الميكانيكا الكميه

من ويكيبيديا، الموسوعه الحره
روح على: استكشاف، تدوير

الميكانيكا الكمية وبتتعرف برضوا على انها الفيزيا الكمية او النظرية الكمية( و بالعامية بنسميها الكوانتم ميكاكنس او ميكانيكا الكم ) ( والكم هو اسم بيدل على اصغر كمية من الطاقة ممكن نتبادلها بين الجسيمات ) هى فرع من فروع الفيزيا و الى بتتعامل مع الظواهر الفيزيائية ودا فى المقاييس النانوسكوبية و المقاييس دون الذرية و لما بيكون الحدث على حسب ثابت بلانك. الميكانيكا الكمية بعيدة بشكل اساسى عن الميكانيكا الكلاسيكية فى عالم الكم للمقاييس الذرية و الى تحت الذرية. الميكانيكا الكمية بتقدم الوصف الرياضى لكتير من الاجسام الثنائية زى تصرف الجزيئات و الامواج وتفاعلات الطاقة, وبتقدم برضوا إطار قوى ومفيد عن الجدول الدورى للعناصر الحديث بما فيهم تصرف الذره وهى فى روابط كيميائية, وكان ليها دور مهم جدا فى تطور تقنيات جديدة كتير.

فى مواضيع متقدمة شوية فى الميكانيكا الكمية, بعض التصرفات دى بتكون ميكروسكوبية وبتظهر فى الظروف القاسية ( عالى جدا او قليل جدا ) زى الطاقة ودرجة الحرارة (تماما زى استخدام المغناطيس فائق التوصيل). على سبيل المثال, الزخم الزاوى ( كمية الحركة الزاوية) لإكترون فى ذره او جزئ بتكون كمية. والعكس, فى حين ان الزخم الزاوى للالكترون مش مرتبط بحاجة بيكون مش كمى. وفى مفهوم ميكانيكا الكم, ازدواجية الموجة و المادة لطاقة او مادة و مبدا عدم التأكد لهايزنبرج بيقدم رؤية واحدة لسلوك الفوتونات والاكترونات, وغيرها من الاجسام بالمقياس الذري.

فى القرن 19 , الميكانيكا الكلاسيكية و الالكتروديناميكا الكلاسيكية ظهر فيهم شوية عجز عن وصف النظام الميكرسكوبى ( زى تصرف الجسيمات ) الميكانيكا الكمية اتأسست فى بداية القرن 20 على ايد علما كتير منهم ماكس بلانك , نيلس بور , ڤرنر هايزنبرج , إرڤين شرودينجر , ڤولفجانج باولى , برولى , ماكس بورن , فيرمى , ديراك , اينشاتين. ولما كانت الميكانيكا الكمية بتتطور كانت رؤية الناس لبنية المادة بتختلف كتير عن الاول . ومن الوقت دا النظرية الذرية و النظرية الجسيمية للضوء ( زى ما اتطورت على ايد اينشتاين ))[1] كانت اول النظريات المقبولة على مستوى واسع على انها حقيقة علمية وممكن نعتبر النظريات دى نظريات كمية للمادة والاشعاع الكهرومغناطيسى على التوالى. النظرية الكمية القديمة اتعملت فى نص العشرينيات , هايزنبرج و ماكسويل و ماكس بورن و باسكال عملو ( ميكانيكا المصفوفات ) : لويس دى برولى و شرودينجر عملوا ( الميكانيكا الموجية ), باولى و ساتيندرا ناث بوز عملوا ( الإستاتيكا تحت الذرية ) .وبقى تفسير كوبنهانجن للعالم نيلس بور مقبول بشكل كبير. وفى التلاتينيات الميكانيكا الكمية اتوحدت وبقت رسمية ودا بفضل شغل دافيد هيلبرت, ديراك و جون فون نيومان[2].

الصيغ الرياضية لميكانيكا الكم بتكون صيغ تجريدية . المعادلة الرياضية زى الدالة الموجية الى بتقدم معلومات حولين كمية الأحتمالات سواء فى موقف , فى زخم او الخصائص الفيزيائية التانية, واى تلاعب رياضى فى الدالة الموجية بيكون منطوى تحت منهج برا - كيت والى بيحتاج فهم كويس لارقام معقدة و الدالة الخطية. الدالة الموجية بتعامل المادة على انها مذبذب تناسقى كمى والرياضة هى اقرب حاجة ممكن توصف صدى الصوت.

كتير من نتايج الميكانيكا الكمية صعب نتصورها تحت مفهوم الميكانيكا الكلاسيكية. زى مثلا, فى نموذج الميكانيكا الكمية اقل حالة للطاقة لنظام معين, او زى ما بتتسمى بالحالة الارضية مابتكونش صفر على عكس العادة ( الحالة الارضية بتكون صفر لما بتكون طاقة الحركة بتساوى صفر "الجسم ساكن" ). وعلى عكس الاستاتيكا العادية الى بتقول ان طاقة الحركة = صفر مش بتتغير , الميكانيكا الكمية بتسمح بديناميكية اكتر زى احتمالات الفوضى , ودا طبقا ل جون ويلر.

تاريخ[تعديل]

البحث العلمى عن طبيعة الموجة الضوئية ابتدت فى القرن 17 و القرن 18 لما العلماء زى روبيرت هوك و كريستيان هيجينز و لينوهارد يولر اقترحوا عن طريق المراقبة النظرية الموجية للضوء[3]. سنة 1803 توماس يونج عمل التجربة المشهورة تجربة الشق المزدوج والى بعد كدا فسرها فى ورقة تحت عنوان " فى طبيعة الضوء والالوان " , التجربة دى كان ليها دور كبير فى الموافقة على النظرية الموجية للضوء.

سنة 1838 , لما مايكل فاراداى اكتشف اشعة المهبط بعديها فى سنة 1859 اتطور ابحاث حوالين مشكلة اشعاع الجسم الاسود عن طريق العام جوستاف كيرشوف , سنة 1877 اقترح بولتزمان ان مستويات الطاقة لنظام فيزيائى ممكن تكون منفصلة, سنة 1900 ظهرت فرضية الكم لماكس بلانك[4]. فرضية بلانك بتقول ان الطاقة هى عبارة عن اشعاع و بتتمص على فترات "كميات" ( او كميات الطاقة ) وبالظبط بتكون نفس انماظ الملاحظة لاشعاع الجسم الاسود.

سنة 1896 ويليم فين حدد بالتجربة قانون توزيع اشعاع الجسم الاسود[5], و اتعرف بأسمه تمجيداً لمجهوده قانون فين. و بولتزمان بشكل مستقل وصل لنفس النتايج عن طريق اعتبارات معادلات ماكسويل. وبرغم كدا كانت بتنفع بس على الترددات العالية و قللت من اشعاع الترددات القليلة. بعد كدا , ماكس بلانك صلح النموذج دا عن طريق تفسير بولتزمان الاستاتيكى للديناميكا الحرارية وعمل قانون اتسمى باسمه قانون بلانك, والى ساعد فى تطوير الميكانيكا الكمية.

من بين اول الى درسوا الظواهر الكمية فى الطبيعة كانوا ارثر كمبتون, س.ف رامان , بيتر زيمان , كل واحد منهم ليه تأثير كمى اتسمى بعديهم. روبرت اندرو مليكان درس التأثير الكهروضوئى بالتجربة و البرت اينشتاين طور النظرية دى . وفى نفس الوقت نيلس بور طور نظرية تركيب الذرة والى بعد كدا اتأكدت بتجارب هينرى موسيلى. سنة 1913 بيتر ديباى وسع نظرية نيلس بور عن تركيب الذرة ودخل فيها المادرات البضاوية ومفهوم برضوا دخله ارنولد سمرفيلد[6]. والفترة دى اتعرفت بإنها نظرية الكم القديمة.

مصدار[تعديل]

  1. Ben-Menahem, Ari (2009). Historical Encyclopedia of Natural and Mathematical Sciences, Volume 1. Springer. p. 3678. ISBN 3540688315. , Extract of page 3678
  2. van Hove, Leon (1958). "Von Neumann's contributions to quantum mechanics" (PDF). Bulletin of the American Mathematical Society. 64: Part2:95–99. 
  3. ماكس بورن & Emil Wolf, Principles of Optics, 1999, Cambridge University Press
  4. Mehra, J.; Rechenberg, H. (1982). The historical development of quantum theory. New York: Springer-Verlag. ISBN 0387906428. 
  5. Kragh, Helge (2002). Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century. Princeton University Press. p. 58. ISBN 0-691-09552-3. , Extract of page 58
  6. E Arunan (2010). "Peter Debye" (PDF). Resonance (journal). Indian Academy of Sciences. 15 (12).