در فیزیک کلاسیک، اندازهگیری کمیتهای فیزیکی، غیروابسته از ترتیب آنان اجرا می گردد. ولی در فیزیک کوانتوم، در صورتی دو کمیت را به ترتیب متفاوتی اندازهگیری کنیم، ممکن میباشد نتیجه ها به طور کاملً متفاوتی به دست معلم خصوصی فیزیک در اصفهان آوریم.
بهتیتر نمونه، فرض فرمایید در حالا پژوهش وضعیت و تکانهی یک الکترون میباشید. در شرایطیکه آغاز وضعیت را اندازهگیری نمایید و آنگاه تکانه را، سود با حالتی که آغاز تکانه و سپس حالت را اندازه بگیرید، متعدد خواهد بود. این تفاوت به ما نماد می دهد که در فیزیک کوانتوم، فعالیت اندازهگیری بر سیستم اثر میگذارد.
مکانیک ماتریسی، با ارائه فرمولبندی جدیدی از مکانیک کوانتومی، تصویری متعدد از دنیا ارائه بخشید؛ جهانی که دیگر یک ماشین ظریف و قابل پیشبینی خلا، بلکه سیستمی مبتنیبر فرضیات و عدم قطعیت بود. ورنر هایزنبرگ، با این منش انقلابی، روزنهای تازه به سوی واقعیتی گشود که تا قبل از آن، تصور آن سخت بود؛ جهانی که در آن، ترتیب اندازهگیریها، نقشی انتخابکننده در نتیجه ها اعمال مینماید و قطعیت مکان خویش را به احتمال میدهد.
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ یکی مفاهیم کلیدی فیزیک کوانتوم میباشد. براساس این اصل، هیچ گاه و بهطور هم زمان نمیاقتدار حالت ظریف و سرعت ظریف یک ذره را اندازه گرفت. انگیزه مهم این پدیده به اخلاق و رفتار موجی-ذرهای مربوط می گردد.
طبیعت موجی و ذرهای
طبیعت موجی و ذرهای
در فیزیک کلاسیک، یک ذره مدام در یک نقطهی مشخص و معلوم از اطراف قراردارد، ولی در مکانیک کوانتومی، اجسام می توانند مانند امواج در محیط بزرگ شوند. فکر کنید موجی روی سطح آب در حالا تکان میباشد. این موج را نمیقدرت به یک نقطهی خاص نسبت اعطا کرد. خصوصیت اساسی هر موج، ارتفاع موج آن میباشد که مسافتی در میان دو قلهی پی درپی را آرم میدهد.
تمجید ارتفاع موج
تعریف و تمجید ارتفاع موج
به عبارتیطور که در ارتباطی دوبروی دیدیم، ارتفاع موج یک ذره با اندازهی تکانهی آن (جرم × سرعت) مرتبط میباشد. یعنی ذرات با سرعت زیاد یا این که جرم بالا ارتفاع موجی بسیار کوتاه و ذرات مدلخیس یا این که کندتر ارتفاع موج بلندتری دارا هستند. برای اجسام تبارک مانند توپ بیسبال و پر، این ارتفاع موج بهقدری خرد میباشد که قابل مشاهده وجود ندارد، ولی برای ذرات خرد مانند الکترونها، میاقتدار آن را بهشکل تجربی اندازه گرفت.
اکنون فرض نمائید که بخواهیم هم حالت و هم تکانهی یک ذرهی کوانتومی را مشخص و معلوم کنیم. برای این عمل، بایستی تصویری ترکیبی از خوی موجی و ذرهای آن بسازیم.
در شرایطی که بخواهیم حالت یک ذره را ظریف معین کنیم، بایستی آن را در یک نقطهی خرد متمرکز کنیم. ولی یک موج تماماً متمرکز هیچ ارتفاع موج مشخصی ندارد، یعنی اطلاعاتی راجع به تکانهی آن در چنگ وجود ندارد. از سوی دیگر، چنانچه بخواهیم ارتفاع موج (و در فیض تکانه) را ظریف انتخاب کنیم، می بایست موجی خالص و کلان داشته باشیم، البته در اینحالت وضعیت آن تماماً نامشخص خواهد بود.
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، تنهاً محصور به اعتنا اندازهگیریهای ما وجود ندارد، بلکه ساختار بنیادین عالم را تعریف مینماید. این اصل آرم میدهد که در مقیاسهای زیراتمی، مفاهیم کلاسیکِ حالت ظریف و سرعت ظریف، دیگر معنایی ندارند. به عبارت دیگر، عالم دراین مقیاس، برخلاف شهود ما، همواره در هالهای از احتمال و عدم قطعیت جایدارد.
این اصل، محدودیتهای ذاتی در علم مارا آشکار مینماید و علامت میدهد که حتی با ظریفترین ابزارها و طرزهای اندازهگیری، نمیتوانیم همزمان وضعیت و سرعت یک ذره را با تمرکز دلخواه انتخاب کنیم. این عدم قطعیت، خیر ناشی از نقص در ابزارها یا این که طرزهای ما، بلکه ناشی از ماهیت بنیادین عالم میباشد.
در فیزیک کلاسیک، اندازهگیری کمیتهای فیزیکی، غیروابسته از ترتیب آنان اجرا می گردد. ولی در فیزیک کوانتوم، در صورتی دو کمیت را به ترتیب متفاوتی اندازهگیری کنیم، ممکن میباشد نتیجه ها به طور کاملً متفاوتی به دست معلم خصوصی فیزیک در اصفهان آوریم.
بهتیتر نمونه، فرض فرمایید در حالا پژوهش وضعیت و تکانهی یک الکترون میباشید. در شرایطیکه آغاز وضعیت را اندازهگیری نمایید و آنگاه تکانه را، سود با حالتی که آغاز تکانه و سپس حالت را اندازه بگیرید، متعدد خواهد بود. این تفاوت به ما نماد می دهد که در فیزیک کوانتوم، فعالیت اندازهگیری بر سیستم اثر میگذارد.
مکانیک ماتریسی، با ارائه فرمولبندی جدیدی از مکانیک کوانتومی، تصویری متعدد از دنیا ارائه بخشید؛ جهانی که دیگر یک ماشین ظریف و قابل پیشبینی خلا، بلکه سیستمی مبتنیبر فرضیات و عدم قطعیت بود. ورنر هایزنبرگ، با این منش انقلابی، روزنهای تازه به سوی واقعیتی گشود که تا قبل از آن، تصور آن سخت بود؛ جهانی که در آن، ترتیب اندازهگیریها، نقشی انتخابکننده در نتیجه ها اعمال مینماید و قطعیت مکان خویش را به احتمال میدهد.
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ یکی مفاهیم کلیدی فیزیک کوانتوم میباشد. براساس این اصل، هیچ گاه و بهطور هم زمان نمیاقتدار حالت ظریف و سرعت ظریف یک ذره را اندازه گرفت. انگیزه مهم این پدیده به اخلاق و رفتار موجی-ذرهای مربوط می گردد.
طبیعت موجی و ذرهای
طبیعت موجی و ذرهای
در فیزیک کلاسیک، یک ذره مدام در یک نقطهی مشخص و معلوم از اطراف قراردارد، ولی در مکانیک کوانتومی، اجسام می توانند مانند امواج در محیط بزرگ شوند. فکر کنید موجی روی سطح آب در حالا تکان میباشد. این موج را نمیقدرت به یک نقطهی خاص نسبت اعطا کرد. خصوصیت اساسی هر موج، ارتفاع موج آن میباشد که مسافتی در میان دو قلهی پی درپی را آرم میدهد.
تمجید ارتفاع موج
تعریف و تمجید ارتفاع موج
به عبارتیطور که در ارتباطی دوبروی دیدیم، ارتفاع موج یک ذره با اندازهی تکانهی آن (جرم × سرعت) مرتبط میباشد. یعنی ذرات با سرعت زیاد یا این که جرم بالا ارتفاع موجی بسیار کوتاه و ذرات مدلخیس یا این که کندتر ارتفاع موج بلندتری دارا هستند. برای اجسام تبارک مانند توپ بیسبال و پر، این ارتفاع موج بهقدری خرد میباشد که قابل مشاهده وجود ندارد، ولی برای ذرات خرد مانند الکترونها، میاقتدار آن را بهشکل تجربی اندازه گرفت.
اکنون فرض نمائید که بخواهیم هم حالت و هم تکانهی یک ذرهی کوانتومی را مشخص و معلوم کنیم. برای این عمل، بایستی تصویری ترکیبی از خوی موجی و ذرهای آن بسازیم.
در شرایطی که بخواهیم حالت یک ذره را ظریف معین کنیم، بایستی آن را در یک نقطهی خرد متمرکز کنیم. ولی یک موج تماماً متمرکز هیچ ارتفاع موج مشخصی ندارد، یعنی اطلاعاتی راجع به تکانهی آن در چنگ وجود ندارد. از سوی دیگر، چنانچه بخواهیم ارتفاع موج (و در فیض تکانه) را ظریف انتخاب کنیم، می بایست موجی خالص و کلان داشته باشیم، البته در اینحالت وضعیت آن تماماً نامشخص خواهد بود.
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، تنهاً محصور به اعتنا اندازهگیریهای ما وجود ندارد، بلکه ساختار بنیادین عالم را تعریف مینماید. این اصل آرم میدهد که در مقیاسهای زیراتمی، مفاهیم کلاسیکِ حالت ظریف و سرعت ظریف، دیگر معنایی ندارند. به عبارت دیگر، عالم دراین مقیاس، برخلاف شهود ما، همواره در هالهای از احتمال و عدم قطعیت جایدارد.
این اصل، محدودیتهای ذاتی در علم مارا آشکار مینماید و علامت میدهد که حتی با ظریفترین ابزارها و طرزهای اندازهگیری، نمیتوانیم همزمان وضعیت و سرعت یک ذره را با تمرکز دلخواه انتخاب کنیم. این عدم قطعیت، خیر ناشی از نقص در ابزارها یا این که طرزهای ما، بلکه ناشی از ماهیت بنیادین عالم میباشد.
پهپادها و روباتها