المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24
من آداب التلاوة
2024-11-24
مواعيد زراعة الفجل
2024-11-24
أقسام الغنيمة
2024-11-24
سبب نزول قوله تعالى قل للذين كفروا ستغلبون وتحشرون الى جهنم
2024-11-24



الميكانيكا الموجية في مقابل الميكانيكا الكلاسيكية  
  
3617   04:40 مساءاً   التاريخ: 11-7-2016
المؤلف : فريدريك بوش ، دافيد جيرد
الكتاب أو المصدر : اساسيات الفيزياء
الجزء والصفحة : ص 1018
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الحديثة / ميكانيكا الكم /

الميكانيكا الموجية في مقابل الميكانيكا الكلاسيكية

أدى اكتشاف الخواص الموجية للجسيمات إلى نتائج خطيرة بالنسبة لتفسير حركة الجسيمات وكذلك بالنسبة للميكانيكا بشكل عام. ولابد أن نبحث في الظروف التي تجعل الطبيعة الموجية للجسيمات من الأهمية بمكان بحيث تجعلنا نعدل من الوصف الكلاسيكي (التقليدي) لسلوك الجسيمات. ويمكننا في هذا السبيل ــ أن نعول على معارفنا السابقة حول السلوك الموجي كالحيود والتداخل.

يدل تفسير نمط حيود الضوء باستخدام مفهوم الفوتون، على أن النمط يمثل توزيع مسارات الفوتونات المارة عبر الفتحة. ولذلك تكون مناطق شدة الإضاءة القصوى هي حيث تذهب معظم الفوتونات. يرينا الشكل (1 أ) نمط تداخل حزمة من أشعة إكس المارة من غشاء من الألمنيوم، أما الشكل (1 ب) فيبين النمط الذي تكون عندما أطلقت إلكترونات عبر نفس الغشاء. ويشير التشابه بين نمطي حيود أشعة إكس والإلكترونات إلى وجود ظروف متشابهة بالنسبة لموجات دي برولي فإذا استخدمنا الأطوال الموجية لدى برولي في حالة الإلكترونات، لتمكننا من التنبؤ بالموقع الذي يحظى بأكبر احتمال لأن ترتطم به إلكترونات فيما وراء فتحة ضيقة في الحائل.

 

الشكل 1)): نمط الحيود الناتج من حزمة من (أ) أشعة إكس و(ب) الإلكترونات الساقطة على هدف شاء نم الألمنيوم.

نستعرض الآن الحالتين المبينتين في الشكل 2)). لو أن موجة نفذت من حاجز به فتحتان أوسع من الطول الموجي فإن الموقف سيكون كما هو موضح في الشكل     (2 أ) حيث يظهر ظلان محددان لحواف الفتحتين. أن هذا هو ما يحدث مع الجسيمات الماكروسكوبية. إلا أن الجسيمات ذات الكتلة الصغيرة للغاية (كالإلكترونات مثلاً) لها كمية تحرك صغيرة جداً حتى وإن كانت سرعاتها مرتفعة جداً. ويعنى هذا أن أطوال دي برولي الموجية يمكن مضاهاتها بسهولة بأبعاد التجربة الماكروسكوبية ولذلك قد تصير خواصها الموجية ملحوظة. والإلكترونات النافذة عبر نفس الفتحتين يمكنهما إحداث توزيع كالذي يبينه الشكل (2 ب)، حيث التحكم في مساراتها يكون بالطبيعة الموجية لها أكثر مما هو بالميكانيكا الكلاسيكية للجسيمات. وبالرجوع إلى سؤالنا الأساسي حول متى تفشل الميكانيكا الكلاسيكية، فيمكننا النصف على ما يلي:

تصبح الميكانيكا الكلاسيكية عاجزة عندما يكون طول دي برولي الموجي للجسيم مقارباً أو أصغر من أصغر أبعاد التجربة.

إن احتمال حدوث هذا الموقف هو فقط عند معالجة جسيمات ذرية وما دون الذرية وتسود الظواهر الموجية ــ بشكل خاص ــ سلوك الإلكترونات داخل الذرات وعندئذ علينا أن نستبدل بالميكانيكا الكلاسيكية، الميكانيكا الموجية.

وما إن اقترح دي برولي وجود الطبيعة الموجية للجسيمات حتى بادر العالم الألماني إدوين شرودنجر إلى وضع معادلة تصف الخواص الموجية للجسيمات. لقد أصبحت معادلة شرودنجر ــ وهي شبيهة بالمعادلة التي تستخدم لوصف سلوك الموجات الكهرومغناطيسية ــ تشكل حجر الأساس لميكانيكا الكم. وإذا كانت المبادئ النيوتونية (الكلاسيكية) لا زالت قادرة على حل معظم المسائل الماكروسكوبية، إلا أن الظواهر النسبوية تصبح مهمة عندما تقترب سرعات الجسيم من سرعة الضوء فحسب أو عندما يستلزم الأمر وجود نتائج دقيقة جداً. وتحل ميكانيكا الكم محل الميكانيكا النيوتونية عندما نتناول أبعاداً مقاربة للأطوال الموجية فحسب.

 

الشكل 2)): (أ) عندما يكون الطول الموجي المصاحب لجسيم ما أصغر بكثير من عرض الفتحة، فإن صوراً واضحة ومحددة للفتحة ستتكون بواسطة الجسيمات النافذة. (ب) أما عندما تقترب λ من عرض الفتحة فإن ظواهر تداخل نموذجية يمكن رؤيتها في توزيع الجسيمات الخارجة.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.