Tweet
نبذة مختصرة عن ميكانيكا الكوانتم
من منا لم يدرس الإلكترون ، فالجميع يعرف بوجود جسيمات أولية حول نواة الذرة تُسمى بالإلكترونات ، ولكن الأمر لن ينتهى هكذا فالإلكترون يحوي أسراراً أكبر من حجمه ..
بداية افترض العلماء لعقود من السنين إن الإلكترون يدور حول الذرة كما يدور الكوكب حول الشمس إلى أن جاء مجموعة من عُلماء الفيزياء وقاموا بتطوير هذا المنظور البدائي .
Albert Einstein
بداية في عام 1921 فاز ألبرت أينشتاين بجائزة نوبل في الفيزياء بسبب إسهاماته في الفيزياء النظرية وخصوصاً في اكتشافه الظاهرة الكهروضوئية – ِPhotoelectric effect – ووجد أنه يمكن إثارة الإلكترونات عن طريق الضوء مما جعله يفترض بأن الضوء له خصائص مادية (الفوتون) بجانب خصائصه الموجية ومن هنا تم افتراض إن الضوء يملك طبيعة مزدوجة إحداهما موجية والأخرى مادية وكان هذا سبب في جعل العالم " لويس دي براولي " يقول بأنه لو كان الضوء يستطيع أن يتصرف كالجسيمات ربما الجسيمات – مثل الإلكترونات – تستطيع ان تتصرف مثل الموجات وتمتلك خصائص موجية بجانب خواصها المادية
If light waves can behave like a stream of particles (photons) , perhaps particles such as electron can possess wave properties
Werner Heisenberg
وبعد ذلك جاء العالم هايزنبيرج في عام 1932 وقام باكتشاف أحد أهم مبادئ الفيزياء النظرية وهو مبدأ عدم التأكد والذي قال في بأنه في الجسيمات الكمومية مزدوجة الطبيعة مثل الإلكترون يستحيل علمياً قياس خاصيتين فيزيائيتين كمكانه وسرعته في لحظة معينة دون وجود نسبة من عدم التأكد لأن الإلكترون يتحرك خلال فترة زمنية تقترب من الصفر وعند النظر إلى الإلكترون سيبدو ساكناً بدون حركة – الطبيعة المادية -
Heisenberg Uncertainty Principle
لا يمكن قياس خاصتين فيزيائيتين كالمكان والسرعة لجسيم كمي مثل الإلكترون في لحظة معينة دون وجود قدر من عدم التأكد من أحد الخاصيتين أو كلتيهما ، فإذا عرفنا مكان الإلكترون في لحظة ما أصبح مستحيلاً معرفة سرعته بدقة ، لأن إلكترونا يكون متحركاً في لحظة من الزمن - خلال فترة زمنية تتناهى إلى الصفر – سيبدو ساكناً
Erwin Schrödinger
وكان في ذلك الوقت العالم شرودنجر يعمل على رياضة من نوع جديد تصف حالات وحركات الإلكترون الكمومية وسُميت بميكانيكا الكوانتم وكانت تتابع لنظريات دي بروالي و أينشتاين و هايزنبيرج وحصل على جائزة نوبل بسبب مُعادلتة الشهيرة التي تُسمى بمعادلة رودنجر التي تصف حالات الإلكترون الكمومية بالاعتماد على لزمن.
أراد شرودنجر تبسيط معادلاتة وما توصل إليه في ميكانيكا الكوانتم عن طريق ضرب مثال افتراضي لتجربة ذهنية شهير تُسمى “قطة شرودنجر” .
تخيل شرودنجر وجود قطة داخل صندوق به غطاء ولا أحد يرى ما بداخلة وتم وضع قطة ومعها ذرة مشعة غير مستقرة وعداد جيجر لقياس الإشعاعات ومطرقة و سُم خلال ساعة .. إذا أطلقت الذرة إشعاعات في الجهة اليمنى لن يتحرك عداد جيجر وإذا أطلقت الإشعاعات في اليسار سيتحرك عداد جيجر ومعه ستتحرك المطرقة وتحط السُم وتموت القطة .. بعد مرور الساعة يريد المشاهد انا يعرف هل القطة حية أم ميتة ؟ .. طبقاً لميكانيكا الكوانتم فأن القطة ستكون في حالة مُركبة بين الحياة والموت أي إنها حية وميته في نفس الوقت ! ولكنك عند نزع الغطاء من على الصندوق ستجد القطة إما حية أو ميتة ولا يمكنك رؤية الحالة التركيبية لها.
وطبقاً لهذا المثال فإن الحال ينطبق على الإلكترون والجسيمات دون الذرية فالألكترون موجة ومادة في نفس الوقت ولكنك عند النظر له ستجده إما موجه أو مادة ولا يمكنك رؤية حالته التركيبية
من منا لم يدرس الإلكترون ، فالجميع يعرف بوجود جسيمات أولية حول نواة الذرة تُسمى بالإلكترونات ، ولكن الأمر لن ينتهى هكذا فالإلكترون يحوي أسراراً أكبر من حجمه ..
بداية افترض العلماء لعقود من السنين إن الإلكترون يدور حول الذرة كما يدور الكوكب حول الشمس إلى أن جاء مجموعة من عُلماء الفيزياء وقاموا بتطوير هذا المنظور البدائي .
Albert Einstein
بداية في عام 1921 فاز ألبرت أينشتاين بجائزة نوبل في الفيزياء بسبب إسهاماته في الفيزياء النظرية وخصوصاً في اكتشافه الظاهرة الكهروضوئية – ِPhotoelectric effect – ووجد أنه يمكن إثارة الإلكترونات عن طريق الضوء مما جعله يفترض بأن الضوء له خصائص مادية (الفوتون) بجانب خصائصه الموجية ومن هنا تم افتراض إن الضوء يملك طبيعة مزدوجة إحداهما موجية والأخرى مادية وكان هذا سبب في جعل العالم " لويس دي براولي " يقول بأنه لو كان الضوء يستطيع أن يتصرف كالجسيمات ربما الجسيمات – مثل الإلكترونات – تستطيع ان تتصرف مثل الموجات وتمتلك خصائص موجية بجانب خواصها المادية
If light waves can behave like a stream of particles (photons) , perhaps particles such as electron can possess wave properties
Werner Heisenberg
وبعد ذلك جاء العالم هايزنبيرج في عام 1932 وقام باكتشاف أحد أهم مبادئ الفيزياء النظرية وهو مبدأ عدم التأكد والذي قال في بأنه في الجسيمات الكمومية مزدوجة الطبيعة مثل الإلكترون يستحيل علمياً قياس خاصيتين فيزيائيتين كمكانه وسرعته في لحظة معينة دون وجود نسبة من عدم التأكد لأن الإلكترون يتحرك خلال فترة زمنية تقترب من الصفر وعند النظر إلى الإلكترون سيبدو ساكناً بدون حركة – الطبيعة المادية -
Heisenberg Uncertainty Principle
لا يمكن قياس خاصتين فيزيائيتين كالمكان والسرعة لجسيم كمي مثل الإلكترون في لحظة معينة دون وجود قدر من عدم التأكد من أحد الخاصيتين أو كلتيهما ، فإذا عرفنا مكان الإلكترون في لحظة ما أصبح مستحيلاً معرفة سرعته بدقة ، لأن إلكترونا يكون متحركاً في لحظة من الزمن - خلال فترة زمنية تتناهى إلى الصفر – سيبدو ساكناً
Erwin Schrödinger
وكان في ذلك الوقت العالم شرودنجر يعمل على رياضة من نوع جديد تصف حالات وحركات الإلكترون الكمومية وسُميت بميكانيكا الكوانتم وكانت تتابع لنظريات دي بروالي و أينشتاين و هايزنبيرج وحصل على جائزة نوبل بسبب مُعادلتة الشهيرة التي تُسمى بمعادلة رودنجر التي تصف حالات الإلكترون الكمومية بالاعتماد على لزمن.
أراد شرودنجر تبسيط معادلاتة وما توصل إليه في ميكانيكا الكوانتم عن طريق ضرب مثال افتراضي لتجربة ذهنية شهير تُسمى “قطة شرودنجر” .
تخيل شرودنجر وجود قطة داخل صندوق به غطاء ولا أحد يرى ما بداخلة وتم وضع قطة ومعها ذرة مشعة غير مستقرة وعداد جيجر لقياس الإشعاعات ومطرقة و سُم خلال ساعة .. إذا أطلقت الذرة إشعاعات في الجهة اليمنى لن يتحرك عداد جيجر وإذا أطلقت الإشعاعات في اليسار سيتحرك عداد جيجر ومعه ستتحرك المطرقة وتحط السُم وتموت القطة .. بعد مرور الساعة يريد المشاهد انا يعرف هل القطة حية أم ميتة ؟ .. طبقاً لميكانيكا الكوانتم فأن القطة ستكون في حالة مُركبة بين الحياة والموت أي إنها حية وميته في نفس الوقت ! ولكنك عند نزع الغطاء من على الصندوق ستجد القطة إما حية أو ميتة ولا يمكنك رؤية الحالة التركيبية لها.
وطبقاً لهذا المثال فإن الحال ينطبق على الإلكترون والجسيمات دون الذرية فالألكترون موجة ومادة في نفس الوقت ولكنك عند النظر له ستجده إما موجه أو مادة ولا يمكنك رؤية حالته التركيبية
Comment