نظریه سی پی اچ بر اساس تعمیم سرعت نور از انرژی به ماده بنا شده است.
سی پی اچ در ژورنالها
|
فضا و کوانش فضایی
|
|
ساختاری که با یک مجموعه از "ارتباطات فاصله‌ای" بین اشیاء تعریف شده است یک مانیفولد که بوسیله یک سیستم مختصات – جایی که یک شیئ میتواند قرار گیرد – تعریف شده باشد یک نهاد که تمام اشیاء موجود در جهان را از تماس با یکدیگر باز می‌دارد در فیزیک کلاسیک، فضا یک فضای اقلیدسی سه بعدی است، جاییکه هر موقعیتی با استفاده از سه مختصات توصیف می شود. فیزیک نسبیت از فضازمان به جای فضا استفاده می نماید، فضازمان بصورت یک مانیفولد چهار-بعدی مدل شده است. سوالات فلسفی درباره فضا شامل: آیا فضا مطلق یا بصورت خالص نسبیتی است؟ آیا فضا یک هندسه صحیح دارد یا اینکه هندسه فضایی فقط یک قرارداد است؟ شخصیتهای برجسته تاریخی مثل Isaac Newton (فضا مطلق است)، Gottfried Leibniz فضا نسبیتی است) و Henri Poincare (هندسه فاصله ای یک قرارداد است)، از سردمداران این منازعه می‌باشند.
دو تجربه- استدلالی مهم در ارتباط با این سوال عبارتند است: استدلال سطل نیوتن و جهان-دیسک پونکاره. رجوع شود به: مختصات کروی، مختصات کارتزین، فلسفه فیزیک. فضا بخشهای نسبتا خالی کیهان است، بیرون از اتمسفر سیارات. گاهی به نام "فضای خارجی" نامیده می شود تا از فضای هوایی مکانهای خاکی تمیز داده شود.
از آنجائیکه اتمسفر زمین هیچ سراشیبی یا بریدگی ناگهانی ندارد، بلکه بصورت تدریجی با افزایش ارتفاع رقیق می شود، هیچ مرز مشخصی بین فضا و اتمسفر وجود ندارد. در زمین، به افرادی که بالاتر از ارتفاع 80 کیلومتری(50 مایل) سفر می کنند، فضانورد می‌گویند. ارتفاع 120 کیلومتری (400،000 فوت یا 75 مایل) مرزی را تعیین می‌کند که اثرات اتمسفر در هنگام بازگشت قابل توجه می شوند. همچنین غالبا ارتفاع 100 کیلومتری (یا 62 مایلی) برای مرز بین اتمسفر و فضا استفاده می‌شود. رجوع شود به: نجوم و فیزیک نجومی؛ علم فضا؛ مهاجرت به فضا در ریاضیات، فضا معمولا یک مجموعه با بعضی ساختارهای اضافی است.
برای مثال، رجوع شود به فضای اقلیدسی، بردار فضایی، بردار فضایی هنجارشده، فضای باناخ، فضای محصول داخلی،فضای هیلبرت، فضای مکانشناسی شده «toplogically » ، فضای یکنواخت، و فضای متریک.در بعضی از رسم الخطها، فضا(space) به یک جای خالی برای علامت گذاری، جهت جلوگیری از ادغام کلمات مجزا، گفته می‌شود.
کوانتش فضاییاطلاعات اولیهدر مدل سیاره‌ای کلاسیک ، انرژی کل ، بزرگی اندازه حرکت زاویه‌ای مداری و مولفه اندازه حرکت زاویه‌ای مداری در امتداد هر راستایی از فضا ، ثابت‌های حرکت هستند. اما در مکانیک موجی تمام این کمیت‌ها کوانشیده‌اند. انرژی یک اتم تک الکترونی کوانشیده بوده و با عدد کوانتومی اصلی n مشخص می‌شود. اندازه حرکت زاویه‌ای مداری این اتم نیز کوانشیده بوده و مقادیر ممکن آن به تعداد عدد کوانتومی اندازه حرکت زاویه‌ای مداری را بستگی دارد. سومین ثابت کلاسیکی ، یعنی مولفه اندازه حرکت زاویه مداری در امتداد یک راستای ثابت از فضا کوانشیده بوده و با عدد کوانتومی m که به عدد کوانتومی مغناطیسی معروف است، مشخص می‌شود. به این ترتیب کوانشیده شدن اندازه حرکت زاویه‌ای مداری و یک مولفه از آن در راستای ثابت از فضا را کوانتش فضایی گویند.
گشتاور مغناطیسی الکتروناثرات مغناطیسی وابسته به یک ذره کلاسیکی در حال دوران و باردار را می‌توان اینگونه بیان کرد. اندازه حرکت زاویه مداری ذره‌ای که در یک مدار بسته حرکت می‌کند، برداری است که برصفحه مدار عمود است. بار الکتریکی منفی دوار یا الکترون دوار را می‌توان مانند یک حلقه جریان الکتریکی در نظر گرفت و لذا این جریان میتواند یک میدان مغناطیسی ایجار کند. در هر نقطه این میدان با بزرگی جریان متناسب است. از الکترومغناطیس می‌دانیم که می‌توان به این الکترون گردان یک گشتاور دوقطبی مغناطیسی نسبت داد. رفتار الکترون در میدان مغناطیسی خارجی براساس این کمیت قابل توضیح است.
نسبت ژیرومغناطیسیبزرگی گشتاور دو قطبی مغناطیسی یک جریان الکتریکی I که در محیط یک حلقه در صفحه‌ای به مساحت A جریان دارد بصورت μ= iA بیان می‌شود. هنگامی که الکترونی با بار e حلقه‌ای را در مدت زمان T دور می‌زند جریان برابر I = e / T خواهد بود. پس μ= eA/T می‌شود.
به الکترون دوار می‌توان اندازه
حرکت زاویه‌ای نسبت
داد. چون الکترون تحت
تاثیر نیروی کروی که از طرف هسته وارد می‌شود، در یک مسیر دایره‌ای
حرکت می‌کند و لذا اندازه حرکت زاویه‌ای آن کمیتی ثابت خواهد بود.
بنابراین براساس قانون
دوم کپلر اگر
سطح جاروب شده توسط الکترون در طی زمان T
زمان یک دور کامل) ، برابر A باشد، می‌توان از ترکیب روابط ،
اندازه حرکت زاویه‌ای مداری را بصورت رابطه زیر به گشتاور دوقطبی
مغناطیسی μ ربط
داد. P=-(e/2m).l
کوانتش اندازه حرکت زاویه‌ای مداریبا وجود اینکه تجسم ارتباط بین اثرات مغناطیسی و اندازه حرکت زاویه‌ای برحسب یک مدار الکترونی مشخص غیرممکن است، مکانیک موجی دقیق همان رابطه فیزیک کلاسیک را برای نسبت ژیرومغناطیسی یک الکترون، در یک اتم با اندازه حرکت زاویه‌ای مداری:
بدست
می‌دهد. بنابراین L ، اندازه حرکت زاویه‌ای مداری که برای الکترون
در نظر گرفته می‌شود، کمیتی کوانشیده است. عدد کوانتومی مغناطیسی مداریفرض کنید اتمی با اندازه حرکت زاویه‌ای مداری L در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار گیرد. براساس مکانیک موجی ، بردار اندازه حرکت زاویه‌ای مداری L نمی‌تواند هرجهتی را نسبت به میدان مغناطیسی خارجی اختیار کند، بلکه محدود به جهتهای بخصوصی است که برای آنها مولفه بردار اندازه حرکت زاویه‌ای مداری ، در راستای میدان مغناطیسی ، مضرب درستی از است. اگر جهت میدان مغناطیسی را جهت محور اختیار کنیم، مقادیر ممکن مولفه بردار اندازه حرکت زاویه‌ای مداری از قاعده L2 = m تبعیت می‌کند که در این رابطه m عدد کوانتومی مغناطیسی مداری نامیده می‌شود. این کمیت میتواند مقادیر بین l تا l – را اختیار کند. یعنی:
m=l , l-1 , ... , 0 , ... , l-1 , l
قاعده کوانتش فضاییهر مقداری را که عدد کوانتومی m میتواند اختیار کند، به عنوان یک حالت کوانتومی مجزا نامیده می‌شود. به عنوان مثال در حالت D=2 عدد کوانتومی m میتواند مقادیر 2 ، 1 ، 0 ، 1- ، 2- را اختیار کند، در این حالت بزرگی اندازه حرکت زاویه‌ای مداری برابر خواهد بود. چون بردار اندازه حرکت زاویه‌ای محدود به راستاهای گسسته معینی در فضاست، به آن کوانشیده فضایی می‌گویند. همچنین چون مقادیر L_2 ، L برابر است، لذا قاعده حاکم بر راستای بردار L ، یعنی قاعده کوانتش فضایی بصورت است.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 |
|
Sub quantum space and interactions from photon to fermions and bosons |
آرشیو موضوعی
|
|
از آغاز کودکی به پدیده های فیزیکی و قوانین حاکم بر جهان هستی کنجکاو بودم. از همان زمان دو کمیت زمان و انرژی بیش از همه برایم مبهم بود. می خواستم بدانم ماهیت زمان چیست و ماهیت انرژی چیست؟