شركة انجاز لتصميم وتطوير المواقع الإلكترونية

صفحة 3 من 6 الأولىالأولى 12345 ... الأخيرةالأخيرة
النتائج 15 إلى 21 من 41

الموضوع: سلسة دروس علم الميكانيك الكوانتي

  1. #15
    مستشار فيزيائي
    Array الصورة الرمزية فيزيائي مفعم
    تاريخ التسجيل
    May 2012
    الدولة
    الوطن العربي جميعا/الجزائر
    العمر
    47
    المشاركات
    640
    شكراً
    1
    شكر 2 مرات في 1 مشاركات
    معدل تقييم المستوى
    150

    رد: سلسة دروس علم الميكانيك الكوانتي

    سابدء الدروس الدخول القادم بما ان الدكتور حازم لم يستجب لنا بخصوصو المدونة فكونوا في الموعد

  2. #16
    مستشار فيزيائي
    Array الصورة الرمزية فيزيائي مفعم
    تاريخ التسجيل
    May 2012
    الدولة
    الوطن العربي جميعا/الجزائر
    العمر
    47
    المشاركات
    640
    شكراً
    1
    شكر 2 مرات في 1 مشاركات
    معدل تقييم المستوى
    150

    رد: سلسة دروس علم الميكانيك الكوانتي

    الدرس الاول ....................مفهوم علم الميكانيك الكوانتي

    كلمة ميكانيك اعجمية تعني علم الحركة اي تختص بدراسة علم الحركيات للمتحركات و كلمة موانتي اعجمية تعني الكمي من الكمية و يقابله علم الميكانيك التقليدي النيوتني و الكمي هو فن من الفيزياء النظرية و الذي يدرس قوانين حركة الجسيمات الاولية الدقيقة التي تقع ابعادها ما بين 10-6 و 10-13 سم و هو نوعان
    1 * الكونتي النسبي و يطبق في حالة سرعة الدقائق تعادل سرعة الضوء او تكاد
    2* كوانتي غير النسبي اي المطلق و يطبق في حالة سرعة الدقائق اقل من سرعة الضوء
    و الكوانتي يتعامل مع الدقائق الاولية و مع الجزيئات و البلورات و الذرات و النويات و ينبني على اساس تصورات و مفاهيم العالم بلانك للطاقة و كماتها و على تصورات انشتاين النسبية للفوتونات و على مفاهيم العالم لوي دبروي الفرنسي حول مميزات الموجية للجسيمات المادية
    و سبب بروز هذا الفن الرائع هو ان الميكانيك النيوتني فشل في تفسير خصائص الجسيمات الدقيقة فتمخض عن تجارب و تصورات علماء الفيزياء هذا المفهوم الفيزيائي فتطور مع الزمن الى علم تابع للفيزياء النظرية

  3. #17
    مستشار فيزيائي
    Array الصورة الرمزية فيزيائي مفعم
    تاريخ التسجيل
    May 2012
    الدولة
    الوطن العربي جميعا/الجزائر
    العمر
    47
    المشاركات
    640
    شكراً
    1
    شكر 2 مرات في 1 مشاركات
    معدل تقييم المستوى
    150

    رد: سلسة دروس علم الميكانيك الكوانتي

    جاءت الميكانيك الكمية كتعميم وتصحيح لنظريات نيوتن الكلاسيكية ودمجها بالحركة الموجية وخاصة على المستوى الذري ودون الذري. تسميتها بميكانيكا الكم يعود إلى أهميّة الكم في بنائها (وهو مصطلح فيزيائي يستخدم لوصف أصغر كمّية يمكن تقسيم الإشياء إليها، ويستخدم في للإشارة إلى كميات الطاقة المحددة التي تنبعث بشكل متقطع، وليس بشكل مستمر). كثيرا ما يستخدم مصطلحي فيزياء الكم والنظرية الكمية كمرادفات لميكانيكا الكم. وبعض الكتّاب يستخدمون مصطلح ميكانيكا الكم للإشارة إلى ميكانيكا الكم غير النسبية.

     كما ان التصور الموضوعي لشكل الذرة، كام قاصرا حيث كان يتم اعتبارها كمجموعتنا الشمسية بتمركز النواة في الوسط ودوران الإلكترونات حولها. غير أنه وبإغفال الشحن الكهربائية التي تتحول بفعل الحركة السريعة للإلكترونات إلى طاقة كهرمغناطيسية تبدد طاقة الالكترونات مما يجعلها تصطدم بالنواة في الأخير لنفاذ الطاقة تؤدي إلى انهيار الذرة. وهذا غير صحيح لذا جاءت هذه النظرية لتعطي نمودجا آخر لتكوين الذارات.
    تقول النظرية الكلاسيكية أيضا أن ألوان الطيف الذري يجب أن تغطي جميع الترددات بنفس الشدة، لكن الواقع ينقض ذلك بشدة حيث تبدي الذرات المختلفة أطيافا خاصة تتضمن اصدار امواج ضوئية على ترددات خاصة ومحددة جدا.
    تنشأ مشكلة أخرى عندما نتأمل اشكالية الجسم الأسود "وهو جسم يمتص كامل الاشعاع الساقط عليه ليعيد اصداره" حيث فشلت كل المحاولات المستندة إلى الفزياء الإحصائية التقليدية في توصيف اشعاع الجسم الأسود خصوصا في الترددات العالية حيث تبدي القوانين المتوقعة انحرافا كبيرا عن الواقع وهذا ما عرف لاحقا باسم الكارثة فوق البنفسجية.
    أتت بدايات الحل في عام 1900 مع ماكس بلانك الذي اقترح فكرة ثورية هدفها التنبؤ بتناقص الأنماط العالية التردد من اشعاع الجسم الأسودبافتراض ان الاهتزازات الكهرومغناطسية تصدر بشكل كمومي أي على شكل كميات محددة وبطريقة متقطعة، حيث يعتبر الكم أصغر مقدار معين من الطاقة يمكن تبادله بين الأجسام وفق تردد معين، وترتبط طاقة الكم بتوتر الاشعاع المرافق له :

    حيث تعبر عن طاقة الكم الصادر ،ν عن توتر (تردد) الاشعاع، ثابت أصبح يدعى بثابت بلانك.
    تأتي اشكاليات أخرى من التبصر في طبيعة الضوء ففي حين يؤكد نيوتن ان طبيعة الضوء جسيمية (فهو مؤلف من جسيمات صغيرة، وتؤيده في ذلك العديد من التجارب، نجد أن يونغ يؤكد أن الضوء ذو طبيعة موجية وتؤكد تجارب يونغ حول التداخل الضوئي والانعراج هذه الطبيعة الموجية. في عام 1923 اقترح لويس دو بروي أن ينظر إلى جسيمات المادة وذراتها أيضا على أنها جسيمات تسلك سلوكا موجيا أحيانا مقترحا معادلة تشابه معادلة بلانك :
    .
    بدأت هنا تتضح ملامح صورة جديدة للعالم تتداخل فيها الصورة الجسيمة والصورة الموجية للعناصر الدقيقة بحيث يصعب التمييز بينهما وكان هذا ما مهد الطريق لظهور ميكانيك الكم عندما وضع نيلز بور نظريته الذرية التي لاتسمح للاندفاع الزاوي بأخذ قيم سوى المضاعفات الصحيحة للقيمة :

    حيث تعبر عن قيم الاندفاع الزاوي ، عدد صحيح (3,2,1,...)
    و هكذا ظهرت مستويات للطاقة المستقرة يمكن وضع الالكترونات الدائرة فيها مفسرة ثبات التركيب والخطوط الطيفية للذرات، لكن هذا لم يكن سوى البداية. في عام 1925 قام العالم الألماني هايزنبرغ بتقديم مبدأه في الارتياب الذي ينص على عدم قدرتنا على تحديد موضع وسرعة (اندفاع) الجسيمات الكمومية بآن واحد وبدقة متناهية. كانت هذه بداية سلسلة من الصدمات التي تلقتها نظرتنا الكلاسيكية للعالم والتي تحطمت معها كل الصورة الميكانيكية الآلية التي سادت حول العالم بعد انتصارات فيزياء نيوتن المدوية في القرنين السابقين. قام هايزنبرغ بصياغة قواعد ميكانيك الكم بصياغة جبر المصفوفاتفيما عرف بعد ذلك بميكانيك المصفوفات (بالإنجليزية: matrix mechanics) سنة 1926، ظهر شرودنغر بمعادلته الموجية الشهيرة التي تبين تطور دالة موجة الجسيم الكمومي مع الزمن وعرفت تلك الصياغة بالميكانيك الموجي (بالإنجليزية: wave mechanics )، لكن رغم الاختلاف الظاهري العميق بين الصياغتين فان نتائجهما كانت متطابقة، هذا ما دفع بول ديراك بعد ذلك لتوحيدهما في اطار شامل عرف بنظرية التحويل (بالإنجليزية: transformation theory).

    النظرية الكمومية حسب التصور الموجي
    لا تقوم صياغات الميكانيك الكمومي بتقديم قياسات دقيقة لخواص الجسيمات المقيسة (بالإنجليزية: observables) بل تعطي تنبؤات أي توزعات احتمالية(بالإنجليزية: probability distributions ) لجميع القيم التي يمكن أن تأخذها خاصة معينة للجسيم، فالحالة الكمومية للجسيم تتضمن احتمالات لخواصه القابلة للقياس : مثل الموضع (بالإنجليزية: Position)، العزم (بالإنجليزية: Momentum)، الطاقة (بالإنجليزية: Energy)، العزم الزاوي angular Momentum. هذه الخواص يمكن أن تشكل بقيمها توابع مستمرة (بالإنجليزية: continuous) مثل الموضع ويمكن أن تشكل توابع منقطعة (بالإنجليزية: discrete) مثل الطاقة. بهذا لا يعطيك ميكانيك الكم الموقع الدقيق لجسيم انما يعطيك احتمال وجوده في أي نقطة من الفضاء حيث يحدد مسارات يكون فيها تواجد الجسيم أعظميا(أي احتماليته اعظم من غيره) لكنه لا يلغي إمكانية وجوده في أي نقطة من الفراغ ويمكنك قول نفس الكلام بخصوص جميع الخواص الأخرى.
    لكن تبقى هناك حالات معينة تتضمن تحديد قيم دقيقة لبعض الخواص, تدعى هذه الحالات بالحالات الخاصة (بالإنجليزية: Eigenstates).



    لنفترض وجود جسيم غير مقيد حر الحركة، مما يعني إمكانية تمثيل حالته الكمومية بموجة ذات شكل افتراضي غير معين وتمتد على كامل الفضاء ندعوها بدالة الموجة. قياسات الجسم في هذه الحالة تتضمن موضعه وعزمه. فلو أخذت دالة الموجة سعة عالية جدا في موضع (س) وكانت قيمها معدومة (صفر) في كل الأماكن الأخرى فهذا يعتبر حالة خاصة للموضع : يتحدد بها موقع الجسيم بدقة. في الوقت ذاته يجب ألا ننسى أن هذا يتضمن عدم القدرة إطلاقا على تحديد قيمة العزم حسب مبدأ الارتياب. لكن في الحقيقة لا توجد مثل هذه الحالات الخاصة للخواص المقيسة لكن تدخلنا بعملية قياس أي من الخواص يحول تابع موجته من شكلها الأصلي إلى حالة خاصة لهذه الخاصة وهذا ما يدعى بانهيار الموجة wave collapse.
    لوصف الأمر بشكل أكثر دقة :
    لنفترض جسيما كموميا وحيدا : من وجهة نظر كلاسيكية يلزمنا تحديد موضع وسرعة الجسيم أما النظرية الكمومية بالصياغة الموجية لشرودنغر قتعتبر ألا وجود لمثل هذا الخواص المقيسة مثل : الموضع، العزم، الطاقة فكل موضع متاح للجسيم هو موقع محتمل وكل قيمة متاحة للطاقة هي قيمة ممكنة أيضا، والاختلافات بين قيمة وأخرى هي اختلافات في الاحتمالات. حيث يكون لهذه الدالة في كل موقع(س) قيمة معينة () تدعى سعة وجود الجسيم في الموضع (س)، فيكون احتمال وجود الجسيم في الموقع (س) هو ببساطة مربع سعة وجود الجسيم في الموقع (س). اما عن حالات اندفاع الجسيم فسنضطر هنا إلى اجراء تحليل توافقي لدالة الموجة ومجموعة توافقيات هذه الموجة يمثل الحالات الممكنة لاندفاعات الجسيم وبهذا نحصل على دالة موجية للاندفاع ضمن فضاء افتراضي للاندفاعات تكون غالبا بشكل أمواج اما شديد التراص مما يدل على حالة شديدة الاندفاع أو قليل التراص وهذا يمثل حالات قليلة الاندفاع.
    تقوم معادلة شرودنغر بوصف تطور دالة الموجة مع الزمن وبهذافهي تقوم بالتنبؤ الدقيق للحالات الكمومية للجسيم في أي لحظة وبهذا تقدم لنا قانونا ثابتا يشرح تطور الدالات الموجية بكل دقة، هذه الدالات التي تكون في داخلها جميع قيم الموضع والاندفاع المحتملة. فدالة الموجة التابعة للجسيم حر الحركة تتنبأ بان مركز الحزمة الموجية سيتحرك مع الزمن بسرعة ثابتة وبنفس الوقت سيزداد امتداد الموجة ليصبح الموضع أكثر فأكثر غير محدد. توجد أيضا بعض الجمل الكمومية المستقرة التي لا تبدي تغيرا مع الزمن كحالة الالكترون في ذرة الهيدروجين والذي يصور في ميكانيك الكم كموجة احتمالية مستقرة دائرية : يكون تواجد الالكترون أعظميا ضمن بعد معين من النواة في حين يقل الاحتمال تدريجيا كلما ابتعدنا عن النواة. تطرح معادلة شرودنغر اذن تطورا حتميا للدالة الموجية (يدعى هذا التطور بالتطورU) فهي تحدد بدقة قيم الدالة في جميع نقاط الفضاء في أي لحظة زمنية، لكن الطبيعة الاحتمالية لميكانيك الكم ينشأ من التدخل بعملية القياس لتحديد إحدى الخواص المقيسة للجسيم عندئذ يحصل التطور R اللااحتمالي تأخذ بموجبه الخاصة المقيسة أيا من القيم المتاحة لها حسب قيمة احتمالها وهذا ما يكافئ ما دعوناه مسبقا ب

    نتائج النظرية
    ثنائية (الجسيم/الموجة) ومبدأ الارتياب (اللا-يقين)
    لا يعطينا ميكانيك الكم تنبؤا دقيقا بنتيجة رصد أو قياس جملة كمومية أو جسيم كمومي انما يكتفي بإعطاء مجموعة من النتائج الممكنة والمختلفة لكل منها احتمال وجود معين. كما لا يستطيع تحديد طبيعة الجسيم ان كانت جسيمية أو موجية فهو يعتبر هذه الطبيعة نتيجة الرصد والقياس فعندما توجه اهتمامك للخاصية الموجية للجملة ترصد تلك الخواص وعندما تهتم بالخواص الجسيمية تبدو الجملة بشكل جسيم.
    أول ما ظهرت هذه المثنوية (جسيم / موجة) في تجربة يونغ الضوئية الشهيرة، فاستخدام ثقب واحد لمرور الضوء كان يؤكد الخاصية الجسيمية (التي تجلت فيما بعد بما دعي الفوتون) في حين كان فتح ثقبين يؤدي لظهور مناطق التداخل المضيئة والمظلمة. انعراج الضوء كان دليلا واضحا أيضا على طبيعة الضوء الموجية في حين أكدت أطياف الذرات وتفسير ماكس بلانك لها بأن الضوء عبارة عن طاقة تصدر بشكل كميات متقطعة متجانسة تدعى الكموم (و تمثلت تلك الكموم بالفوتونات في تجربة المفعول الكهرضوئي) الطبيعة الجسيمية للضوء.
    أتت بعد ذلك علاقة دوبروي ومبدأ الارتياب (بالإنجليزية: Uncertainity principle) لهايزنبرغ ليمددا هذا التصور المثنوي باتجاه جميع الجسيمات الذرية (بالإنجليزية: atomic particles) وتحت الذرية (بالإنجليزية: sub-atomic)، وأصبح من الممكن الحديث عن تداخل الاجسام كما الحديث عن تداخل الأمواج، فقد أجريت تجربة مشابهة تماما لتجربة يونغ استخدم بها الالكترونات بدلا من الفوتونات الضوئية وحصلنا بالمقابل على مناطق ذات شدة إلكترونية ومناطق محرمة على الالكترونات وهذا عزز التأكيد أن الالكترونات كما الفوتونات تتصرف كموجة وجسيم معا. واذا اعتمدنا تفسير كوبنهاجن لميكانيك الكم فان كل الجمل الكمومية ليست لا موجة ولا جسيم إنما دالة موجية (بالإنجليزية: wave function) تعبر عن نفسها كموجة (بالإنجليزية: wave) أو جسيم (بالإنجليزية: particle) حسب توجه عملية الرصد البشري والقياس.
    مبدأ الارتياب في الطاقة والزمن
    لا يقتصر دور مبدأ الارتياب لهايزنبرغ على تقييد مقدار الدقة (بالإنجليزية: certainty) الممكنة في تحديد الموضع (بالإنجليزية: Position) والاندفاع بل يتعداه إلى كافة الخواص الفيزيائية كالطاقة (بالإنجليزية: Energy) والزمن (بالإنجليزية: Time); فطاقة الفوتون مثلا تتحدد بتحديد تواتر (بالإنجليزية: frequency) أمواج الضوء لكن تحديد هذا التواتر يتطلب عد الاهتزازات في فترات زمنية من مضاعفات زمن اهتزاز الموجة، الذي يمثل أصغر فترة زمنية لانجاز اهتزاز ضوئي وحيد. بالتالي هناك حدود لقياس الزمن مطلوبة لتحديد التواتر واستخدام فترات زمنية أصغر من زمن اهتزاز الموجة الضوئية يجعل طاقة الفوتون غير محددة، مما ينشيء علاقة ارتياب جديدة بين الطاقة والزمن. تتجلى هذه العلاقة الارتيابية في ظاهرة الأطياف فأحداث تهييج قصير المدة لمجموعة متماثلة من الذرات يؤدي إلى نقل بعض الالكترونات إلى مستويات طاقية أعلى لكن غير محددة (بسبب قصر الفترة الزمنية) بالتالي نحصل على طيف ضوئي متنوع الأمواج (يغطي المجالات الضوئية السبع وفوق البنفسجية وتحت الحمراء)، بالمقابل عندما نقوم بعملية تهييج ذرات لقترات زمنية طويلة تسمح بكون المستويات الطاقية (بالإنجليزية: energy levels) للالكترونات المهيجة (بالإنجليزية: excited electrons) محددة, وبالتالي نحصل علىطيف (بالإنجليزية: spectrum) ذو خطوط موجية معينة تعكس البنية المدارية للذرات.
    مثل هذا الاستنتاج قد يعمل على تعطيل قانون حفظ الطاقة في فترات زمنية قصيرة جدا، بصياغة أخرى يمكن للجملة الكمومية الحصول على قرض طاقي بشرط ان تعيده خلال مدة زمنية قصيرة جدا، تتحدد مدة القرض الطاقي بكمية الطاقة فكلما ازداد مقدار الطاقة وجبت اعادتها في زمن أقل : ينتج عن هذا ععدد من النتائج المهمة مثل : (تبعثر الضوء بفعل الذرات، مفعول النفق وهو عملية اجتياز بعض الجمل الكمومية لحواجز طاقية مرتفعة عن طريق قروض طاقية : يفسر مفعول النفق قدرة العديد من الجسيمات الكمومية على اجتياز بعض الحواجز الطاقية رغم عدم امتلاكها للطاقة اللازمة بنسب احتمالية، ويدخل هذا في تفسير ظاهرة العناصر المشعة.و سندرس كل ذلك باسهاب و تفصيل و تبسيط ان شاء الله تعالى

    صياغة ديراك لميكانيك الكم
    قام بول ديراك بوضع ميكانيك الكم بصيغتيه : ميكانيك المصفوفات (بالإنجليزية: Matrix Mechanics) والميكانيك الموجي (بالإنجليزية: Wave Mechanics) ضمن صياغة أشمل جمعها بنظرية النسبية الخاصة وهذا ما أدى إلى عدد من النتائج الجوهرية أولها :
     إدخال خاصية دوران الأجسام الذرية حول نفسها (بالإنجليزية: Spin) : فالالكترون يدور حول النواة كما يدور حول نفسه وهذه الخاصة دعيت بالسبين (بالإنجليزية: spin). كما اسند للسبين قيمة عددية تشرح خاصيات الدوران الجسيمي :
     تنبأت نظرية ديراك بسويات طاقية ضمن الذرة غير مكتشفة بعد، فلكل حل يصف الكترونا في سوية طاقية يوجد حل نظير تماما (كخيال المرآة) يماثله في الخواص والطاقة لكن طاقته سالبة، وجود مثل هذا الجسيم يمكن أن يؤدي في حالات معينة لظهور اجسام شبيهة بالالكترونات ذات شحنة موجبة وطاقة موجبة دعيت بالبوزيترون : وقد ثبت ظهور هذه البوزيترونات في بعض التفاعلات النووية. وكان هذا بداية اكتشاف المادة المضادةالتي تنشأ عن جسيمات الطاقة السالبة.
     نتج مبدأ الانتفاء لباولي عندما كان يدرس اجتماع الجسيمات ذات السبين : حيث بين انه لا يمكن لجسيمين كموميين أن يحتلا نفس السوية الطاقية، فحتى الإلكترونين المحتلين لمدار (سوية طاقية) واحد ضمن الذرة يجب أن يكون أحدهما ذو سبين +2/1 والآخر -2/1 وبهذا تكون حالتهما الكمومية مختلفة.

    تفسيرات النظرية الكمومية
    تقوم النظرية الكمومية بتقديم تصور غريب عن العالم الذري ودون الذري يصدمنا ويبعدنا عن كل ما الفناه في الواقع الحياتي وما تقدمه الفيزياء الكلاسيكية من تصورات. لكنها بالرغم من كل ذلك تنجح إلى حد بعيد في تفسير حقائق العالم دون الذري وتعزز صحتها يوما بعد يوم بتقديم تنبؤات غريبة لكن كل التجارب العلمية تأتي فيما بعد لتؤكد هذه التنبؤات. كل هذا أدخل ميكانيكا الكم في عمق نقاشات فلسفية حول طبيعة ما تطرحه ومدى قربه من الحقيقة، حتى أن ميكانيكا الكم طرحت نفس قضية الحقيقة كموضع سؤال، ومن أهم هذه المناقشات والتجارب الفكرية : قطة شرودنغر وصديق فاغنر.
    لقد قدمت عدة وجهات نظر لتفسير نتائج واستنتاجات النظرية الكمومية : أول هذه النظريات يعرف بتفسير كوبنهاجن ويعود بشكل أساسي إلى بوروزملائه، الذين يؤكدون أن الطبيعة الاحتمالية (بالإنجليزية: probabilistic) لتنبؤات نظرية الكم لا يمكن تفسيرها بأي نظرية حتمية (بالإنجليزية: deterministic) أخرى، وهي صفة أصيلة في الطبيعة التي نعيش بها وليست نتاجا لنقص في المعرفة والمعلومات نعاني منه. باختصار النظرية الكمومية ذات طبيعة احتمالية لأن الطبيعة ذات طبيعة احتمالية أساسا فما تفعله النظرية الكمومية هو تصوير الأمر كما هو.
    على الطرف الآخر وقف أينشتاين أحد مؤسسي الكمومية ليعلن رفضه للاحتمية الكمومية التي تنشأعن احتمالية القياسات، قائلا (إن الإله لا يلعب النرد (بالإنجليزية: God doesn’t play dice)). كانت هذه العبارة الشهيرة بمثابة رفض قاطع لفكرة ان تكون للطبيعة أصالة احتمالية، مرجحا فكرة ان هناك نقص في المعلومات المتوفرة لدينا يؤدي إلى تلك الطبيعة الاحتمالية للنتائج وعليه فنظرية الكم ناقصة ينبغي اكمالها عن طريق تعويض النقص بالمعلومات وهو ما دعاه بالمتغيرات الخفية (بالإنجليزية: hidden variables) فعن طريق هذه المتغيرات يمكن صياغة نظرية كاملة ذات طبيعة حتمية.
    ظهرت بعد ذلك بعض التفسيرات التي تضاهي بغرابتها نتائج ونبؤات الكمومية مثل نظرية العوالم المتعددة لايفريت، حيث تقول هذه النظرية بأن جميع الاحتمالات التي تطرحها نظرية الكم تحصل فعليا بنفس الوقت في عدد من العوالم المستقلة المتوازية. وبالتالي يكون الكون المتشعب حتميا في حين أن كل كون فرعي لن يكون الا احتماليا.
    هناك أيضا تفسير بوم يعود إلى ديفيد بوم ويفترض وجود دالة موجية عالمية غير محلية تسمح للجزيئات البعيدة بأن تتفاعل مع بعضها بشكل فوري. اعتمادا على هذا التفسير يحاول بوم أن يؤكد أن الواقع الفيزيائي ليس مجموعة من الجسيمات المنفصلة المتفاعلة مع بعضها كما يظهر لنا بل هو كل واحد غير منقسم ذو طبيعة حركية متغيرة دوما.

    و لمزيد تفهيم يرجى الدخول على هذا الرابط
    http://www.hazemsakeek.info/vb/showt......&highlight=

  4. #18
    فيزيائي متميز
    Array
    تاريخ التسجيل
    Aug 2012
    الدولة
    المغرب
    العمر
    27
    المشاركات
    102
    شكراً
    0
    شكر 0 مرات في 0 مشاركات
    معدل تقييم المستوى
    147

    رد: سلسة دروس علم الميكانيك الكوانتي

    شكرا جزيلا أخي توفيق على الجهد فقد كنت في حاجة إلا توسيع معارفي بالفيزياء الكمية.تحياتي

  5. #19
    مستشار فيزيائي
    Array الصورة الرمزية فيزيائي مفعم
    تاريخ التسجيل
    May 2012
    الدولة
    الوطن العربي جميعا/الجزائر
    العمر
    47
    المشاركات
    640
    شكراً
    1
    شكر 2 مرات في 1 مشاركات
    معدل تقييم المستوى
    150

    رد: سلسة دروس علم الميكانيك الكوانتي

    اخي بوهر سياتيك المزيد باسلوب مرن سهل وفقك الله

  6. #20
    مستشار فيزيائي
    Array الصورة الرمزية فيزيائي مفعم
    تاريخ التسجيل
    May 2012
    الدولة
    الوطن العربي جميعا/الجزائر
    العمر
    47
    المشاركات
    640
    شكراً
    1
    شكر 2 مرات في 1 مشاركات
    معدل تقييم المستوى
    150

    رد: سلسة دروس علم الميكانيك الكوانتي

    الدرس الموالي الثاني مبدء عدم التعيين لك هذه المقالات

    مبدأ الريبة

    من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة



    فرنر هايزنبرج صاحب النظرية.

    يعتبر مبدأ عدم التأكد أو مبدأ الريبة أو مبدأ اللايقين من أهم المبادئ في نظرية الكم بعد أن صاغه العالم الألماني هايزنبرج عام 1925 وينص هذا المبدأ على أنه لا يمكن تحديد خاصيتين مقاستين من خواص جملة كمومية إلا ضمن حدود معينة من الدقة، أي أن تحديد أحد الخاصيتين بدقة متناهية (ذات عدم تأكد ضئيل) يستتبع عدم تأكد كبير في قياس الخاصية الأخرى، ويشيع تطبيق هذا المبدأ بكثرة على خاصيتي تحديد الموضع والسرعة لجسيم أولي. فهذا المبدأ معناه أن الإنسان ليس قادرا على معرفة كل شيء بدقة 100%. ولا يمكنه قياس كل شيء بدقة 100%، إنما هناك قدر لا يعرفه ولا يستطيع قياسه. وهذه الحقيقة الطبيعية تخضع للمعادلة المكتوبة أدناه والتي يتحكم فيها h ثابت بلانك.
    ونتائج هذا المبدأ شيء هائل حقاً، فإذا كانت القوانين الأساسية للفيزياء تمنع أي عالماً مهما كانت له ظروفا مثالية للحصول على معلومات مؤكدة تماما. فما يقوم بقياسه يحتوي طبيعيا على قدر من عدم الدقة لا يستطيع تخطيه ، لأنه قانون طبيعي . فهذا هو منطوق مبدأ عدم التأكد . ومعنى ذلك أنه لا يستطيع أن يتنبأ بحركة الأشياء مستقبلاً بدقة متناهية، بل تظل هناك نسبة ولو صغيرة من عدم التأكد . ومعنى هذا المبدأ أنه مهما كان الإحكام وتطوير وسائلنا في القياس فلن يمكننا ذلك من التوصل إلى معرفة كاملة للطبيعة من حولنا.
    وقد وصف هايزنبرج تلك النتيجة الباهرة لمبدأ عدم التأكد عندما نفي سريان المقولة :" أنه يمكننا معرفة المستقبل إذا عرفنا الحاضر بدقة " وقال : إن عدم استطاعتنا معرفة المستقبل لا تنبع من عدم معرفتنا بالحاضر ، وإنما بسب عدم استطاعتنا معرفة الحاضر" .
    ومبدأ عدم التأكد، أو عدم اليقين معناه أن علم الفيزياء لا يستطيع أن يفعل أكثر من أن تكون لديه تنبؤات إحصائية فقط. فالعالم الذي يدرس النشاط الإشعاعي للذرات مثلا، يمكنه أن يتنبأ فقط بأن من كل ألف مليون ذرة راديوم مليونان فقط سوف يصدران أشعة جاما في اليوم التالي، لكنه لا يستطيع معرفة أي ذرة من مجموع ذرات الراديوم سوف تفعل ذلك. ويمكننا القول أنه كلما زادت عدد الذرات كلما قل عدم التأكد وكلما نقص عدد الذرات كلما زاد عدم التأكد. وكانت هذه النظرية مـُقلقة للعلماء في وقتها لدرجة أن عالماً كبيراً مثل أينشتاين قد رفضها أول الأمر. وهو الذي قال " إن عقلي لا يستطيع أن يتصور أن الله يلعب النرد بهذا الكون" متناسياً إدراكه الشخصي. ومع ذلك لم يجد العلماء أمامهم إلا قبول هذه النظرية التي إهتدى إليها هايزنبرج والتي وضحت للإنسان خاصية هامة من خواص هذا الكون.
    الصيغة الرياضية لمبدأ عدم التأكد :


    حيث :
    عدم التأكد في كمية الحركة. عدم التأكد للموقع. ثابت بلانك.والمعادلة تقول أن حاصل ضرب الخطأ في تعيين موضع الجسيم في الخطأ في تعيين زخم حركتة لا بد وأن يكون أكبر من المقدار وعلى ذلك لا يمكن أن يكون حاصل ضرب الخطأ للموقع في الخطأ في تعيين زخم حركة الجسيم لا يمكن أن تكون صفرا . وهذا ما أدهشه وأدهش العلماء آنذاك واحتج الكثيرون على تلك النتيجة واعتبر بعضهم أن حسابات هايزنبرج هراء ، واشتدت المناقشات وأجريت تجارب واقعية وتجارب تخيلية لتفنيد هذا المبدأ ، ولكن ثبتت صحة المبدأ عمليا وفكريا ، وأصبح هذا المبدأ من مفاهيمنا الحديثة للطبيعة ، وعمل على تعميق جذري لفهنا للطبيعة حولنا وفي الكون بصفة عامة .
    عدم التأكد الحاصل هو نتيجة أيضا لعملية القياس نفسها، والتي تؤثر فيها أجهزة القياس على الكميات المقاسة، بما فيها الضوء المستخدم نفسه. فعلى هذا المستوي الصغري ، عند التعامل مع ذرات و جزيئات وجسيمات أولية نقوم بتصويب فوتونات لقياس سرعة الجسيم بدقة معينة ، ثم نصوب فوتونا آخر لقياس موضع الجسيم ، ولنظرا لأن الفوتون له طاقة تقوم بدفع الجسيم عند الاصتدام به فيتغير موضعه ، وبالتالي فإننا لا نستطيع تحديد موقعه بدقة ولا تحديد سرعته بدقة .
    وطبقا إلى إحدى صيغ مبدأ عدم التأكد أن الطاقة والزمن تحكمهما العلاقة : [1]
    حيث E الطاقة ، و t الزمنو h ثابت بلانك.

  7. #21
    مستشار فيزيائي
    Array الصورة الرمزية فيزيائي مفعم
    تاريخ التسجيل
    May 2012
    الدولة
    الوطن العربي جميعا/الجزائر
    العمر
    47
    المشاركات
    640
    شكراً
    1
    شكر 2 مرات في 1 مشاركات
    معدل تقييم المستوى
    150

    رد: سلسة دروس علم الميكانيك الكوانتي



    The Uncertainty Principle
    مبدأ الشك لهيزنبيرج

    إذا قمنا بدراسة الجسيم باعتبار خواصه الجسيمية فهذا بالضرورة يؤدي إلى فقد خواصه الموجية والعكس صحيح أي اذا درسنا الجسيم باعتبار الخاصية الموجية فهذا سيؤدي إلى فقد خواصه الجسيمية. وإذا أردنا أن ندرس الخاصيتين معاً فإننا سوف لا تستطيع تحديد موقع الجسيم بدقة بل نعين احتمالية تواجد الجسيم في الفراغ وفي هذه الحالة من عدم الدقة في تحديد موقع الجسيم فإنه لن يفقد خواصه الموجية.. لذا من المستحيل أن نطبق الخواص الموجية والجسيمية في وقت واحد على الجسيمات المادية أو الفوتونات فإذا اخترنا أحد الصفتين فلابد من استبعاد الأخرى. لذا فإن مبدأ الشك يجمع الخاصيتين معاً.
    مبدأ الشك في الفيزياء الكلاسيكية
    الجسيم المثالي هو الجسيم الذي يمكن تعيين موقعه في الفراغ بدقة كما إن كتلته وشحنته محددة بدقة. والموجة المثالية هي موجة جيبية لا يمكن تحديد مدى انتشارها في الفراغ أي أنها تمتد امتداداً لانهائياً ولها تردد محدد n وطول موجي معين l وسرعة انتشار v = ln
    لنفترض أن لدينا موجة مثالية ونريد أن نقارن موجة مجهولة بتلك الموجة القياسية. والسؤال هنا كيف يمكن أن نقول بمنتهى الدقة أن تردد الموجة المجهولة يساوي تماماً تردد الموجة المثالية؟

    سوف ندع الموجتان تداخلان لكي ينتج عنها ظاهرة الضربات Beats عدد الضربات في وحدة الزمن يساوي الفرق في ترددهما, إذا قمنا بمراقبة الموجتان لمدة محدودة من الزمن قد لا نلاحظ تغيراً ملحوظاً على سعة الموجة المحصلة الناتجة من التداخل ولكن لا يمكننا بذلك أن نجزم بأنه لا يوجد ضربات إذ أنه إذا انتظرنا وقتاً كافياً لأمكننا تسجيل ضربة. ولكي نكون متأكدين تماماً من عدم وجود ضربات أي أن فرق التردد بين الموجتين يساوي صفر أي لهما نفس التردد فلابد من الانتظار زمناً لانهائياً.

    إذا كان الفرق في التردد بين الموجتين هو Dn فإن الفاصل الزمني بين ضربة والتي تعقبها هو 1/Dn
    ولذلك لا بد من أن ننتظر زمناً Dt على الأقل أكبر من الزمن بين الضربتين أي أن
    Dt ³ 1/Dn
    بمعنى أن اللاحتمية (الشك) في قياس التردد Dn تكون كبيرة إذا كان التردد قد قيس على امتداد فترة زمنية قصيرة وحتى يكون الشك في التردد Dn مساوياً للصفر فإن Dt لا بد أن تكون لانهائية.
    Dn Dt ³ 1 (1)
    العلاقة التي تعطي اللاحتمية المناظرة للطول الموجي هو Dl يمكن اشتقاقها كالتالي:




    But v = ln ® ®


    DlDx³l2 (2)
    المعادلة (2) تشير إلى انه إذا كان امتداد الموجة في الفراغ غير محدد أو لا حتمي بمقدار Dx فإن طولها الموجي غير حتمي بمقدار Dl حيث أن Dl=l2/Dx. بمعنى أنه لكي تكون الموجة وحيدة اللون Dl=0 فإن امتدادها يكون لا نهائي في الفراغ.
    النبضة الموجية Wave Packet
    النبضة الموجية هي اهتزازة موجية محصورة في مدى محدد من الفراغ يمكن إثبات (رياضياً) إن تلك الموجة مكونة من عدة موجات مختلفة في التردد ومتطابقة الواحدة فوق الأخرى أي لها محتوى ترددي Dn وإذا جمعنا عدد الموجات ذات الترددات المختلفة التي تداخلها مع بعضها البعض لنحصل على نبضة حادة تماماً فسوف نجد أن جميع الترددات من صفر إلى مالانهاية أي أن المحتوى الترددي لهذه النبضة هو Dn=¥ ومعنى ذلك أن Dl=¥ ومن المعادلة (2) فإن Dx=0 وهي الصفة الجسيمية.


    مبدأ الشك لهيزنبيرج
    إذا قمنا بوصف الشعاع الكهرومغناطيسي باستخدام الخاصية الجسيمية وقمنا بتحديد موقع الفوتون عند أي لحظة من الزمن بدقة متناهية, فإن من مبدأ الشك يكون كلا من
    Dx=Dt=0
    ومن ناحية أخرى فإن الشك في تحديد الطول الموجي والتردد يكونان مالانهاية
    Dl=Dn=¥
    إاذا اعتبرنا حالة وسط أي ان يكون رصد الفوتون في المكان والزمان بطريقة غير محددة بدقة بل بنسبة شك قدرها Dx للمكان و Dt للزمان فإن من المعادلتين (1) و (2) يكون
    Dn Dt ³ 1 (1)
    DlDx³l2 (2)
    والمعادلة (1) تعني أنه في حالة قياس التردد لموجة خلال فترة محددة من الزمن Dt يكون الشك في التردد هو Dn
    والمعادلة (2) تعني أنه في حالة قياس الطول الموجي لموجة في مسافة قدرها Dx فإن الشك في قياس الطول الموجي يكون Dl.
    هاتين المعادلتين تم استنتاجهما على أساس الفيزياء الكلاسيكية وفي الفيزياء الحديثة يستعان بهاتين المعادلتين في ربط الخصائص الجسيمية (الطاقة وكمية الحركة) مع الخصائص الموجية (التردد والطول الموجي). من خلال المعادلتين التاليتين:
    Energy of the photon E = h n
    Momentum of the photon p = h/l

    وبإجراء التفاضل للمعادلة الأولى E = h n نحصل على مقدار الشك في الطاقة بالنسبة للشك في التردد
    DE=hDn
    DEDt ³ h (3)
    وهذه الصيغة الأولى لمبدأ الشك لهيزنبيرك والتي تنص على أن حاصل ضرب مقدار الشك في الطاقة والزمن يكون على الأقل اكبر من أو يساوي ثابت بلانك. وهذا يعني أن في حالة جسيم مثل الإلكترون أو الفوتون أو مجموعة من الجسيمات تكون في مستوى طاقة معين لفترة زمنية محددة بـ Dt, وعليه يكون الشك في مقدار مستوى الطاقة صفر إذا بقيت الجسيمات في ذلك المستوى لفترة زمنية لانهائية, وحيث أن الجسيمات تمكث في مستوى الطاقة فترة زمنية محددة إذا سيكون هناك مقداراً من الشك في الطاقة قدره DE ويساوي ثابت بلانك على Dt.

    لجسيم يتحرك في بعد واحد على محور x فإن العلاقة بين الشك في كمية حركة الجسيم والشك في الطول الموجي يمكن الحصول عليه بتفاضل المعادلة p = h/l

    وهذه الصيغة الثانية لمبدأ الشك لهيزنبيرك والتي تنص على أن حاصل ضرب مقدار الشك في الموقع ومقدار الشك في كمية الحركة يساوي على الأقل ثابت بلانك. وعليه فإنه من المستحيل قياس كلاً من المكان وكمية الحركة في نفس اللحظة بدقة متناهية.

    مثال
    أوجد مقدار الخطأ في قياس كمية تحرك إلكترون يحمل طاقة قدرها 1000 إلكترون فولت ويتحرك على استقامة محور x أفترض أن الخطأ الحتمي في قياس موقع الإلكترون لا يتعدى 1 انجستروم (وهذا يمثل الأبعاد الذرية)
    الحل



    وهذا هو مقدار الشك في قياس كمية الحركة للإلكترون في المثال ولمقارنة مقدار الشك في كمية الحركة بقيمة كمية الحركة نجرى الحسابات التالية:



    يتضح من المثال السابق انه بسبب مبدأ الشك لا نستطيع تحديد كمية الحركة للإلكترون المحصور في نطاق من الفراغ يساوي الأبعاد الذرية بدقة.

    مثال
    أوجد مقدار اللاحتمية (الشك) في قياس كمية تحرك جسم كتلته 10 جرام يتحرك بسرعة قدرها 10سم/ثانية. افترض أن اللاحتمية في تحديد موقع الجسم تساوي 10-3سم
    الحل

    وهذا هو مقدار الشك في قياس كمية الحركة الجسيم في المثال ولمقارنة مقدار الشك في كمية الحركة بقيمة كمية الحركة نجرى الحسابات التالية:

    وهذا يعني أن الشك للجسيمات الكبيرة نسبياً متناهي في الصغر ويساوي صفر

    كيف يمكن تصور شكل موجة الإلكترون بالاعتماد على مبدأ الشك؟
    ذكرنا سابقاً أن للإلكترون خصائص موجية وأن الإلكترون يمكن اعتباره موجه ولكن طبيعة هذه الموجة غير معروف وتم اعتبار الدالة الموجية Y هي الموجة المصاحبة للإلكترون. ومن مبدأ الشك يمكن الجمع بين الخاصية الجسيمية والخاصية الموجية باعتبار موجة تنتشر على مدى محدد في الفراغ وبالتأكيد فإن هذه الموجة لن تكون موجة جيبية لأن الموجة الجيبية غير محددة في الفراغ ولها امتداد لانهائي. واذا افترضنا مجموعة من الموجات الجيبية بترددات مختلفة تشكل نبضة موجية wave packet تنتشر على مدى محدد في الفراغ كما في الشكل يمكن ان تمثل موجة الإلكترون.


    http://www.hazemsakeek.com/Physics_L...Lecture_12.htm

صفحة 3 من 6 الأولىالأولى 12345 ... الأخيرةالأخيرة

معلومات الموضوع

الأعضاء الذين يشاهدون هذا الموضوع

الذين يشاهدون الموضوع الآن: 1 (0 من الأعضاء و 1 زائر)

المواضيع المتشابهه

  1. سلسة التجارب العملية // تجربة الأطياف الذرية
    بواسطة علاء البصري في المنتدى فيزياء المنهاج العراقي
    مشاركات: 8
    آخر مشاركة: 12-06-2012, 04:45 PM
  2. سلسة دروس علم الكهرومغناطيسية
    بواسطة فيزيائي مفعم في المنتدى منتدى الفيزياء الكهربية والمغناطيسية
    مشاركات: 9
    آخر مشاركة: 11-07-2012, 08:46 AM

الكلمات الدلالية لهذا الموضوع

مواقع النشر (المفضلة)

مواقع النشر (المفضلة)

ضوابط المشاركة

  • لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
  • لا تستطيع الرد على المواضيع
  • لا تستطيع إرفاق ملفات
  • لا تستطيع تعديل مشاركاتك
  •