تبلیغات
فیزیک - اصل های مكملی
 
فیزیک
درباره وبلاگ


هر چیزی كه از فیزیك می خوای بدونی اینجا پیدا می كنی .

مدیر وبلاگ : سوسن
نویسندگان
نظرسنجی
بیشتر به دنبال چه مطالبی می گردید ؟؟؟








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 :

بر اساس رابطه دوبروی به ذرات مادی هم مشخصه‌های موجی و هم مشخصه‌های ذره‌ای نسبت داده می‌شود و این انتساب نوعی دوگانگی بوجود می‌آورد ...

بقیه مقاله در ادامه مطلب

بر اساس رابطه دوبروی به ذرات مادی هم مشخصه‌های موجی و هم مشخصه‌های ذره‌ای نسبت داده می‌شود و این انتساب نوعی دوگانگی بوجود می‌آورد كه اصل مكملی برای از بین بردن آن ، قرارداد می‌كند كه همواره در هر پدیده خاص فقط یك دیدگاه را می‌توان بكار برد.

نگاه‌ اجمالی
بر اساس رابطه دوبروی به ذرات مادی هم مشخصه‌های موجی و هم مشخصه‌های ذره‌ای نسبت داده می‌شود. در نگاه ‌اول این بیان نوعی نگرانی ایجاد می‌كند، چون این بیان نوعی دوگانگی ایجاد می‌كند. اصل مكملی برای از بین بردن این دوگانگی ، قرارداد می‌كند كه همواره در هر پدیده خاص فقط یك دیدگاه را می‌توان بكار برد. بنابراین اعمال هر دو دیدگاه موجی و ذره‌ای به صورت هم‌زمان ممنوع است.

موارد روشن اصل مكملی
در فیزیك مفاهیم موج و ذره دو مفهوم اساسی هستند، زیرا این دو نمایشگر تنها دو مد ممكن انتقال انرژی هستند. وقتی انرژی منتقل می‌شود، همواره می‌توان انتشار آن را به كمك امواج یا ذرات توصیف كرد. در توصیف انتقال انرژی معمولی (بزرگ مقیاس) در فیزیك كلاسیك ، همواره می‌توان یكی از این دو توصیف را بكار برد.

به عنوان مثال ، یك آشفتگی كه در سطح آب استخر حركت می‌كند، یك پدیده موجی است و پرتاب توپ بیسبال ، انتقال انرژی توسط یك ذره را توصیف می‌كند. در اینگونه موارد كه در آنها آشفتگی در حال حركت را به دو صورت مستقیم مشاهده می‌كنیم، راجع به ‌اینكه كدام توصیف را باید بكار برد، هرگز تردیدی وجود ندارد.

چند مثال ساده ‌از كاربرد اصل مكملی
انتشار صوت از یك محیط كشسان را می‌توان به صورت یك آشفتگی موجی درك كرد، اما آن طور كه ‌امواج آب قابل مشاهده هستند، امواج صوتی را نمی‌بینیم. با این وجود، توصیف موجی را با اطمینان خاطر در مورد انتشار صوت بكار می‌بریم، زیرا تا آنجا كه به تعبیر پراش و تداخل مربوط می‌شود، روی هم رفته ، این پدیده با پدیده مربوط به ‌امواج آب مشابه‌ است. بنابراین گفته می‌شود كه ‌انتشار صوت جنبه‌های صوتی را نشان می‌دهد. به بیان دیگر ، منظور این است كه ‌انتشار صوت را با یك مدل موجی می‌توان تشریح كرد، چون مدل موجی با تمام مشاهدات تجربی درباره صوت توافق دارد.

یك نمونه ‌از رفتار ذره‌ای در نظریه جنبشی گازها ظاهر می‌شود . هرگز به صورت مستقیم نمی‌توانیم مولكول‌های یك گاز را مشاهده كنیم، ولی كاملا مطمئن هستیم كه رفتار مولكول‌ها نسبتا همانند رفتار اجسام كروی سخت و كوچك است، زیرا آزمایشهای گوناگونی صحت این مطلب را تایید می‌كند. منظور این است كه یك مدل ذره‌ای تنها وسیله مناسب برای بیان رفتار مولكول‌هاست. بنابراین ، وقتی پدیده‌هایی را توضیح می‌دهیم كه تا حدی از تجربه عادی ما به دور هستند، باز هم یكی از دو مد توصیف را بكار می‌بریم، زیرا همواره یكی از آنها در توضیح حقایق تجربی موفق است.
ارتباط توصیف موجی و ذره‌ای
توصیف‌های موجی و ذره‌ای متقابلا ناسازگار و متناقض هستند. هرگاه بخواهیم فركانس یا طول موج یك موج را با دقت بینهایت معلوم كنیم، در اینصورت آن موج باید دارای گسترش بینهایت در فضا باشد. برعكس ، چنانچه موج در ناحیه محدودی از فضا محبوس باشد، بطوری كه ‌انرژی آن در هر زمان به ناحیه محدودی نسبت داده شود، در آن صورت به‌واسطه ‌این موضعی بودن ، به ذره شباهت دارد، ولی نمی‌توان آن را با یك تك فركانس یا طول موج مشخص كرد.

در عوض باید تعداد زیادی از امواج سینوسی ایده‌آل را كه هر كدام دارای فركانس و طول موج مشخص هستند، بر هم نهاد، تا آشفتگی موجی حاصل شود. بنابراین ، یك موج ایده‌آل (موجی كه طول موج و فركانس آن كاملا معلوم است) روی هم رفته با یك ذره ‌ایده‌آل (ذره‌ای كه هیچ گسترشی در فضا ندارد) ناسازگار است.

احتمال وجود توصیف‌های دیگر در مورد انتقال انرژی
هر پدیده ‌انتقال انرژی ، خواه ‌از مشاهده مستقیم یا تجربه ما دور باشد یا نباشد، باید بر حسب امواج یا ذرات بیان شود. هرگاه بخواهیم كه ‌این پدیده را مجسم كنیم و یا هرگاه بخواهیم كه نوعی تصویر از آنچه در برهمكنش‌هایی كه مشاهده مستقیم و بدون واسطه‌ آنها غیرقابل‌حصول است، داشته باشیم، آن تصور باید برحسب رفتار موجی و یا برحسب رفتار ذره‌ای باشد. هیچ شق دیگری موجود نیست. به دلیل وجود تناقض متقابل بین مشخصه‌های موجی ، نمی‌توان توصیف ذره‌ای و توصیف موجی را بطور همزمان بكار برد. می‌توانیم و باید یكی از این دو توصیف را بكار بریم، ولی هرگز نمی‌توانیم به صورت همزمان از هر دو استفاده كنیم.

اصل كمكی در مورد تابش الكترو مغناطیسی
تابش الكترو مغناطیسی هم جنبه‌های موجی و هم جنبه‌های ذره‌ای را نشان می‌دهد، اما نه در یك آزمایش. موردی كه تداخل یا پراش را نشان می‌دهد، مستلزم تعبیر موجی است و هم‌زمان نمی‌توان از تعبیر ذره‌ای استفاده نمود. آزمایشی كه برهمكنش فوتون و الكترون (مانند فتوالكتریك) را نشان می‌دهد، مستلزم تعبیر ذره‌ای است و همزمان نمی‌توان از تعبیر موجی استفاده كرد. جنبه‌های موجی و ذره‌ای ، خصوصیات ذاتی تابش الكترومغناطیسی هستند و باید هر دو جنبه را بپذیریم. بر اساس مكملی كه توسط بوهر ، پیشنهاد شد، جنبه‌های موجی و ذره‌ای مكمل یكدیگرند.

در هر آزمایش ، برای تعبیر رفتار تابش الكترومغناطیسی ، برحسب یك تصویر مرئی و با معنی ، باید یا توصیف ذره‌ای یا توصیف موجی را انتخاب كنیم. جنبه‌های موجی و ذره‌ای مكمل هستند، زیرا تا زمانی كه ‌این دو جنبه هر دو معلوم نباشند، دانش ما درباره خصوصیات تابش الكترومغناطیسی ناقص است. اما گزینش یك توصیف ، كه طبیعت آزمایش آن را ایجاب می‌كند، از گزینش همزمان توصیف دیگر جلوگیری می‌كند. درست همان طوری كه نظریه نسبیت مشخص می‌كند كه تصورات عادی ما از فضا - زمان و جرم در پدیده‌هایی با سرعت زیاد كاربرد ندارند. نظریه كوانتومی ‌نیز ، از طریق دوگانگی موجی – ذره‌ای ، نشان می‌دهد كه برای توصیف پدیده‌های زیرمیكروسكوپیك مفاهیم ساده معمولی كفایت نمی‌كنند.





نوع مطلب : كوانتوم و فیزیک جدید، 
برچسب ها :

       نظرات
شنبه 27 مرداد 1386
سوسن