آیا نور ذره است یا موج؟

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami

محل اقامت: City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1024

سپاس: 679

جنسیت:

تماس:

آیا نور ذره است یا موج؟

پست توسط rohamjpl »

مفهوم دوگانگی موج ذره
آیا نور ذره است یا موج؟ این اجرای هنری سعی می کند دوگانگی را در بر بگیرد.
به طور تقریبی ، نور هم ذره است و هم موج. اما در بازنمایی دقیق ، نور نه ذره است و نه موج ، بلکه چیزی پیچیده تر است. به عنوان استعاره ، قوطی استوانه ای لوبیا را در نظر بگیرید. اگر قوطی را به صورت جانبی نگه دارید ، یک دوست را مجبور کنید فقط سایه آن را نگاه کند و از او بپرسید که شیء چه شکلی دارد ، او "مستطیل شکل" پاسخ می دهد. اما حالا قوطی را نود درجه بچرخانید ، دوست دوم فقط به سایه نگاه کند و او به شما می گوید قوطی "دایره ای" است. حالا از دو دوست خود بخواهید درباره شکل واقعی یکدیگر بحث کنند و پیشرفت چندانی نخواهند کرد. کدام یک درست است؟ آنها هر دو در راه درست هستند و هر دو به نوعی اشتباه می کنند. استوانه ای از زاویه ای دایره ای شکل و از زاویه ای دیگر مستطیلی است ، اما در حقیقت بسیار بیشتر از یک دایره به علاوه یک مستطیل است. این چیزی پیچیده تر است: یک شکل سه بعدی که نمی توان آن را به طور کامل از طریق اشکال دو بعدی مانند دایره ها و مستطیل ها توصیف کرد. مشکل این است که دوستان شما به سایه های قوطی لوبیا و نه خود شیء نگاه می کردند. سایه نمایشی دو بعدی و جمع شده از یک جسم سه بعدی است. این مورد در مورد ذرات کوانتومی مانند نور بسیار شبیه است. گفتن نور یک ذره به معنای آن است که به عنوان نمایشی فروپاشیده از یک موجود پیچیده تر نگاه کنیم. به همین ترتیب ، تصور از نور به عنوان یک موج به معنای برخورد آن با یک شیء ساده تر از آن چیزی است که هست.
قوطی استوانه ای
یک قوطی لوبیا از یک منظر مانند یک دایره و از منظری دیگر مستطیل به نظر می رسد. در حقیقت ، قوطی یک استوانه است. به همین ترتیب ، گاهی اوقات نور مانند یک موج عمل می کند و گاهی دیگر مانند یک ذره عمل می کند اما در حقیقت چیزی پیچیده تر است.
بسته به موقعیت ، نور گاهی مانند موج عمل می کند و گاهی مانند ذره عمل می کند. این تنها در صورتی منطقی است که بپذیرید نور چیزی پیچیده تر است. چیزی که از دیدگاه خاصی شبیه موج و از دیدگاه دیگر شبیه ذرات است. بنابراین واقعاً نور چیست؟ پاسخ به این سوال بدون بررسی ریاضیات پیچیده دشوار است. وضعیت بسیار شبیه فیل ضرب المثل و مردان کور است. یک مرد نابینا فقط پای فیل را احساس می کند و فیل را درخت می داند. مرد کوری دیگر دم فیل را احساس می کند و اعلام می کند که یک طناب است. یکی دیگر احساس می کند که عاج دارد و حیوان را نیزه می داند. همه افراد نابینا تا حدی درست و تا حدی اشتباه می کنند زیرا اطلاعات کاملی ندارند. اما چگونه می توان فیل را برای یک مرد نابینا توضیح داد بدون اینکه او تمام سطح آن را بالا ببرد و هر سانتی متر را برای خودش احساس کند؟ این مشکل فیزیکدانان در توضیح ذرات کوانتومی برای افرادی است که نمی توانند ریاضیات را برای خود حل کنند.
نور یک توزیع احتمالی با ارزش پیچیده است که دارای خواص کمی (گسسته) مانند انرژی است. کوچکترین قطعه نوری فوتون نامیده می شود. مانند یک موج ، یک فوتون پراش (خم شدن در گوشه ها) ، تداخل (الگوهای حاشیه ای) ، شکست (خم شدن هنگام ورود به ماده) ، بازتاب ، پراکندگی (گسترش شکل موج) ، انسجام (ردیف شدن مراحل) را تجربه می کند. فرکانس. مانند یک ذره ، یک فوتون حاوی یک انرژی ثابت ، یک حرکت ثابت ، یک چرخش ثابت است و می تواند اندازه گیری شود تا یک مکان ثابت واحد در فضا داشته باشد. بر اساس اصل عدم قطعیت هایزنبرگ ، ویژگی های موج مانند و ذرات مانند فوتون مبادله می شود. این بدان معناست که هرچه بیشتر یک فوتون را مجبور کنید مانند یک ذره عمل کند ، به عنوان مثال با محصور کردن آن در یک جعبه کوچک و در نتیجه عدم قطعیت در موقعیت خود را کاهش دهید ، کمتر مانند یک موج عمل می کند.
در آزمایش دو شکاف معروف یانگ ، یک پرتو منسجم نور از طریق دو شکاف و سپس بر روی یک صفحه عکاسی هدایت می شود. هنگامی که هر فوتون به صفحه برخورد می کند ، یک علامت واحد و نقطه مانند ایجاد می کند و نشان می دهد که فوتون به عنوان یک ذره با صفحه در تعامل است. اما الگوی کلی علائم روی صفحه ، الگوی تداخل میله ها است که تنها در صورتی امکان پذیر است که نور موج باشد. تداخل در نتیجه ایجاد دو تیر توسط دو شکاف ایجاد می شود که از شکاف ها خارج شده و با یکدیگر تداخل دارند. حتی از همه مهمتر ، اگر نور را تا زمانی که فقط یک فوتون را در یک زمان ارسال نمی کنیم ، کم کنیم ، باز هم یک الگوی تداخل دریافت می کنیم. این بدان معناست که یک فوتون واحد به طور همزمان از هر دو شکاف عبور می کند ، هنگام بیرون آمدن از شکاف ها ، خود را به شکل موجی تداخل می دهد و سپس به صورت ذره مانند یک علامت واحد روی صفحه می گذارد. اگر این برای شما مزخرف به نظر می رسد ، به این دلیل است که شما هنوز فوتون را فقط به عنوان یک ذره یا موج تصور می کنید. از آنجا که فوتون یک توزیع احتمالی در نوسان با خواص کمی است ، می تواند همه این کارها را به صورت کاملا معقول انجام دهد.
به طرز شگفت انگیزی ، همه کوانتوm اجسام از الکترون ها تا پروتون ها به عنوان توزیع احتمالات کمی شده عمل می کنند و نه فقط فوتون ها. اگر تصور کردن یک ذره/موج کوانتومی برای شما دشوار است ، اجازه ندهید این مشکل شما را وسوسه کند که نظریه کوانتوم را بیهوده رد کنید. نظریه کوانتوم تقریباً یک قرن است که در صدها آزمایشگاه به صورت تجربی تأیید شده است. علاوه بر این ، تراشه نیمه هادی داخل رایانه ای که در حال حاضر پیش رو دارید ، بستگی زیادی به درست بودن نظریه کوانتوم دارد. رد نظریه کوانتومی به عنوان دزدکی چون تصور مفاهیم آن دشوار است به این معناست که کامپیوترها وجود ندارند..I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست