هروقت علم در جايي به بن بست رسيده و نتوانسته پديده ها را با نظريه هاي موجود توجيه کند، نظريه هاي کامل تر و دقيق تري ارائه شده است. زماني که مکانيک کلاسيک از عهده توجيه رفتار ذرات زير اتمي بر نيامد، مکانيک کوانتومي شکل گرفت و در واقع مکانيک کامل تر و جامع تر شد. مکانيک کلاسيک به چرايي و چگونگي حرکت اجسامي با جرم و حجمي که قابل مشاهده است، مي پردازد. وقتي بشر به حدي از تکامل علمي رسيد که به بررسي رفتار ذرات ريزي مثل الکترون و پروتون و فوتون و . . . پرداخت، به تناقضي فاحش بين تجربه و نظريه در مکانيک کلاسيک برخورد کرد و بر آن شد تا با اصلاح آن، در زمينه نظري بتواند به پيشگويي پديده ها بپردازد. بر اين اساس مکانيک کوانتوم قديم که توسط پلانک و اينشتين ارائه شده بود، توانست برخي از پديده ها مثل اثر فوتوالکتريک، حرکت براوني و جسم سياه را توجيه کند. ولي اين نظريه ايرادهايي داشت، از جمله طيف تابشي اتم ها را پيشگويي نمي کرد. به همين دليل جاي خود را به مکانيک کوانتوم جديد داد.

در واقع نور خاصيت دوگانه اي دارد، برخي از آزمايش ها مثل دوشکاف يانگ فقط با حالت موجي نور مطابقت دارد و با ذره اي بودن نور در تناقض است و در پديده هاي ديگر مثل فوتوالکتريک، نور بايد ذره اي در نظر گرفته شود تا اين پديده توجيه شود و با موجي بودن نور در تناقض است. نور واقعا موج الکترومغناطيسي است يا ذره؟ مکانيک کوانتوم جواب اين سئوال را به خوبي مي دهد. در واقع بين اين دو خاصيت ارتباط برقرار مي کند و بيان مي کند که نور به هيچ وجه نه موج کلاسيک است و نه ذره کلاسيک. در مکانيک کلاسيک، با دانستن مکان و سرعت اوليه و با آگاهي داشتن از نيروهايي که بر ذره وارد مي شود، مي توانيم مکان و سرعت آن را در لحظات بعدي پيش بيني کنيم(قانون دوم نيوتن). در حالي که از نظر مکانيک کلاسيک، موج انرژي را منتقل مي کند و در فضا پخش مي شود، مثل امواج صوتي که انرژي آنها با مجذور دامنه رابطه دارد، روي محيط يک کره که در حال گسترش است، پخش مي شود تا جايي که در اثر زياد شدن محيط کره و ثابت ماندن انرژي صوتي، صدا ضعيف تر شده تا ديگر قابل شنيدن نيست.

اما فوتون يک ذره کلاسيکي نيست. چون ما اصلا نمي توانيم مسير آنرا مشخص کنيم. همچنين موج کلاسيکي هم نيست، چون آزمايش ها نشان داده که انرژي نور پخش نمي شود. ارتباطي که مکانيک کوانتوم بين ذرات غيرکلاسيکي و امواج غيرکلاسيکي برقرار کرده و با واقعيت هم خواني دارد به اين گونه است که مجذور دامنه امواج غيرکلاسيکي در واقع احتمال حضور ذرات غير کلاسيکي را بيان مي کند. يعني در جايي که شدت بيشتر است، تعداد بيشتري از اين ذرات به آن نقطه برخورد مي کنند و در جايي که شدت صفر است، احتمال حضور ذرات در آنجا صفر است. مکانيک کوانتوم فقط با احتمالات سروکار دارد و بيش ترين اطلاعاتي که در مورد پديده هاي کوانتومي مي توانيم به دست آوريم، احتمال وقوع حالت هاي مختلف 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 

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40