تبلیغات
دانستنی ها - رابطه ی عدم قطعیت هایزنبرگ
 
دانستنی ها
وبلاگی برای تمامی سنین
درباره وبلاگ


با سلام خدمت عزیزانی که این وبلاگ را مورد بازدید قرار دادند. لازم به ذکر است که تمامی مطالب این وبلاگ متعلق به تیم دانستنیها است و استفاده از آن به شرط ذکر منبع مانعی ندارد. با تشکر!!!
مدیر وبلاگ:
احسان آخرت دوست

مدیر وبلاگ : آتنا آخرت دوست
نظرسنجی
بزرگترین دانشمند ایرانی از نظر شما؟










یکشنبه 10 شهریور 1392 :: نویسنده : آتنا آخرت دوست
در سال 1925 میلادی یعنی یک سال قبل از آنکه اروین شرودینگر مکانیک کوانتومی را در قالب مکانیک موجی فرمول بندی کند، یک فیزیک دان جوان آلمانی به نام ورنر هایزنبرگ فرمول بندی ریاضی کاملا متفاوتی را برای مکانیک کوانتومی و تبیین پدیده های اتمی ارائه داد.
فرمول بندی هایزنبرگ مبتنی بر ریاضیات ماتریس ها بود که در اواسط قرن نوزدهم میلادی توسط یک ریاضی دان انگلیسی به نام آرتور کایلی بسط داده شده بود و به همین دلیل این نوع فرمول بندی مکانیک کوانتومی اصطلاحا مکانیک ماتریسی هم نامیده شد. (البته پس از ارائه مکانیک موجی توسط شرودینگر مشخص شد که این دو فرمول بندی به ظاهر متفاوت مکانیک کوانتومی یعنی مکانیک ماتریسی و مکانیک موجی و در واقع به لحاظ ریاضی هم ارز هستند.)
هایزنبرگ در سال 1927 هنگامی که مشغول کار بر محاسبات مکانیک ماتریسی بود، نکته بسیار مهمی توجه اش را جلب کرد. این نکته بسیار مهم در ارتباط با حاصل ضرب ماتریس ها بود. می دانیم که به طور کلی ماتریس ها بر خلاف اعداد حقیقی نسبت به عمل ضرب خاصیت جا به جا پذیری ندارند؛ یعنی حاصل ظرب ماتریس A در ماتریس B با حاصل ضرب ماتریس B در ماتریس A برابر نیست.
اما از آنجایی که در مکانیک کوانتومی ماتریسی ویژگی های ذرات کوانتومی توسط ماتریس ها نمایش داده می شوند.
هایزنبرگ دریافت که این عدم جابه جا پذیری ماتریس ها نسبت به عمل ضرب در مکانیک کوانتومی عملا به این معنا است که بسیاری از ویژگی های ذرات کوانتومی را اساسا نمی توان به طور توام با دقت مطلق مشخص کرد. بر همین اساس هایزنبرگ به کمک اختلاف حاصل ضرب ماتریسی AB و BA در مکانیک کوانتومی توانست رابطه ی بسیار مهمی را- که به نام رابطه ی عدم قطعیت هایزنبرگ شهرت پیدا کرده است- بدست آورد. رابطه ی عدم قطعیت هایزنبرگ نشان می دهد که اساسا هر چه مقدار یک کمیت کوانتومی مشخص تر باشد، مقدار کمیت مزدوج متناظر آن نا مشخص تر خواهد بود. به عنوان مثال هر چه مکان یک ذره در فضا معین تر باشد مقدار تکانه خطی آن نا معین تر است. بر همین اساس یکی از مهم ترین نتایج رابطه عدم قطعیت این است که اساسا نمی توان یک ذره کوانتومی را در فضا بسیار کوچکی محصور و متوقف کرد؛ چرا که هر ذره مزبور و محصور تر شود، تکانه ی خطی و در نتیجه انرژی جنبشی آن بیشتر خواهد شد، به همین دلیل هم ذرات کوانتومی حتی در دمای صفر مطلق هم کاملا متوقف نمی شوند بلکه همواره یک ارتعاش و انرژی پایه – موسوم به انرژی نقطه ی صفر- خواهند داشت. وجود انرژی نقطه ی صفر منجر به وقوع پدیده های عجیب و جالبی در سیستم های کوانتومی می شود. به عنوان مثال انرژی نقطه صفر سبب می شود که ماده ای نظیر هلیم حتی در دمای صفر مطلق هم در فشار معمولی منجمد نشود و به صورت مایع باقی بماند!
یکی دیگر از نتایج شگفت انگیز رابطه ی عدم قطعیت هایزنبرگ و انرژی نقطه ی صفر منتج از آن این است که حتی خلاء هم نمی تواند کاملا خالی و فاقد انرژی باشد؛ بلکه همواره باید یک سطح انرژی پایه در گستره ی خلا کیهانی وجود داشته باشد و بدین ترتیب در هر لحظه زمانی از این انرژی پایه ای موجود در کل خلا کیهانی مستمرا ذراتی آفریده و نابود می شوند.
علاوه بر تمامی این پدیده های شگفت انگیز، رابطه ی عدم قطعیت هایزنبرگ در عرصه های متعدد دیگری در فیزیک کوانتومی نیز- از محاسبه عمر تراز های اتمی گرفته تا محاسبه ی نیمه عمر هسته های پرتو زا و رادیواکتیو- کاربرد دارد. به توجه به اهمیت بسیاز زیاد رابطه عدم قطعیت هایزینبرگ جایزه ی نوبل سال 1932 فیزیک به مناسبت کشف این رابطه و نیز توسعه مکانیک ماتریسی و هایزنبرگ اعطا شد.
اما گذشته از کاربرد های متعدد رابطه ی عدم قطعیت پیامد های فلسفی مهمی نیز را برای بشر داشته و چالش هایی جدی را در عرصه فلسفه علم مطرح کرده است؛ اینکه اگر اساسا امکان محاسبه ی دقیق رفتار همه ی پدیده های کوانتومی برای بشر وجود ندارد، پس آیا اساسا علم بشر قادر خواهد بود به تمامی رویداد هایی که در درون دنیای اسرارآمیز کوانتومی رخ می دهد پی ببرد؟




نوع مطلب : فیزیک، 
برچسب ها : رابطه ی عدم قطعیت هایزنبرگ، عدم قطعیت هایزنبرگ، رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ، عدم قطعیت، رابطه عدم قطعیت،
لینک های مرتبط :
چهارشنبه 23 فروردین 1396 07:36 ب.ظ
What's Going down i am new to this, I stumbled upon this I have
discovered It absolutely helpful and it has helped me out loads.
I am hoping to contribute & assist other users like its aided me.
Great job.
یکشنبه 10 شهریور 1392 09:42 ب.ظ
سلام عزیزم ,
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :


.