صورت انرژي جنبشي الكترون ساكن از دست داده ولي هرگز طول موجش تغييرنمي‌كند با در نظر گرفتن اين آزمايش و كارهايي مشابه به آن رفته رفته نظريه كوانتومي شعاع عملكرد خود را گسترش مي داد و مقبوليت آن نزد دانشمندان به سرعت افزايش مي‌يافت.از زماني كه پلانك نظريه كوانتومي خود را بيان نمود تا زمانيكه كامپتون در تلاش براي توجيه تغيير طول موج پرتوهاي پراكنده شده براثر برخورد به الكترونهاي سطحي فلز برآمده بود 24 سال مي‌‌گذشت گرچه اينشتين به كمك همين نظريه ابهامات اثر فوتوالكتريك را برطرف ساخت ولي هنوز مقاومت‌هايي در مورد پذيرش اين نظريه نوپا وجود داشت دانشمندان براي فرو ريختن ديوارهاي بتوني نظريه كلاسيك به كمك نظريه‌هاي نوين تلاش خستگي ناپذيري مي‌نمودنند.نسبيت اينشتين آن گوشه اي از فيزيك كلاسيك را نشانه مي‌رفت كه مكانيك نيوتني برآن سايه انداخته بود وبه خوبي از پس ماموريت خويش كه همانا تدوين قوانين فيزيكي نو براي پوشش دادن سرعتهاي فوق العاده زياد و ميدان‌هاي گرانشي بود برآمد نسبيت توانايي علم فيزيك راچنان توسعه داد كه توانست از مرز زمين و منظومه شمسي بگذرد و تمام كائنات را پوشش دهد ولي هنوز كارتمام نشده است فيزيك كلاسيك عرصه را براي نفوذ در ريزترين اجزا عالم بشدت محدود مي‌كرد در اين ميان اگر اينشتين مي‌دانست كه با اين كارخود(نهادينه كردن نظريه كوانتومي)دربه روي چه دنيائي گشوده مي‌شود شايد هرگز در اين مسيرگامي نمي‌نهاد  و ساليان سال خود را درگير فلسفه زائيده شدﺓ اين دنياي مرموز و نو نمي‌كرد.دنيايي مملواز شايدها و احتمال ها دنيايي كه خالق آن در بنا نهادنش تنها به تاس انداختن متكي است.

9- 2- خواص موجي ماده((Wave-particle duality

كاري كه لويس دوبروي گلي در سال 1923 انجام داد از نظر اهميت و جسارات از نظريه كوانتومي پلانك يك سروگردن بالاتر بود پلانك با ترديد خصلت ذره اي را براي نور در نظر گرفت تا جسم سياه را از شر فاجعه فرابنفش برهاند ولي دو بروي بدون هيچ پيش زمينه اي (شايد با توجه به قرينه‌هاي موجود در طبيعت) بيان نمود كه ماده مي‌تواند تحت شرايط خاصي خواص موجي داشته باشد. اگر قبل از بيان نظريه دو بروي در مورد نسبت دادن ماهيت موجي به ماده نظريه هاي كوانتومي پلانك و نسبت (عام و خاص) اينشتين وجود نمي‌داشت شايد كاراو نقطه عطفي در دنياي علم فيزيك مي‌شد ولي در اوايل قرن بيستم نظريه‌هاي جديد يكي پس از ديگري چنان دانشمندان را شوكه كرده بودنند كه ديگر اين ديدگاه نمي‌توانست اثر شگرف خود را بر اذهان پريشان فيزيكدانان برجاي بگذارد. طبق معمول اين نظريه ابتدا با بي مهري برخي از دانشمندان مواجه شد ولي ديري نپاييد كه صحت آن با آزمايش پراش الكترونها كه توسط داويسون( Clinton Joseph Davisson )و گرمر( Lester Halbert Germer )در سال 1926 انجام گرديد تاييد شد.

خصلت موجي – ذره‌اي ماده را نمي‌‌توان به كمك فيزيك كلاسيك تشريح كرد چرا كه يزيك كلاسيك تنها يك جنبه پديده‌هاي فيزيكي را مورد تجزيه و تحليل قرار ميدهد ياخصلت موجي مانند پراش و تداخل يا خصلت ذره‌اي آنها مانند   اندازه حركت و مكان و سرعت بهمين خاطر فيزيك كلاسيك از اينكه براي نور ماهيت ذره‌اي در نظر گيريد(نظريه پلانك) درصورتي كه تنها جنبه موجي آنرا مي‌تواند به خوبي مورد تجزيه و تحليل قرار دهد يا براي ماده ماهيت موجي در نظر بگيرد(فرض دوبروي) درصورتيكه تنها جنبه ذره‌اي آنرا مي‌تواند به طرز دقيقي معين سازد ناتوان مي‌باشد.

منبع : Parssky.com

1,272 total views, 2 views today

Share

2 فکر می‌کنند “كوانتوم و نسبيت دوست يا دشمن”

  1. بنده بیشتر به دنبال معادلات و مباحث پیش نیاز ریاضی مرتبط با بعد چهارم هستم

    [پاسخ]

  2. حاجي ما يه مقاله ي تقريبا كوتاه درباره ي واحدهاي ergوdyne ميخواستيم داريد؟؟؟؟

    [پاسخ]

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *