ملتقى الفيزيائيين العرب > منتديات أقسام الفيزياء > منتدى فيزياء الـكـــــم. | ||
منشأ ميكانيكا الكم و منطق الكم ... تساؤلات حائرة |
الملاحظات |
|
أدوات الموضوع | انواع عرض الموضوع |
#1
|
|||
|
|||
![]() السلام عليكم
لقد تحدث الكثير من الأخوة و الأخوات عن نظرية ميكانيكا الكم و تطورها، لست أحاول هنا التكرار رغم ما سيبدو أنه كذلك و لكني كوني غير متخصصة في الفيزياء تستوقفني بعض التساؤلات خاصة بالدوافع التي تذكر و التي جعلت هذا العلم يتطور في الاتجاه الذي سار به، و لكي أتناول تلك التساؤلات ارتأيت أن أعرض ملخصا لتطور هذا المجال من العلم بالطريقة التي تجعل التساؤلات واضحة و مترابطة في موضوع أتمنى أن يكون متكاملا، ربما تكون تساؤلاتي بسيطة، ربما تكمن الإجابة في مبدأ بسيط غاب عني أو أني لست ملمة به، و لكن السؤال مفتاح العلم و أتمنى أن يعود الموضوع بفائدة علينا جميعا. و الملخص الذي أدرجه هنا هو ترجمتي لمقدمة كتاب Orthomodular structures as Quantum logic تأليف Pavel Ptak and Sylivia Pulmannova و الكتاب رغم أنه كتاب رياضي في طرحه و أساليب برهنته إلا أن المقدمة تحوي ملخص فيزيائي و مقدمة تاريخية لتطور ميكانيكا الكم و منطق الكم ( إن صح التعبير). و هذه المقدمة بالتسلسل الذي هي عليه أنا معنية به و أرجو منكم أن تعذروني مسبقا لسوء الترجمة إن وقع بها سوء. |
#2
|
|||
|
|||
![]() في عام 1900م قدم لنا بلانك تعريف الطاقة المكممة energy quantum لاشتقاق صيغة لطاقة شعاع ذي تردد معين المنبعث من وحدة الحجوم لجسم الأسود عند درجة حرارة معينة ،
و كانت هناك صيغتان سابقتان صدقتهما التجارب إحداها تتناول الترددات العالية والأخرى الترددات المنخفضة، و قد استطاع بلانك باستخدام فرض تكميم الطاقة الوصول لقانون يناسب جميع الترددات. و كان المبدأ الذي وضعه أن طاقة الأشعة الكهرومغناطيسية تنبعث و تمتص على شكل كمات منفصلة بطاقة تتناسب و تردد الإشعاع و من هنا نجد أن E= hv و افترض أن هذه الإشعاعات تنتشر بعد ذلك على كل موجات كما تنص على ذلك القوانين الكلاسيكية . التطور الثاني حدث على يد أينشتين عام 1905 و الذي أشار إلى أن التأثيرات التي يحدثها الضوء في التجارب يمكن تفسيرها بافتراض أن الضوء له خاصية جسيمية، و افترض أن الضوء يتكون من جزيئات منفصلة تتحرك بسرعة الضوء أطلق عليها فيما بعد الفوتونات . و في عام 1911 اقترح رذرفورد نموذج للذرة افترض فيه أن الذرة لها شحنة موجبة في مركزها (النواة) و الذي تتركز فيه معظم الكتلة ، و هذا المركز محاط بانتشار منتظم لطاقة سالبة تعادل شحنة النواة، و لكنه افترض أيضا إمكانية أن تكون الشحنة السالبة ليست موزعة بانتظام و لكن قد تتركز في الإلكترونات . |
#3
|
|||
|
|||
![]() و لكن هذا التصور للذرة كان تصور غير مستقر بالنسبة لقوانين الحركة الفيزيائية التقليدية
إذ أن هذه الشحنات لو كانت لا تتحرك فستنجذب للنواة بفعل قوة الجذب الكهربية، و لو كانت متحركة فحسب قوانين electrodynamics ستفقد كل طاقتها في زمن قدره 10 مرفوعة للقوة (-8) جزء من الثانية و ستقع داخل النواة. و قبل أن أتابع أود أن أتوقف هنا أتساءل هنا بالنسبة للجملة الأخيرة لماذا؟ أو كيف تم حساب ذلك، و ما الفرق الذي جعل تلك الحسابات دقيقة في حين لم يقل قائل بوجوب انتهاء مصير الأرض بوقوعها داخل الشمس ، من الواضح أن الأمر يتعلق بالشحنة و لكنه يبدو غير واضح لي فأرجو التوضيح ما أمكن. لنفترض أن الإلكترون أعطي سرعة ابتدائية انطلق بها من النواة و له شحنة سالبة ماذا سيحدث له؟؟؟ |
#4
|
|||
|
|||
![]() حسنا طرحت سؤالا و أعتقد أن الإجابة تكمن في التالي
بحسب ما فهمت من د. مازن أنه بحسب قوانين electrodynamics طالما أن الإلكترون يتحرك و هو جسيم مشحون يفترض أن تنبعث منه إشعاعات كهرومغناطيسية و هكذا فإنه يفقد طاقة (و الطاقة المفقودة هي طاقة حركية) و هذا يؤدي إلى تناقص الطاقة الحركية للالكترون حتى تنعدم. |
#5
|
|||
|
|||
![]() السلام عليكم
كلام جميل ماذا تريد ان بالضبط هل تريد تفسير لماذا لا يقع الالكترون في النواة؟ |
#6
|
|||
|
|||
![]() أهلا بك أخي أبو غازي
نعم كان هذا هو السؤال المطروح على نحو ما و لكن بشكل دقيق كان التساؤل بخصوص لماذا لم يكن بالإمكان تفسير دوران الالكترون حول النواة بالفيزياء التقليدية بينما نجحت بالفيزياء التقليدية في تفسير دوران الأرض حول الشمس بدون مشاكل. |
#7
|
|||
|
|||
![]() لنكمل ما بدأناه من التطور التاريخي لميكانيكا الكم و منطق الكم
ظاهرة أخرى لم تستطع الفيزياء التقليدية الإجابة عليها و تتعلق بما يسمى خطوط الطيف spectral lines ، فإذا تعرضت مادة و لتكن الهيدروجين لدرجات عالية من الحرارة، تنبعث منها إشعاعات على شكل متتابعة من الخطوط الدقيقة , و هذه الاشعاعات يمكن رؤيتها من خلال المخروط ، هذه الخطوط يمكن تمييز المواد من خلالها، و قد وجد أن ترددات خطوط الطيف للهيدروجين تعتمد على عددين صحيحين m, n حيث n أقل من m. و أن التردد يتناسب طرديا مع حاصل طرح مقلوب مربعي العددين. c R( (1\n^2 )– (1\m^2) ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1) في عام 1913 نجح بور باستخدام مبدأ بلانك في إيجاد تفسير نظري لنموذج رذرفورد للذرة ، و كان في نفس الوقت أيضا تفسيرا للانبعاث الطيفي لذرة الهيدروجين. حيث بدأ بور بافتراض أن الإلكترون داخل الذرة لا يخضع لقوانين الحركة التقليدية فقط و لكن أيضا لبعض القوانين الأخرى ، و قدم لنا مفهوم الحالة المستقرة stationary state و أن الإلكترون في الحالة المستقرة لا يطلق أي إشعاعات. و كان فرضياته حول ذرة الهيدروجين كالتالي 1- أن الإلكترونات تدور في مدارات دائرية منفصلة و تظل طاقة كل منها ثابتة طالما كانت تتحرك في نفس المدار، 2- و في المدارات المسموح بها للإلكترون يكون العزم الزاوي للإلكترون هو أحد مضاعفات العدد ( (h/ (2(\pi 3- يمكن للإلكترون أن ينتقل من مدار لآخر و في هذه الحالة فإنه يفقد أو يكتسب طاقة تكافئ الفرق بين طاقة المدارين المنتقل منه و إليه. و من هذه الفرضيات استنتج بور نظريا المعادلة (1) و استنتج قيمة الثابت R و الذي كان متوافقا مع النتائج التجريبية. |
#8
|
|||
|
|||
![]() لا مجال للمقارنة هوائية
|
#9
|
|||
|
|||
![]() لماذا أخي أبو غازي
بالعكس أرى وجوها كثيرة للمقارنة و أنا انطلق ليس من منطق شخص يعيش في عام 2007 و إنما من المنطق في ذاك العصر حيث لم تكن قد نشأت بعد ميكانيكا الكم. و كانت المحاولات لا تزال قائمة لتفسير و اكتشاف الذرة، و كان النموذج الذي وضع لها شبيها بالمجموعة الشمسية، لا بل أقول أن النموذج وضع و كانت فكرته الأساسية هي تشبيه مكونات الذرة بالمجموعة الشمسية ، حيث تمثل النواة الشمس و الكواكب الإلكترونات، و الخلاف الرئيسي كما قلت في البداية نابع من وجود الشحنة أما أوجه التشابه فعديدة منها و الفرق في الكتلة بين النواة و الالكترونات و الفرق في المسافة بينهما و الحركة الدورانية للإلكترون حول النواة كل هذه أوجه تشابه مع ما يماثلها في المجموعة الشمسية ؟؟؟؟؟؟؟ |
#10
|
|||
|
|||
![]() لنكمل ما بدأناه من التطور التاريخي لميكانيكا الكم و منطق الكم
ظاهرة أخرى لم تستطع الفيزياء التقليدية الإجابة عليها هي تتعلق بخطوط الطيف spectral lines ، فإذا تعرضت مادة و لتكن الهيدروجين لدرجات عالية من الحرارة، تنبعث منها إشعاعات على شكل متتابعة من الخطوط الدقيقة , و يمكن رؤيتها من خلال المخروط ، هذه الخطوط يمكن تمييز المواد من خلالها، و قد وجد أن ترددات خطوط الطيف للهيدروجين تعتمد على عددين صحيحين m, n حيث n أقل من m. و أن التردد يتناسب طرديا مع حاصل طرح مقلوب مربعي العددين. c R( (1\n^2 )– (1\m^2) ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1) في عام 1913 نجح بور باستخدام مبدأ بلانك في إيجاد تفسير نظري لنموذج رذرفورد للذرة ، و استطاع في نفس الوقت أيضا تفسيرا للانبعاث الطيفي لذرة الهيدروجين. حيث بدأ بور بافتراض أن الإلكترون داخل الذرة لا يخضع لقوانين الحركة التقليدية فقط و لكن أيضا لبعض القوانين الأخرى ، و قدم لنا مفهوم الحالة المستقرة stationary state و أن الإلكترون في الحالة المستقرة لا يطلق أي إشعاعات. و كان فرضياته حول ذرة الهيدروجين 1- أن الإلكترونات تدور في مدارات دائرية منفصلة و تظل طاقة كل منها ثابتة طالما كانت تتحرك في نفس المدار، 2- و في المدارات المسموح بها للإلكترون يكون العزم الزاوي للإلكترون هو أحد مضاعفات العدد (h / (2\pi 3- يمكن للإلكترون أن ينتقل من مدار لآخر و في هذه الحالة فإنه يفقد أو يكتسب طاقة تكافئ الفرق بين طاقة المدارين المنتقل منه و إليه. و من هذه الفرضيات استنتج بور نظريا المعادلة (1) و استنتج قيمة الثابت R و الذي كان متوافقا مع النتائج التجريبية مما دعم صحة فرضياته. |
الذين يشاهدون محتوى الموضوع الآن : 1 ( الأعضاء 0 والزوار 1) | |
انواع عرض الموضوع |
![]() |
![]() |
![]() |
|
|
![]() |
||||
الموضوع | كاتب الموضوع | المنتدى | مشاركات | آخر مشاركة |
ميكانيكا الكم | محمد ابوزيد | منتدى فيزياء الـكـــــم. | 24 | 10-12-2010 00:43 |
ميكانيكا الكم | نووي1426 | منتدى فيزياء الـكـــــم. | 37 | 18-11-2010 09:19 |
ميكانيكا الكم | محمد دماج | منتدى فيزياء الـكـــــم. | 4 | 05-04-2008 22:34 |
ميكانيكا الكم | فيزيائيه غبيه | استراحـــة أعضاء ملتقى الفيزيائيين العرب. | 2 | 02-04-2007 07:28 |
ما هي ميكانيكا الكم؟ | ستار12 | منتدى فيزياء الـكـــــم. | 4 | 07-02-2006 17:12 |