♦ نظرية الكم ♦ النظرية القديمة
:eh_s (2): :eh_s (2): :19:
نظرية الكم / النظرية القديمة
مقدمة
قبل بداية القرن العشرين كان لدى العلماء اعتقاد راسخ بأن العالم الفيزيائى ينقسم إلى عالمين ... علم الموجات وعالم الجسيمات. وكان الاقتناع أن العالم المادى مكون من أجزاء كروية صغيرة مثل الذرات والجزيئات والتى تتفاعل مع بعضها البعض لتنتج مواد مختلفة، حيه وغير حيه، والتى نراها حولنا. وكان لدى العلماء أيضاً نظرية جيدة جدا تصف كيف ينتشر الضوء فى صورة موجات كهرومغناطيسية مماثلة لموجات المياه فى بحيرة ساكنه
عندما تسقط حجرا بها. باختصار كان اكتمال الفيزياء النظرية وحل جميع الألغاز الكبيرة على مدى بصر العلماء. ولكن عند بداية القرن العشرين اكتشف العلماء أنه لابد من البحث عن نظرية جديده تفسر ألغاز لا يوجد لها حل فى النظرية النمطية لقد وجدوا أنه أحيانا يمكن أن يتصرف الضوء كموجات ولكن فى أحيانا أخرى يتصرف كجسيمات تسمى "فوتونات" وكأن ذلك ليس كافيا فقد اكتشف العلماء بعد ذلك بقليل أن الجسيمات "مثل الإلكترونات" تتصرف أحيانا كموجات.
الكم.
أول الملاحظة أن الضوء له طبيعة (جسيميه) (مثل الجسيمات) كانت فى عام 1900 ".
ماكس بلانك" الفيزيائى الألمانى المشهور والمولود فى ( كيل)
عام 1858 وجد نفسه مضطراً إلى إنتاج فكرة (الرزم) (الحزم) الضوئية المحددة لكى يفسر كيف يبعث أو يشع الجسم الساخن موجات كهرومغناطيسية .
دعنا نبدأ من أول القصة.
هل رأيت يوما حداداً ؟
هل رأيته يأخذ قطعة من الحديد ويضعها فى الفحم المشتعل ثم ينتظر فقطعة الحديد تتحول ببطء إلى اللون الأحمر ثم الأصفر والأزرق كلما ارتفعت درجة حرارتها.
هل سألت نفسك لماذا يحدث كل هذا؟
عندما تبدأ فى تسخين قطعة الحديد فإن الذرات والجزيئات المكونة لقطعة الحديد تتحرك أو تهتز أسرع وكلما زادت درجة حرارة القطعة تزداد سرعة
الذرات والجزيئات فهذه الحركة والاهتزازات تسبب تكوين جهاز إرسال أو استقبال (الإيريال) ولكن نظرية ماكسويل المقبولة في هذا الوقت تقول أن كمية الطاقة المنبعثة على هيئة موجات كهرومغناطيسية يجب أن تكون واحدة لكل الترددات . ونظرا لوجود عدد لانهائي من الترددات فإن الطاقة المنبعثة من الجسم الساخن سوف تكون لانهائية . من أين للجسم إذا كل هذه الطاقة ؟( عمل ماكس بلانك ستة أعوام كاملة لكى يأتى بحل
يتفق مع ملاحظاتنا وليس مع ما تتنبأ به نظرية ماكسويل. اتفق اقتراح بلانك تماما مع الملاحظات ، ومع هذا فقد كرهه الرجل فقد اختلف حله مع منطقه العام . أى ان الرجل آمن بالحل ولكنه كرهه فى نفس الوقت . ولكن ما هو هذا الاقتراح الثورى الذى قلب فاهيم الفيزياء الحديثة رأسا على عقب. اقترح بلانك أن الطاقة المنبعثة أو الممتصة على صورة موجات كهرومغناطيسية لا يمكن أن توجد إلا فى صورة جسيمية على هيئة حزم رزم (وأى حزمه لا يمكن لها ان تنقسم ) وهذه الطاقة تتناسب تناسبا طرديا مع تردد الموجة الكهرومغناطيسية الحاملة للطاقة على صورة هذا المبدأ البسيط:
- E = h x f
حيث E هى أدنى كمية طاقة يمكن أن تنبعث أو تمتص على صور موجة كهرومغناطيسية ترددها f .
و( h ) هى ثابت بلانك وهى قيمة صغيرة جداً جدا ًجداً { 6.622x10-34 جول .ثانية}
