ال ازدواجية موجة - جسيم إنها خاصية متأصلة في الطبيعة لكل من الجسيمات والأمواج. يمكن ملاحظة الطبيعة المزدوجة من خلال التجارب عند التحقيق في سلوك الجسيمات مثل الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات وحتى الذرات. ثنائية الموجة والجسيم هي نتيجة لعدد كبير من التجارب والنظريات ، مثل تلك المتعلقة بالتأثير الكهروضوئي ، والتي تم توضيحها بواسطة البرت اينشتاين.
نرى أيضا: البوزونات ، الفرميونات ، اللبتونات - النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات
الفرق بين الموجة والجسيم
قبل الحديث عن ازدواجية الموجة والجسيم ، من المهم فهم خصائص كل جانب من هذه الجوانب.
في حبيبات:
- تحتل موقعًا في الفضاء ،
- يتمتعون بالكتلة ،
- لها شكل محدد ،
- أنها تقع في مكان جيد ، أي يمكن تحديد موقعها بسهولة.
بالفعل أمواج:
- هي اضطرابات في الفضاء ،
- ليس لديهم منصب محدد ،
- ليس لها كتلة ،
- هي الظواهر التي تنقل طاقة,
- فهي تخضع لظواهر الانعكاس والانكسار والانحراف والتداخل وما إلى ذلك.
على الرغم من كونها أشياء مختلفة تمامًا ، من وجهة نظر الفيزياء ، كل جسيم له موجة مرتبطة به والعكس صحيح. كيف تعبر المادة عن نفسها ، سواء في شكل موجة أو شكل جسيم ، مرتبط بكيفية ملاحظتها.
ازدواجية موجة - جسيم
أصبحت ازدواجية الموجة والجسيم موضع تساؤل عندما أشارت النتائج التجريبية لهينريش هيرتز إلى التأثير الكهروضوئي دخلت التناقض المباشر مع ما كان متوقعًا لسلوك الضوء، وفقًا للنظرية الكهرومغناطيسية لـ جيمس كليرك ماكسويل.
وفقًا للنظرية الحالية في ذلك الوقت ، يجب أن يكون أي تردد للضوء قادرًا على الانبعاث الإلكترونات من صفائح معدنية ، أظهرت نتائج Hertz أنها كانت فقط من ترددات معينة أنه تم الكشف عن هذا الانبعاث.
ال تم شرح التأثير الكهروضوئي بواسطة البرت اينشتاين، في عام 1905. أظهر أينشتاين أن الضوء يتصرف بطريقة كمية ، أي أنه تم توزيعه في "حزم" صغيرة من الطاقة التي جردت الإلكترونات من المعدن إذا ، وفقط إذا ، كان لتلك الحزم مستوى طاقة يمكن أن تمتصه الذرات. من المعدن. لم تكن فكرة إمكانية تكميم الضوء جديدة ، قبل سنوات من تطبيق هذه الفكرة على الإشعاع الحراري من قبل الفيزيائي الألماني. ماكس بلانك، وهو ما يفسر ظاهرة قضية الجسم الأسود.
في عام 1923 ، لويس دي بروجلي اقترح أن الجسيمات قادرة أيضًا على التصرف مثل الموجات. ال فرضية دي برولي، كما أصبح معروفًا ، اقترح وجود "موجات الجسيمات"، مع هذا ، كان من المتوقع أن الإلكترونات والبروتونات والجسيمات دون الذرية الأخرى يمكن أن تقدم تأثيرات حتى ذلك الحين تشبه الموجة حصريًا ، مثل الانكسار (تغيير سرعة الموجة) ، الحيود (قدرة الموجات على الالتفاف حول العوائق) إلخ.
تم تأكيد فرضية De Broglie في عام 1928 من قبل تجربة دافيسون جيرمر، والتي تتألف من تعزيز الانحراف من الإلكترونات. للقيام بذلك ، تم توجيه حزمة الكاثود إلى هدف نيكل يمكن تدويره ، وذلك لتغيير الزاوية التي يركز عليها شعاع الإلكترون على مستوى ذرات النيكل. لاالنيكل.
أظهرت النتائج ذروة شدة الجسيمات التي انعكست في زوايا معينة ، يشير إلى وجود نمط من التدخلات البناءة والمدمرة لانعكاس الإلكترونات. كانت خاتمة التجربة أن يمكن أن تنحرف الإلكترونات وينتج عنها تداخل، كما فعل موجات كهرومغناطيسية.
يوضح الشكل التالي الحالة التي تنحرف فيها الإلكترونات: حسب المسافة يتشكل نمط من الشدة يمر عبر كل إلكترون ، تمامًا كما يحدث للموجة انحرف بواسطة أ كسرزوج.
نرى أيضا: ماذا يكون باليوراكو الأسود؟
شرح ازدواجية الموجة والجسيم
ظهر تفسير ازدواجية الموجة والجسيم مع تقدم ميكانيكا الكم. حاليًا ، من المعروف أن جميع أنظمة الكم تحكمها آلية تُعرف باسم مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ. وفقًا لهذا المبدأ ، تشبه الجسيمات "مجال المادة" ، حيث لا يمكن تحديد موضع الجسيم الكمومي بيقين مطلق.
من تطوير معادلة شرودينجر، نفهم أن جميع الجسيمات تتميز تمامًا بوظيفة موجية ، لا شيء إنه أكثر من مجرد تعبير رياضي يحمل كل المعلومات التي يمكن استخلاصها منه. الجسيم.
قبل أن نلاحظ نظامًا كميًا ، فإن معلوماته غير محددة ، وبعد ملاحظتها ، فمن الممكن لتحديد موقعهم وقياسهم ، في هذه الحالة ، نقول إن دالة الموجة الخاصة بها قد انهارت ، وتقدم نفسها في واحدة من الدول الممكنة. بعبارة أخرى ، ما يحدد ما إذا كان الكيان الكمومي موجة أو جسيمًا هو فعل المراقبة، لأنه من الممكن إجراء تجربة وملاحظة سلوك جسدي وتجربة أخرى تكشف عن سلوك تموج - كل ذلك بفضل احتماليعطيالفيزياءالكم.
بقلم رافائيل هيلربروك
مدرس الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-natureza-dual-luz.htm
