مشاوره رایگان تحصیلی
منو

روابط بین اشیا در جهان اتمى

: روابط بين اشيا در جهان اتمى :

روابط بين اشيا در جهان اتمى

احمدرضا همتى مقدم

اوايل قرن بيستم مصادف با دو انقلاب بزرگ در نظريه هاى فيزيكى بود، يعنى مكانيك نسبيت و مكانيك كوانتوم. با شروع قرن بيستم مشخص شد كه فيزيك كلاسيك نيوتنى و ماكسولى قادر به پاسخگويى به مشكلاتى كه در بررسى اشيا و با اندازه هاى اتمى رخ مى دهد نيست. اما تا دهه 1920 هيچ نظريه اى قادر نبود به خوبى مسائل حوزه اتمى را تبيين كند. در سال ،1927 «هايزنبرگ» تلاش كرد حالت و تكانه يك الكترون را محاسبه كند. «هايزنبرگ» نشان داد انجام آزمايشى كه با آن بتوان حالت و تكانه يك الكترون را محاسبه كرد ناميسر است. از طرف ديگر هر محاسبه اى كه انجام دهيم، به سبب اختلافى كه ابزار محاسبه گر به وجود مى آورد، تقريبى خواهد بود. او استدلال كرد نه تنها عملاً محاسبه كردن امكان پذير نيست، بلكه به لحاظ نظرى نيز انجام محاسبه به طور دقيق ناميسر است. اما قبل از هايزنبرگ دانشمندان ديگرى در رشد و تكامل نظريه او سهيم بودند. يكى از اين دانشمندان «ماكس پلانك» بود. پژوهش هاى وى در خصوص تابش جسم سياه (جسمى كه همه پرتوهاى تابيده شده را جذب مى كند) نشان داد كه تابش انرژى به صورت جريانى متصل گسيل نشده بلكه گسيل آن در بسته هاى جداگانه موسوم به «كوانتوا» است (quanta). او با اين كشف توانست معادله اى را كه در جست وجوى آن بود صورت بندى كند يعنى hV = E كه «V» بسامد نور و «h» ثابت پلانك است كه عددى بسيار كوچك است و پيوسته در فرمول هاى فيزيك قرن بيستم تكرار مى شود.

اينشتين نيز در نظريه نسبيتش كار پلانك را مبنا قرار داد و تبيين نور بر حسب كوانتوم ها را يكى از اصول موضوعه بنيادى نظريه اش قرار داد. او با كشف اثر «فتوالكتريك» به رشد نظريه كوانتوم يارى رساند. اينشتين پى برد كه نور مركب از ذراتى به نام «فوتون» است. هنگامى كه جريانى از فوتون ها گسيل مى شوند تا به يك صفحه فلزى برخورد كنند الكترون هايى كه صفحه فلزى از آنها ساخته شده است كنده شده و آزاد مى شوند. در سال 1925 نيز «دوبروى» اعلام داشت الكترون ها ذره نيستند بلكه منظومه هايى از امواج اند. «شرودينگر» اين نظريه را گسترش داد و اعلام كرد نه فقط الكترون ها، بلكه فوتون ها، اتم ها و تمام مولكول ها را مى توان به منزله امواج دانست. «هايزنبرگ» در اين سال ها وارد صحنه مى شود. وى نشان داد با توجه به نوع معادله اى كه استفاده مى شود فيزيكدان ها مى توانند كوانتوم هاى نور را ذرات يا امواج محسوب كنند. او در تلاش هايش براى تعيين حالت و تكانه يك الكترون به اين نتيجه رسيد كه دشوارى اى كه در چنين محاسبه اى وجود دارد اين است كه الكترون كوچك تر از يك موج نورى است. چون براى مشاهده الكترون بايد از ميكروسكوپ استفاده كرد و هنگام استفاده از ميكروسكوپ از يك چشمه نور هم استفاده خواهيم كرد. چون بنابر اثر فوتوالكتريك اينشتين، فوتون هاى نور در حالت الكترون ها اختلال ايجاد مى كند در نتيجه در محاسبه حالت و تكانه يك الكترون با دو مشكل روبه روييم:

اول آنكه از هر نورى استفاده كنيم در حالت الكترون اختلال ايجاد مى شود و اگر از پرتوهاى گاماى راديوم استفاده كنيم چون آنها هم بسامد بالا دارند و هم موج هايى با طول موج هاى كوتاه تر از نور، در نتيجه در حالت الكترون اختلال ايجاد مى كنند. به اين ترتيب محاسبه حالت و تكانه الكترون عملاً و نظراً غيرممكن است. اين نظريه كوانتوم جديد به سرعت در حوزه عمل نيز موفقيت خود را ثابت كرد هم در شرح پديده هايى مانند پايدارى اتم ها و هم در پيش بينى جزئيات كمى مانند طول موج و شدت نورى كه اتم ها در هنگام تحريك گسيل مى كنند. در مكانيك كلاسيك نيوتنى، حالت يك سيستم در يك زمان خاص كاملاً با داشتن مكان و تكانه هر يك از اجزاى سازنده آن، مشخص مى شود. در نظريه مكانيك كلاسيك، معادلات حركت مى توانند تغيير حالت سيستم را مشخص كنند. لااقل در مورد سيستم منزوى ساده حل اين معادلات حالت سيستم را در همه زمان هاى بعدى مشخص مى كنند. با توجه به حالت اوليه و نيروهاى عمل كننده بر آن، مكانيك كلاسيك نظريه موجبيتى است. رفتار زمان هاى آينده سيستم منحصراً به وسيله حالت فعلى تعيين مى شود. در اين حالت يك مشاهده ايده آل حالت سيستم نه تنها موقعيت و تكانه دقيق هر يك از اجزاى سازنده آن را در يك زمان خاص تعيين مى كند بلكه پيش بينى حالت آينده دقيق آن را نيز ممكن مى سازد. اگرچه مكانيك كوانتوم از همان كميت هاى ديناميكى استفاده مى كند با اين حال براى سيستمى كه در مورد آن اعمال مى شود (مانند الكترون) حالتى را كه در آن همه كميت ها مقدار دقيقى داشته باشند مشخص نمى كند. در عوض حالت يك سيستم منزوى به وسيله يك مفهوم رياضى انتزاعى نشان داده مى شود. به طور نمونه يك تابع موج يا به طور كلى تر يك بردار حالت (بردارى كه از يك nتايى تشكيل شده است كه تعدادى ورودى و تعدادى خروجى دارد). اين بردار فقط نشان مى دهد كه يك اندازه گيرى از هر كميت ديناميكى سيستم با چه احتمالى، مقدارى مشخص را پيدا مى كند و هيچ يك از اين احتمالات نمى تواند معادل با يك يا صفر باشد. به علاوه هيچ تلاشى براى تعيين حالت اوليه سيستم از طريق اندازه گيرى كميت هاى ديناميكى نمى تواند اطلاعاتى بيش از آنچه يك بردار حالت به ما مى دهد فراهم كند. به طور كلى هيچ اندازه گيرى يا حتى تعيين نظرى حالت فعلى سيستم نمى تواند در چارچوب نظرى مقاديرى را كه در اندازه گيرى هاى يك كميت دلخواه ديناميك در زمان هاى بعدى مشاهد مى شوند، تعيين كند.

در اين معنا، نظريه مكانيك كوانتوم «غيرموجبيت گرايانه» است. مكانيك كوانتوم در دهه 1920 بحث هاى داغى را ميان فيزيكدانان ايجاد كرد كه در نهايت به «تفسير كپنهاگى» انجاميد. تفسير كپنهاگى به صورت كلى بيان مى كند كه كامل ترين توصيف يك سيستم در يك زمان معين تنها از نظر احتمالاتى پيش بينى رفتار آتى آن را ممكن مى سازد. اين تفسير كپنهاگى اشاره بر اين دارد كه جهان غيرموجبيتى است. آيا اين سخن به معناى نفى عليت است؟ عليت واژه مبهمى است. اگر عليت به اين معناست كه پديده هاى تكرارپذير قوانين طبيعى را تاييد مى كنند پس مكانيك كوانتوم نفى عليت نيست حتى اگر اين نظريه دلالت بر اين داشته باشد كه جهان نهايتاً غيرموجبيتى است. اگر عليت معادل با موجبيت (نظريه اى موجبيت گرايانه است كه آگاهى معين درباره رويدادهايى معين در زمان و مكان خاصى بدهد) است، پس عليت در چنين جهانى ناتوان است. اما آيا عليت مى تواند در يك جهان غيرموجبيتى وجود داشته باشد؟ اين سئوال و سئوالاتى مشابه بحث هاى دقيق فلسفى را ايجاد كرده است كه تا به امروز محل نزاع فيلسوفان است.

فلسفه علم _ نيكلاس كاپالدى. ترجمه على حقى. 1377.

منبع :www.sharghnewspaper.com




www.HUPAA.com
محک
مشاوره رایگان تحصیلی
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
آموزش زبان انگلیسی
سگال - موسسه خیریه حمایت از کودکان فلج مغزی
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
مشاوره رایگان تحصیلی
آخرین گفتگوها در انجمن
نسبیت برای نور (8 پاسخ)
ناوردایی نسبت به زمان (2 پاسخ)
فرمول کولن (3 پاسخ)
زمین تخت گرایان (186 پاسخ)
نیروی وارد بر قاعده از طرف آب (9 پاسخ)
سوال درباره پیچ جاده (2 پاسخ)
اگر چرخش زمین و ماه در یک جهت نبود چی می شد ؟ (0 پاسخ)
سوال از تبدیل ماده به انرژی (28 پاسخ)
معادله حرکت بر روی سطح شیبدار با شتاب ثابت (11 پاسخ)
چه شد که بیگ بنگ رخ داد؟ (16 پاسخ)
با باقیمانده بافت مغز پس از جراحی چه می‌توان کرد؟ (0 پاسخ)
انرژی به ماده (1 پاسخ)
زبان اعداد و طیف ارتعاشی آنان در زندگی (3 پاسخ)
اصل طرد پاولی (2 پاسخ)
نمودار سه بعدی تبدیل جرم به انرژی (0 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (17 پاسخ)
سوالی در باب مسئله درهم تنیدگی کوانتومی (13 پاسخ)
معرفی مجله (0 پاسخ)
درهم تنیدگی برای ذراتِ تابش هاوکینگ (0 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (229 پاسخ)
تحولات کره در فضای ثابت و منبسط شونده (3 پاسخ)
پارادوکسی جدید در همزمانی (28 پاسخ)
سیاهچاله (4 پاسخ)
میدان هیگز (0 پاسخ)
بهترین نرم افزار محاسبات فیزیک (1 پاسخ)
تناقض در دو جنبه اصل نسبیت؟ (30 پاسخ)
چگونه بدانیم قلبمان سالم است؟ (0 پاسخ)
معادلات حرکت با سرعت فراتر از نور (3 پاسخ)
بازی با احتمالات (5 پاسخ)
نسبیت به زبان ساده (150 پاسخ)
تاریخچه گشتامد دنباله دار هالی (0 پاسخ)
بعد از نظر فیزیک (3 پاسخ)
چرا پروتون، الکترون را جذب می‌کند؟ (3 پاسخ)
تعادل در هسته مرکزی زمین (2 پاسخ)
عبور از افق رویدادِ یک سیاهچاله (2 پاسخ)
آیا میدان هیگز نوسانی است؟ (0 پاسخ)
موتور بدون سوخت+Free Energy (11 پاسخ)
میدان مغناطیس زمین و تولید نیروی برق( طرحی جالب) (21 پاسخ)
آیا انرژی جرم دارد ؟ (31 پاسخ)
شعاع شوارتزشیلد و نقطه ی تکینگی (17 پاسخ)
سوال وزنه و فنر (0 پاسخ)
علت عبور نور مریی از شیشه سربی بر خلاف گاما (26 پاسخ)
سوال در مورد اصطکاک (29 پاسخ)
حدس گلادباخ (80 پاسخ)
تکنیک حل معادله (4 پاسخ)
برای سفر انسان به مریخ، چه امکاناتی لازم است و این سفر چه مد (1 پاسخ)
مختصات رئوس مربع ها چگونه بدست می آید؟ (4 پاسخ)
جلوگیری از انتشار میدان مغناطیسی (9 پاسخ)
چرا پروتون سبکتر از کوارک است؟ (4 پاسخ)
آزمایش لوله پرتو کاتدی (20 پاسخ)
سفر در زمان با خواب مصنوعی (0 پاسخ)
پارادوکس EPR (8 پاسخ)
چرا آهنربا چوب رو جذب نمیکنه ولی آهن رو جذب میکنه؟ (13 پاسخ)
آهنربای النیکو (1 پاسخ)
چطور میتونم خلاء درست کنم؟! (8 پاسخ)
تیر رعد و برق (6 پاسخ)
کرم‌چاله چیست؟ (0 پاسخ)
آیا بشقاب پرنده ها وجود دارند؟ (0 پاسخ)
چرا سیارات چشمک نمی زنند؟ (0 پاسخ)
آیا فضا منحنی است؟ (0 پاسخ)
مقالات فیزیک
چطور خشکی چشم را به طور طبیعی درمان کنیم؟
تامین انرژی در ژاپن صددرصد تجدید‌پذیر می‌شود
در کهکشان‌های کوتوله چه خبر است؟
آیا متوسط دمای بدن انسان‌ها، تغییر کرده است؟
چطور سر صحبت را با کسی باز کنیم؟
آیا واقعاً دانشمندان رباتی با سلول‌های زنده ساخته‌اند؟
تاثیر منفی مصرف ماریجوانا بر روی حافظه
تاثیر باورنکردنی انقلاب صنعتی بر رشته‌کوه هیمالیا
تفاوت سیاره‌های غول‌پیکر با ستاره‌های کوتوله در چیست؟
چگونه می‌توان فلز را به عایق تبدیل کرد؟
ساخت دستگاهی هوشمند برای تنظیم قند خون
چطور در خانه آب مقطر تهیه کنیم؟
گونه‌های نادر حیوانات و گیاهان نیز زاغه‌نشین می‌شوند!
چرا برخی افراد در مقابل آنفلوآنزا ضعیف‌تر هستند؟
داستان واضح‌ترین تصویر از کورونای خورشیدی
نحوه تمیز کردن کتری برقی
کروناویروس تا کجا پیش می‌رود؟
خودروی استثنایی کیا
ناسا در ماه، پرورش قارچ‌ راه می‌اندازد
چطور اگزما را در نوزادان شناسایی و درمان کنیم؟
آیا موجودات فرازمینی نامرئی وجود دارند؟
مغز چگونه تفاوت بین لذت و درد را تشخیص می‌دهد؟
تاثیر تکنولوژی‌های قدیمی، بر روی گرمایش زمین
چطور یک آکواریوم بسازیم؟
آیا هوش مصنوعی می‌تواند تحقیقات عملی انجام دهد؟
پارکر اطلاعات جدیدی از ذرات خورشیدی به زمین مخابره کرد
اثرانگشت، مصرف‌کنندگان مواد مخدر را رسوا می‌کند
چطور یک مبتکر باشیم؟
کهکشانی مارپیچی که دو هسته‌ی فعال دارد!‌
رکورد دما در جنوبگان شکسته شد
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
آمار مرگ در اثر عوارض الکل چقدر است؟ (0+)
آتشفشان‌های جوان بر روی سیاره‌ی ناهید (0+)
تاردیگراد در مقابل گرمایش جهانی ضعیف است (0+)
حرکات کششی که باید قبل و بعد از دویدن انجام داد (0+)
میلیاردر ژاپنی به دنبال شریکی برای سفر به ماه می‌گردد! (0+)
راز سالم ماندن مغز باستانی انسان (0+)
زمان غذا خوردن چه اهمیتی دارد؟ (0+)
چطور علائم ناشی از کشیدگی‌ پوست را درمان کنیم؟ (0+)
ساخت میکرولیزر با استفاده از فناوری نانو (0+)
حلقه‌ی هیدروژنی عجیب در اطراف یک کهکشان (0+)
کاهش بروز مرگ و میر در اثر سرطان (0+)
ورزش‌هایی که برای سلامت مغز مفید هستند (0+)
دیدنی‌هایی هیجان‌انگیز از یک کهکشان مارپیچی (0+)
حیات اولیه بر روی زمین، کجا شکل گرفته است؟ (0+)
چطور آروغ یک نوزاد را بگیریم؟ (0+)
ادامه ...