|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
EN ÖNEMLİ BİLİMSEL KEŞİFLER
Kuantum mekaniği. Bilimsel keşfin tarihi ve özü
Rehber / En önemli bilimsel keşifler İlk başarıların heyecanı geçince Bohr'un teorisi, herkes birden basit bir gerçeği fark etti: Bohr'un planı çelişkilidir. Böyle bir gerçekten saklanacak hiçbir yer yoktu ve o zamanki karamsarlığı açıklıyor. Einstein, hem de Pauli'nin çaresizliği. Fizikçiler, bir atomda hareket ederken bir elektronun elektrodinamik yasalarına uymadığına tekrar tekrar ikna oldular: çekirdeğe düşmez ve atom uyarılmazsa ışıma bile yapmaz. Bütün bunlar o kadar olağandışıydı ki, kafaya sığmadı: Elektrodinamikten "kökeni" olan elektron, aniden yasalarının kontrolünden çıktı. Böyle bir kısır döngüden mantıklı bir çıkış yolu bulmaya yönelik herhangi bir girişimde, bilim adamları her zaman şu sonuca varmışlardır: Bohr atomu var olamaz. Bir atomdaki bir elektronun hareketinin başka bazı yasalara - kuantum mekaniği yasaları - uyduğu ortaya çıktı. Kuantum mekaniği, bir atomdaki elektronların hareketi bilimidir. Başlangıçta şöyle deniyordu: atomik mekanik. Heisenberg - bu bilimi yaratma şansına sahip olanların ilki. Werner Karl Heisenberg (1901–1976) Almanya'nın Würzburg şehrinde doğdu. Eylül 1911'de Werner prestijli bir spor salonuna gönderildi. 1920'de Heisenberg Münih Üniversitesi'ne girdi. Mezun olduktan sonra Werner yardımcı doçent olarak atandı. Maksimum Doğan Göttingen Üniversitesi'nde. Born, atomik mikro kozmosun klasik fizik tarafından tanımlanan makro kozmostan o kadar farklı olduğundan emindi ki, bilim adamlarının atomun yapısını incelerken olağan hareket ve zaman, hız, uzay ve belirli bir parçacık konumu kavramlarını kullanmayı düşünmemeleri bile gerekiyordu. Mikro dünyanın temeli, modası geçmiş klasiklerin görsel konumlarından anlaşılmaya veya açıklanmaya çalışılmaması gereken kuantumlardır. Bu radikal felsefe, yeni asistanının ruhunda sıcak bir karşılık buldu. Aslında, o zamanki atom fiziğinin durumu bir tür hipotez yığınına benziyordu. Şimdi, biri elektronun gerçekten bir dalga, daha doğrusu hem parçacık hem de dalga olduğunu deneyerek kanıtlayabilseydi. Ama şu ana kadar böyle bir deneyim olmadı. Ve eğer öyleyse, bilgiç Heisenberg'e göre, elektronun ne olduğuna dair yalnızca varsayımlardan yola çıkmak yanlıştı. Atomun yaydığı ışığı inceleyerek elde edilen, yalnızca atom hakkında bilinen deneysel verilerin olacağı bir teori oluşturmak mümkün müdür? Bu ışık hakkında kesin olarak ne söyleyebilirsiniz? Şu kadar sıklığa ve şu kadar yoğunluğa sahip olması, artık yok... Haziran 1925'te hasta Heisenberg, Baltık Denizi'ndeki Heligoland adasına dinlenmeye gitti. Dinlenmeyi başaramadı - orada aniden beklenmedik bir gerçeği fark etti: Bir atomdaki bir elektronun hareketi, küçük bir topun bir yörünge boyunca hareketi olarak hayal edilemez. İmkansız çünkü elektron bir top değil, daha karmaşık bir şey ve bu "bir şeyin" hareketini bir bilardo topunun hareketi kadar basit bir şekilde izlemek imkansız. L. Ponomarev kitabında şöyle yazıyor: "Heisenberg savundu: bir atomdaki hareketi tanımlamak istediğimiz denklemler, deneysel olarak ölçülebilecek olanlardan başka herhangi bir miktar içermemelidir. Ve bunu takip eden deneylerden atomun kararlı olduğu sonucuna varıldı. , çekirdek ve elektronlardan oluşur ve dengeden bozulursa ışın yayabilir. Bu ışınların kesin olarak tanımlanmış bir dalga boyu vardır ve Bohr'a göre, bir elektron bir sabit yörüngeden diğerine atladığında ortaya çıkar. Aynı zamanda, Bohr'un şeması elektronun atlama anında, yani iki durağan durum arasında "uçuş halinde" olduğu gerçeği hakkında hiçbir şey söylemeyin ve Heisenberg dahil herkes alışkanlıktan bu soruya bir cevap aradı. nokta onun için netleşti: elektron "durağan durumlar" arasında mevcut değil, sadece böyle bir özelliği yok! Oradaki ne? Henüz adını bile bilmediği bir şey var, ancak bunun yalnızca elektronun nereye ve nereden gittiğine bağlı olması gerektiğine ikna oldu. O zamana kadar fizikçiler, bir atomdaki elektron için, sürekli olarak zamana bağlı olan ve elektronun zaman içindeki belirli noktalarda konumunu gösteren bir dizi sayı ile verilebilen varsayımsal bir yörünge bulmaya çalışıyorlardı. Heisenberg, atomda böyle bir yörünge olmadığını ve sürekli bir eğri yerine, değerleri elektronun ilk ve son durumlarının sayılarına bağlı olan bir dizi ayrık sayı olduğunu savundu. Atomun durumunu, her karede sayıların yazılı olduğu sonsuz bir satranç tahtası olarak hayal etti. Doğal olarak, bu sayıların değerleri, karenin "atomik tahta" üzerindeki konumuna, yani, sayının kesiştiği noktada sıra numarasına (ilk durum) ve sütun numarasına (son durum) bağlıdır. . Eğer "atom oyununun" bir tür kaydının X sayıları biliniyorsa, o zaman atomun gözlemlenebilir özelliklerini tahmin etmek için gereken her şey bilinir: atomun spektrumu, spektral çizgilerinin yoğunluğu, atomun sayısı ve hızı. ultraviyole ışınlarıyla atomdan koparılan elektronlar ve çok daha fazlası. X sayıları, bir atomdaki bir elektronun koordinatları olarak adlandırılamaz. Onların yerini alırlar veya daha sonra söylendiği gibi onları temsil ederler. Ancak bu kelimelerin ne anlama geldiğini - ilk başta Heisenberg'in kendisi anlamadı. Ancak Max Born (1882-1970) ve Pascual Jordan'ın yardımıyla hemen sayılar tablosunun sadece bir tablo değil, bir matris olduğunu anlamak mümkün oldu. L.I. Ponomarev, "Matrisler, kesin olarak tanımlanmış toplama ve çarpma işlemlerinin olduğu miktar tablolarıdır. Özellikle, iki matrisi çarpmanın sonucu, bunların çarpılma sırasına bağlıdır. Bu kural garip görünebilir ve şüpheli , ancak kendi içinde herhangi bir keyfilik içermiyor.Özünde, matrisleri diğer niceliklerden ayıran bu kuraldır.İstediğimiz gibi değiştirme hakkımız yok - matematiğin de kendi sarsılmaz yasaları vardır.Bu yasalar, fizikten bağımsızdır. ve diğer tüm bilimler, doğadaki akla gelebilecek tüm mantıksal bağlantıları sembollerin dilinde sabitler ve tüm bu bağlantıların gerçekte gerçekleşip gerçekleşmediği önceden bilinmemektedir. Elbette matematikçiler matrisleri Heisenberg'den çok önce biliyorlardı ve onlarla nasıl çalışacaklarını biliyorlardı. Ancak, olağandışı özelliklere sahip bu garip nesnelerin atomik fenomenler dünyasında gerçek bir şeye karşılık gelmesi herkes için tam bir sürprizdi. Heisenberg ve Born'un değeri, psikolojik engeli aşmaları, matrislerin özellikleri ile bir atomdaki elektronların hareketinin özellikleri arasında bir yazışma bulmaları ve böylece yeni bir atomik, kuantum, matris mekaniği kurmaları gerçeğinde yatmaktadır. Atomik - çünkü bir atomdaki elektronların hareketini tanımlar. Kuantum - çünkü bu açıklamadaki ana rol, kuantum eylem kavramı tarafından oynanır. Matris - çünkü bunun için gerekli matematiksel aparat matrislerdir. Yeni mekanikte, bir elektronun her özelliği: koordinat, momentum, enerji - karşılık gelen matrislere karşılık geliyordu. Daha sonra onlar için klasik mekanikten bilinen hareket denklemleri yazıldı. Heisenberg bir şey daha saptadı: Koordinat ve momentumun kuantum mekaniksel matrislerinin genel matrisler olmadığını, yalnızca komütasyon (veya permütasyon) ilişkisine uyan matrisler olduğunu keşfetti. Yeni mekanikte, bu permütasyon bağıntısı, eski mekanikteki Bohr nicemleme koşuluyla tamamen aynı rolü oynadı. Ve Bohr koşullarının tüm olası olanlar kümesinden durağan yörüngeleri seçmesi gibi, Heisenberg komütasyon bağıntısı da tüm matrisler kümesinden yalnızca kuantum mekaniksel olanları seçer. Her iki durumda da - hem Bohr kuantizasyon koşullarında hem de Heisenberg denklemlerinde - Planck sabitinin mevcut olması tesadüf değildir. Planck sabiti, kuantum mekaniğinin tüm denklemlerine zorunlu olarak girer ve bu özelliği ile diğer tüm denklemlerden açık bir şekilde ayırt edilebilirler. Heisenberg'in bulduğu yeni denklemler ne mekaniğin ne de elektrodinamiğin denklemleriydi. Bu denklemler açısından, koordinat veya momentum matrisleri biliniyorsa, bir atomun durumu tamamen verilir. Üstelik bu matrislerin yapısı, atom uyarılmamış halde ışınım yapmayacak şekildedir. Heisenberg'e göre hareket, bir elektron topunun çekirdeğin etrafındaki herhangi bir yörünge boyunca hareketi değildir. Hareket, koordinat ve momentum matrislerini tanımlayan, sistemin zaman içindeki durumundaki bir değişikliktir. Bir atomdaki elektronun hareketinin doğasıyla ilgili soruların yanı sıra, atomun kararlılığı sorunu da ortadan kalktı. Yeni bakış açısından, uyarılmamış bir atomda elektron hareketsizdir ve bu nedenle ışıma yapmamalıdır. Heisenberg'in teorisi kendi içinde tutarlıydı ve bu, Bohr'un şemasında çok eksikti. Aynı zamanda, Bohr kuantizasyon kuralları ile aynı sonuçlara yol açtı. Ek olarak, onun yardımıyla, Planck'ın radyasyon kuantumları hakkındaki hipotezinin yeni mekaniğin basit ve doğal bir sonucu olduğunu göstermek nihayet mümkün oldu. Matris mekaniğinin çok uygun bir şekilde ortaya çıktığı söylenmelidir. Heisenberg'in fikirleri diğer fizikçiler tarafından ele alındı ve kısa süre sonra Bohr'a göre "mantıksal bütünlüğü ve genelliği içinde klasik mekanikle rekabet edebilecek bir biçim" kazandı. Ancak, Heisenberg'in çalışmasında moral bozucu bir durum vardı. Ona göre, yeni teoriden basit bir hidrojen spektrumu elde etmeyi başaramadı. Ve çalışmasının yayınlanmasından bir süre sonra, yazdığı gibi, "Pauli bana bir sürpriz verdi: hidrojen atomunun tam kuantum mekaniği. çok hızlı geliştirebilir"". Fizikçiler, Heisenberg'in matris mekaniğinin ortaya çıkışını büyük bir rahatlama ile karşıladılar: "Heisenberg'in mekaniği bana yeniden yaşam sevincini ve umudu geri verdi. Bilmeceyi çözmese de, artık tekrar ilerlemenin mümkün olduğuna inanıyorum" diye yazdı Pauli. 9 Ekim 1925. Yakında inancını kendisi haklı çıkardı. Yeni mekaniği hidrojen atomuna uygulayarak aynı formülleri elde etti. Niels Bohr varsayımlarına dayanmaktadır. Elbette yeni zorluklar ortaya çıktı, ancak bunlar büyümenin zorluklarıydı, bir çıkmazın umutsuzluğu değil. Yazar: Samin D.K.
▪ Termodinamiğin ikinci yasası
Dokunma emülasyonu için suni deri
15.04.2024 Petgugu Global kedi kumu
15.04.2024 Bakımlı erkeklerin çekiciliği
14.04.2024
▪ Alüminyum film orman yangınlarına karşı korur ▪ Chromebook Samsung Galaxy Chromebook 2 360
▪ site bölümü Bilgisayar cihazları. Makale seçimi ▪ makale Gemilerinizi yakın. Popüler ifade ▪ makale Çekirgelerin işitme duyusu var mı? ayrıntılı cevap ▪ makale Yükleme ve boşaltma tesisi operatörü. İş güvenliği ile ilgili standart talimat ▪ makale TV'nin ikinci ekranı. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
İlginç makaleler öneriyoruz bölüm 
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri