Η φυσικη

Μια ματιά στο βάθος της κβαντικής θεωρίας του Max Planck

Μια ματιά στο βάθος της κβαντικής θεωρίας του Max Planck


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Στη βάση της σύγχρονης φυσικής υπάρχει κάτι που ονομάζεται κβαντική θεωρία. Εξηγεί τη συμπεριφορά της ενέργειας και της ύλης σε διαφορετικά ατομικά επίπεδα - ατομικά και υποατομικά. Η κβαντική θεωρία περιλαμβάνει τη λειτουργία των πεδίων της φυσικής που συνήθως αναφέρονται ως κβαντική φυσική και κβαντική μηχανική και προσφέρει μια μάλλον ενδιαφέρουσα ματιά στα θεμέλια της σύγχρονης φυσικής.

Οι αρχές της κβαντικής θεωρίας

Η κβαντική θεωρία παρουσιάστηκε για πρώτη φορά στο ευρύ κοινό το έτος 1900, από έναν φυσικό που ονομάστηκε Max Planck. Παρουσίασε τη θεωρία στη Γερμανική Φυσική Εταιρεία, συγκεκριμένα παρουσιάζοντας τα αποτελέσματα ενός πειράματος που είχε κάνει εξετάζοντας το χρώμα της ακτινοβολίας από λαμπερά σώματα (όχι ανθρώπινα σώματα, φυσικά σώματα).

Στο πείραμα, διαπίστωσε ότι αν υποθέσει ότι υπάρχει ενέργεια σε μεμονωμένες μονάδες παρόμοιες με την ύλη, θα βρει την απάντηση στην αρχική ερώτηση που τέθηκε στο πείραμά του. Η σκέψη της ενέργειας με αυτόν τον τρόπο ήταν νέα και επέτρεψε στην ενέργεια να ποσοτικοποιηθεί εύκολα. Αυτές οι μονάδες ενέργειας που μπόρεσε να ποσοτικοποιήσει ονομάστηκαν κβάντα από τον Planck στα γραπτά του σχετικά με το πείραμα και τις επακόλουθες μαθηματικές εξισώσεις.

ΣΧΕΤΙΖΕΤΑΙ ΜΕ: ΣΚΟΥΡΟ ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΕΙΝΑΙ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΕΣ ΑΠΟΚΤΗΣΕΙΣ ΤΕΛΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΑΠΟΘΗΚΕΥΗΣ

Η εξίσωση που σχημάτισε τις αρχές της κβαντικής θεωρίας έδειξε ότι σε ορισμένα επίπεδα θερμοκρασίας, η ενέργεια που απομακρύνθηκε από ένα λαμπερό σώμα θα υπήρχε σε διαφορετικές περιοχές του φάσματος του χρώματος ή του μήκους κύματος. Ο Planck αρχικά φαντάστηκε ότι η ανακάλυψή του για τα κβάντα θα ξεκινούσε τη δημιουργία μιας νέας θεωρίας, αλλά αυτό που τελικά κατέληξε να συμβαίνει ήταν ότι ξαναγράφει πλήρως την κατανόηση της ανθρωπότητας από τους νόμους της φύσης.

Το 1918, ο Planck κέρδισε το βραβείο Νόμπελ για την ανακάλυψη και την έρευνά του για τα κβάντα. Είναι σημαντικό να σημειωθεί, ωστόσο, ότι ενώ η έρευνα του Planck ξεκίνησε τα θεμέλια της σύγχρονης κβαντικής θεωρίας, δεκάδες εκατοντάδες άλλοι επιστήμονες εργάστηκαν τα χρόνια πριν από την ανάδειξη του Planck για να κάνει αυτή την ανακάλυψη ακριβώς στο σημείο που έκανε. Ρίνοντας μια πιο προσεκτική ματιά στο χρονοδιάγραμμα, μπορούμε να δούμε πώς εξελίχθηκε η θεωρία μετά την ανακάλυψη.

Το χρονοδιάγραμμα της κβαντικής θεωρίας ανάπτυξης

1900: Ο Planck κάνει την αρχική ανακάλυψη, ή μάλλον την υπόθεση, ότι η ενέργεια κατασκευάστηκε από μονάδες που ονομάζονται κβάντα.

1905: Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν θεωρεί αυτή την ενέργεια και η ακτινοβολία θα μπορούσε να ποσοτικοποιηθεί με τον ίδιο τρόπο που ο Planck είχε θεωρήσει την κβάντα.

1924: Ο Louis de Broglie πρότεινε για πρώτη φορά ότι δεν υπήρχε διαφορά μεταξύ ενέργειας και σωματιδίων στη θεωρία του για τη δυαδικότητα των κυμάτων-σωματιδίων, όπως επίσης αποδείχθηκε στο διάσημο πείραμα double-slit.

1927: Ένας επιστήμονας με το όνομα του Werner Heisenberg θεωρούσε ότι η μέτρηση δύο συμπληρωματικών τιμών ταυτόχρονα, όπως η θέση και ορμή ενός δεδομένου υποατομικού σωματιδίου, θα ήταν αδύνατο. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την παραδοσιακή φυσική και έγινε γνωστό ως αρχή της αβεβαιότητας.

Τώρα που ρίξαμε μια πιο προσεκτική ματιά στο χρονοδιάγραμμα της κβαντικής θεωρίας ανάπτυξης, ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε ποιος ακριβώς ήταν ο Max Planck.

Ποιος ήταν ο Max Planck;

Γεννήθηκε τον Απρίλιο του 1858, ο Max Karl Ernst Ludwig Planck (αρκετά το όνομα) ήταν ένας θεωρητικός φυσικός που ήταν ο δημιουργός της κβαντικής θεωρίας, η οποία, όπως έχουμε συζητήσει, του έδωσε το βραβείο Νόμπελ στη Φυσική το 1918. Κατά τη διάρκεια της ζωής του συνέβαλε σημαντικά στον τομέα της θεωρητικής φυσικής, αλλά η κβαντική θεωρία παραμένει δική του μεγαλύτερο επίτευγμα.

ΣΧΕΤΙΖΕΤΑΙ ΜΕ: ΣΤΑΘΕΡΟ ΤΟ PLANCK ΣΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΣΧΕΔΙΑ TV

Η κβαντική θεωρία στα χέρια του Planck έφερε επανάσταση εντελώς στην κατανόησή μας και στη σύλληψη των κβαντικών σωματιδίων και διαδικασιών. Θα μπορούσε να εξισωθεί στη βαρύτητα της θεωρίας της θεωρίας της σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν που άλλαξε την κατανόησή μας για το διάστημα και το χρόνο.

Τόσο η κβαντική θεωρία όσο και η θεωρία της σχετικότητας αποτελούν παραδείγματα των θεμελίων όλης της φυσικής του 1900, αναγκάζοντας τους ερευνητές να επανεξετάσουν πώς προσεγγίζουν τον κόσμο γύρω τους.

Ο Planck πέθανε σε ηλικία 89 ετών το 1947 στη Γερμανία.

Ερμηνεία της κβαντικής θεωρίας

Οι κύριες μέθοδοι ερμηνείας της κβαντικής θεωρίας είναι γνωστές ως Ερμηνεία της Κοπεγχάγης και το θεωρία πολλών κόσμων. Η θεωρία της Κοπεγχάγης προτείνει ότι ένα σωματίδιο είναι ό, τι μετράται. Με άλλα λόγια, εάν μετράτε ένα σωματίδιο ως κύμα, είναι κύμα. Ωστόσο, δηλώνει επίσης ότι δεν μπορείτε να υποθέσετε ότι έχει συγκεκριμένες ιδιότητες ή ότι υπάρχει έως ότου το μετρήσετε. Είναι ένας απλός τρόπος να επιμείνουμε ότι η φυσική πραγματικότητα δεν υπάρχει στην πραγματικότητα μέχρι να την παρατηρήσετε. Αυτό οδηγεί στην ιδέα της υπέρθεσης, που σημαίνει ότι οποιοδήποτε δεδομένο σωματίδιο ή αντικείμενο μπορεί να βρίσκεται σε οποιοδήποτε αριθμό πιθανών θέσεων ταυτόχρονα κατά τη διάρκεια της περιόδου που δεν γνωρίζουμε τη θέση του ή δεν την παρατηρούμε.

Το διάσημο πείραμα σκέψης της γάτας του Schrodinger είναι το τέλειο παράδειγμα αυτής της ερμηνείας της κβαντικής θεωρίας.

Η θεωρία πολλών κόσμων ή η θεωρία πολλών κόσμων Αυτό δηλώνει ότι μόλις υπάρξει η δυνατότητα ύπαρξης ενός αντικειμένου, το σύμπαν χωρίζεται σε μια σειρά παράλληλων κόσμων όπου υπάρχουν και οι δύο καταστάσεις αυτού του αντικειμένου. Αυτή η θεωρία είναι η βάση τηλεοπτικών εκπομπών όπως ο Rick και ο Morty ή άλλες δημοφιλείς ιστορίες επιστημονικής φαντασίας, αλλά στο τέλος της ημέρας, είναι μια πολύ πραγματική ερμηνεία της κβαντικής θεωρίας.

Τόσο ο Stephen Hawking όσο και ο Richard Feynman εξέφρασαν την προτίμησή τους για το στυλ ερμηνείας της θεωρίας της πολλαπλής ποικιλίας.

Στο τέλος της ημέρας, η κβαντική θεωρία και η έρευνα του Planck επηρέασαν δραστικά το έργο των φυσικών και των ερευνητών τα τελευταία 100 χρόνια. Ωστόσο, οι συνέπειες της κβαντικής θεωρίας μπορεί να είναι λίγο προβληματικές, προκαλώντας ακόμη και τον ίδιο τον Planck να τους αποκλείσει κατά τη διάρκεια της εποχής του. Οι θεμελιώδεις αρχές της θεωρίας, ωστόσο, συνεχίζουν να επαναλαμβάνονται και να αποδεικνύονται μέσω μεταγενέστερου πειραματισμού. Η φυσική με πολλούς τρόπους θα συνεχίσει να εξαντλείται τον επόμενο αιώνα, αλλά το θεμέλιο της κβαντικής θεωρίας που έθεσε ο Max Planck είναι πιθανό να μείνει εδώ.


Δες το βίντεο: Τι είναι ο κβαντικός υπολογιστής και πώς θα αλλάξει την καθημερινότητά μας (Δεκέμβριος 2022).