پرده ها کنار میرود
#کوانتوم #تاریخچه_کوانتم

    چهارسال از زندگي لرزان و مردد ايده ي پلانك مي گذشت ، و در اين مدت پدر تقريباً فرزند خود را ترك گفته بود ؛ تا اين كه در سال 1905 منشي اداره ي ثبت اختراعات سوئيس در برلن مطالبي خطير و گستاخانه ابراز داشت كه باعث شد ابداع در حال نزع پلانك زندگي از سر گيرد و توانا و مطمئن ، در سال 1913 ، در مسير برخورد محتومش با بور قرارگيرد .      چندي پيش از آن ، همين منشي اداره ي ثبت تبيين نظري كاملي از حركت معروف براوني ارائه داده بود . ، و تقريباً چهار ماه پس از ارائه ي كار تابناكش كه احياء كشف پلانك باشد ، نظريه ي نويني در ارتباط با الكتروديناميك اجسام متحرك ، كه اكنون آن را نظريه ي نسبيت خاص مي ناميم ، اعلام كرد . نام اين شخص آلبرت اينشتين بود . ايده هاي او چندان نومايه و شگفت انگيز بودند كه چهارسال طول كشيد تا براي پيوستن به هيئت علمي دانشگاه زوريخ از پناهگاه موقتش در اداره ي ثبت اختراعات فرا خوانده شود .      از نظر اينشتين ايده ي پلانك حتي از آن كه خود پلانك جسارت ورزيده و به تصور آورده بود ، انقلابي تر بود . بنابر نظرپلانك ، انرژي تنها به شكل بسته هايي وارد ماده مي شود ؛ و بيرون از ماده ، همان جا كه به شكل تابش در مي آيد ، بايد از قوانيني كه ماكسول بنياد نهاد پيروي كند . اما اينشتين نشان داد كه اين دو ايده معادل يكديگر نيستند ، و در جاي ديگر نشان داد كه اگر تابش نيز از بسته هايي تشكيل يافته باشد ، اين توازن وجود خواهد داشت .      تأثير كلي اين محاسبات چه بود ؟ اگر چيزي هم بود آيا براي پلانك زياني به بار نمي آورد ؟ آيا به اين معني نبود كه پلانك تازه به دوران رسيده با اصول پا بر جاي ماكسول به منازعه برخاسته است ؟ اين كار جسارت و بينش ژرف اينشتين جوان را طلب مي كرد كه فرياد سر دهد آن كه با پلانك سر ستيز دارد ، كسي جز ماكسول نيست .      آن جا پلانك ادعا مي كرد ماده انرژي را فقط به صورت بسته جذب يا گسيل مي كند ، اكنون اينشتين با گريز از موضوع ، اصرارمي كرد كه كوانتوم انرژي ، به جاي آن كه صرفاً رفتاري شبيه يك موج داشته باشد تا در معادلات ماكسول صدق كند ، بايد به نحوي شبيه يك ذره ، يك ذره ي نور ، كه ما آن را فوتون مي ناميم، رفتار كند .      اين طرحي انقلابي بود . اما اينشتين برگ هاي برنده اي در دست داشت ، كه قاطع تر از همه ي آن ها پديده اي بود كه هرتز در حدود بيست سال پيش متوجه آن شده بود .
#کوانتوم #تاریخچه_کوانتم

    از آن زمان به بعد مطالب فراواني درباره ي اين پديده گفته بودند . تامسون در انگلستان الكترون را كشف كرده بود ، ولنارد كه در آلمان زير نظر هرتز كار كرده بود ، با نشان دادن اين كه نور فرابنفش مي تواند الكترون ها را از سطوح فلزي تبخير كند ، مانند پرتو خورشيد كه آب سطح اقيانوس را بخار كند ، ساز و كار پديده ي هرتز را پي گيري كرده بود . و همين تبخير ، كه اكنون اثر فوتو الكتريك ناميده مي شود ، بود كه باعث مي شد جرقه ها آزادانه تر به حلقه ي هرتز وارد شوند .       اينشتين از تضاريس انرژي پلانك به ايده ي تكان دهنده ي اتمي بودن آن رسيد. اسفنجي را در يك نقطه در يك وان حمام در نظر بگيريد، مي توانيم  آن را به توده اي از ماده ي تابان و آب حمام را به اتر تشبيه كنيم. بنا بر نظريه ي ماكسول، هنگامي كه اين اسفنج فشرده شود مطابق معمول آب خود را بيرون داده و امواجي در وان پديد مي آورد. اسفنج پلانك از نوعي بسيار نادر است. در واقع بيشتر شبيه خوشه اي انگور است تا يك اسفنج، خوشه شامل هزاران باد كنك كوچك با اندازه هاي گوناگون، و هر يك از آن ها پر از آب. وقتي اين اسفنج فشرده شود، باد كنك ها يكي پس از ديگري مي تركند. هر كدام در تك انفجاري سريع، محتويات خود را، به شكل مقداري آب به بيرون پرتاب، و امواجي از نوع ماكسول ايجاد مي كند. اما، اينشتين اسفنج را از وان بيرون كشيد. آب درون آن بكار نمي آمد. وقتي اسفنج خود را به آرامي فشرد، آب مانند قطره هاي باران به طور نامنظمي از آن فرو ريخت. تضاريس نه تنها از سازو كار دروني اسفنج ناشي مي شد، بلكه در ماهيت خود آب نيز نهفته بود چراكه آب حتي پس از آن كه از اسفنج بيرون آمده بود، به شكل قطرات باقي مي ماند.
#کوانتوم #تاریخچه_کوانتم

👆👆👆 این مقالات در آینده و پس از اتمام در قالب فایل پی دی اف در کانال قرار خواهد گرفت.
اما این گاهنامه شماره دو نخواهد بود.
گاهنامه شماره دو فیزیکدانان چیزی فراتر از این مقالات خواهد بود و برای تهیه و تنظیم آن به شما نیازمندیم.

مخصوص فیزیکدانان
https://telegram.me/joinchat/AiqHZTwjBG61b4-nWB1f3A

"وفاداری ما به گونه و سیاره است. ما برای زمین سخن می‌گوییم. تعهد ما برای زنده ماندن و شکوفایی نه فقط برای خودمان، بلکه برای کیهان دیرینه و بیکرانی است که از آن ریشه گرفته‌ایم."
کارل سیگن

بدون شرح
https://telegram.me/joinchat/AiqHZTwjBG61b4-nWB1f3A

شهاب باران

بارش شهابی جوزایی که بزرگترین بارش شهابی سال است امشب به اوج خود می رسد.
نرخ ساعتی سرسویی آن بیش از 150خواهد بود که واقعا بی نظیر است.
پس اگر در شهر های کوچک زندگی می کنید یا می توانید به خارج از شهر و نور های آلوده کننده شهری بروید حتما چشم به آسمان بدوزید حتما شهابی خواهید دید.

استفاده از اصل بقای تکانه زاویه ای در ژیروسکوپ https://telegram.me/joinchat/AiqHZTwjBG61b4-nWB1f3A

شاید اولین چیزی که باید بفهمیم این است که این جهان فراتر از اتمهاست. فیزیک کوانتومی یک قرن است که دریافته اتمها 99.99999999 درصد فضای خالی هستند, ولی ما هنوز با این اطلاعات کنار نیامده ایم. تنها توصیف درباره ذرات زیر-اتمی, توصیف ریاضی آنهاست.
جهان هستی 100 درصد ریاضی است. زبان هستی ریاضیات است.
اما اگر همه هستی ریاضی است, پس ما چه هستیم؟

منبع: http://www.secretsinplainsight.com/2015/12/06/location-location-location/
#کوانتوم

از بارش شهابی امشب غافل نشید😌

ایستگاه دریایی https://telegram.me/joinchat/AiqHZTwjBG61b4-nWB1f3A

"لعنت به شما زنان.هر بار که یکی از زنان لایق را پیدا میکنم، می رود و ازدواج میکند."
«ورا روبین»ستاره شناس پس از ازدواج نامه ای با این جمله از هاروارد دریافت می کند.

تاریخچه کوانتم👇👇👇

    تصور اينشتين بسيار شگفت بود. اين تصور از هر لحاظ به معني بازگشت به نظريه ي ذره اي قديمي نيوتون بود. حتي تپش هاي نيوتوني، با ايفاي نقشي اساسي در اين تصور حضور داشتند. زيرا آهنگ همين تپش ها در نظريه ي ذره اي به مثابه ي بسامد نور بود، و بسامد در اين جا بايد نقشي دوگانه باز مي كرد. نتنها بايد رنگ فوتون را تميز پذير كنند، بلكه بنا بر قاعده ي پلانك، بايد انرژي آن را نيز تعيين كنند.      اما چه كسي بود كه بتواند چنين نظريه ي خيال پردازانه اي را باور كند؟ آيا نظريه ي ذره اي را، يك صد سال پيش، با دلايلي بسيار قاطع، از ميان نرانده بودند، و آيا نظريه ي موجي از طريق دو خط پژوهشي مستقل وارد صحنه نشده بود ؟ نظريه ي ذره اي چگونه توانست اين اميد را در دل باور كند كه از پيروز هاي بي چون و چراي نظريه ي موجي براي خود نسخه اي بدلي بسازد. وانگهي، اين منشي اداره ثبت اختراعات چه كسي بود؟ او حتي استاد دانشگاه هم نبود. باز گشت به چيزي شبيه به نظريه ي ذره اي بايد در حكم پذيرش اين مطلب باشد كه نظريه ي قانع كننده و كاملاً تأييد شده ي پديده هاي الكترومقناطيسي از پايه نادرست است. با همه ي اين ها اينشتين در واقع نه خوش دلانه و ابهام آميز، بلكه دقيقاً و به طور كلي، در پي انديشه هاي ژرف واستدلالي توانا، چنين طرحي را پيشنهاد كرد. اما آيا اين پيشنهاد تا آن حد هم جدي بود ؟ در حقيقت نظريه موجي در دو مكان متفاوت مستقل از يك ديگر، به ظهور رسيده بود، اما اكنون كار اينيشتين صرفا ارائه ي معياري هم ارز براي اين دو بيان مختلف از يك نظريه بود. به مدتي بيش از يك قرن همه ي آزمايش ها نظريه ي ذره اي را انكار كرده بودند. اما آيا رويداد هايي مانند فاجعه ي بنفش دسته كم نشان نداده بودند كه نظريه ي ماكسول نيز با دردسر مواجه شده است ؟ روي هم رفته، حتي در آغاز كار، در واقع اين جنگ خيلي هم نا برابر نبود.      اولين بار پلانك اين منازعه را به راه انداخته بود. اينشتين در مدت كوتاهي چيز هاي پردردسري براي نظريه ي موجي به وجود آورد. اينشتين و شارگردانش در تأييد ديدگاه جديد نور بارها به پيشرفت هاي مهمي نايل آمدند؛ اما آن چه كه برتر از همه باقي ماند توضيحي بود كه اينشتين براي اثر فوتو الكتريك ارائه داد.      در ابتداي امر ، در خصوص اثر فوتو الكتريك چيز خارق العاده و تقريباً معجزه آسايي وجود دارد . با وجود اين حتي از ديدگاه نظريه ي ماكسول طبيعي است كه نور بايد بر الكترون ها نيرو وارد آورد ، زيرا ماكسول نشان داد نور الكترومغناطيسي است ، و يك موج الكترومغناطيسي مسلماً بر ذره اي ذاتاً الكتريكي مانند الكترون ، تأثير مي گذارد . بنابر اين هيچ چيز شگفت انگيزي درباره ي صِرف وجود اثر فوتوالكتريك وجود نداشت . چيزي كه نظريه ي موجي را پريشان كرد اين موضوع نبود . شگفتي وقتي رخ نمود كه از سرعت الكترون هايي كه از فلز جدا مي شدند اندازه گيري هاي دقيقي به عمل آمد . اگر مي شد به نظريه ي ماكسول اتكا كرد ، بايد به ازاي افزايش شدت ، يا مقدار نور ، سرعت الكترون ها نيز افزايش مي يافت . اما آزمايشگران چيز ديگري يافتند . سرعت به همان مقدار قبلي باقي مي ماند . آن چه افزايش مي يافت شمار الكترون ها بود . اين آزمايش كننده ها دريافتند كه براي افزايش سرعت بايد بسامد نور افزوده شود و نه شدت آن .      در اين جا بين آزمايش و نظريه اختلافي پيش آمد ، كه با وجود آن كه اهميت چنداني نداشت ، اما همان قدر جدي بود كه فاجعه ي بنفش نظريه ي ماكسول در برابر توضيح حقايق ناتوان بود . ببينيم اينشتين چگونه هر چيزي را به ياري فوتون خود توضيح مي داد .      اينشتين آزمايش فوتوالكتريك را مانند نوعي سالن تيراندازي در نظر گرفت ، كه در آن فوتون ها را به مثابه گلوله مي گرفت و بيرون ريختن الكترون ها را مانند توپ هاي پينگ پنگي مي پنداشت كه با سرگرداني روي فواره هاي آب زير و رو مي شوند . به منظور افزودن شدت نور فرابنفش فقط لازم است تعداد فوتون هايي كه در هر ثانيه پرتاب مي شوند افزايش يابد . اين روند حتماً بايد در هر ثانيه به برخورد الكترون هاي بيشتري با فلز بيانجامد ؛ و دقيقاً همان چيزي است كه مشاهده كننده ها مشاهده كردند . #تاریخچه_کوانتم #کوانتوم

   اثر بسامد با ظرافت تمام توضيح داده شد .زيرا بنابر قاعده ي پلانك ، بالارفتن بسامد نور به معني افزايش انرژي هر فوتون است . مانند اين كه از گلوله هاي سنگين تر استفاده كنند . بنابر اين ، هرچه بسامد بيش تر باشد ، الكترون تكان بيشتري مي خورد ، و هرچه تكان الكترون بيشتر باشد سرعت آن افزون تر است . اين را نيز آزمايشگران مشاهده كرده بودند .      وقتي اينشتين توضيح خود را درباره ي اثر فوتوالكتريك ارائه كرد ، درواقع هيچ اندازه گيري دقيقي از اندازه ي سرعت الكترون ها به ازاي تغيير بسامد نور ، انجام نگرفته بود . او در سال 1906 بر مبناي نظريه ي فوتون اين نظريه را پيش گويي كرد ، و رياضياتي كه براي فهم آن ضرورت داشت چندان ساده بود كه هر دانش آموز دبيرستاني آن را مي فهميد . آزمايش هاي بعدي كه در سال 1915 در امريكا به پژوهش هاي كلاسيك ميليكان منجر شدند ، فرمول اينشتين را با چنان دقت و كمالي به اثبات رساندند كه در زمينه ي تأييد يك نظريه ي علمي ، فقط تأييد نظريه ي موجي ماكسول به وسيله ي هرتز با آن قابل مقايسه است ! ماجراي جالب اين است كه همين اينشتين بود كه نظريه ي گرانش نيوتون را به اعتبار نظريه ي نسبيت عام خود ويران كرد ، بله هم او بود كه با نظريه ي فوتون هاي خود در احياي نظريه ي نور نيوتون نقشي چنين مهم ايفا كرد .       نظريه ي ماكسول در برابر اثر فوتوالكتريك قدرت عرض اندام نداشت و در مقابل بقيه ي ايده هاي كوانتومي اينشتين نيز بي اعتبار مي نمود . به محض آن كه مفهوم فوتون تأييد شد ، با كمال شگفتي دريافتند كه بسياري از پديده هاي خيلي مشهور اما كم اهميت تر ، كه از ديدگاه ماكسولي نمي شد آن ها را درك كرد ، برطبق ايده ي جديد كامل و دقيق اند . اينشتين و شاگردانش براي تدارك حملات خود ، از حوزه هاي گوناگوني هم چون فوتولومينسان ، گرماي ويژه ، و حتي فوتو شيمي ، مهمات فراهم آوردند . با هر گام پيش روي ثابت مي شد كه فوتون براي مسائلي كه از طريق مسئله ي موجي حل نشده باقي مانده ، رهگشاي بسيار ساده اي است . سرانجام در سال 1921 اينشتين جايزه ي نوبل را دريافت كرد ؛ اين جايزه اصلاً نه به خاطر نظريه ي نسبيت ، بلكه يه طور كلي به پاس خدمات او به فيزيك نظري ، و به ويژه به خاطر نظريه ي فوتوالكتريكش ، به او اهدا شد . دو سال پس از آن جايزه ي نوبل به نيليكان كه اندازه گيري هاي دقيقش ايده هاي اينشتين را در حدي بسيارعالي تأييد كرد ، تعلق گرفت .      اينشتين دشمني با نظريه ي ماكسول نداشت . نظريه ي نسبيت نه تنها مظهر كمال مفهوم ماكسولي ميدان است ، بلكه به همان زيبايي و ظرافت از نظريه ي ماكسول دفاع و آن را اثبات مي كرد كه خود نظريه ي ماكسول از نظريه ي موجي هويگنس و فرنل به دفاع برخاسته بود . نظريه ي نسبيت ايجاب مي كند كه هر قانون فيزيكي شرط اكيدي را برآورده كند . هنگامي كه قوانين شناخته شده ي فيزيك را در برابر اين شرط آزمودند يكي پس از ديگري رد شدند . ايده هاي قديمي اندازه گيري و هم زماني ، فضا و زمان و جرم و انرژي جملگي ناگزير به كناره گيري شدند . در تمامي علم ديناميك ، از جمله قانون مشهور گرانش نيوتون مي بايست تجديد نظر شود . از ميان همه ي آن چه شالوده ي فيزيك نظري بود ، تنها دو بازمانده ي عمده از گزند تندبادي كه همانا نسبيت باشد ، برجاي ماند . يكي از اين ها مجموعه ي قوانين بقاي جرم ، انرژي و اندازه حركت بود ، كه گفته مي شد هيچ يك از اين كميت هاي فيزيكي نه مي توانند از هيچ به وجود آيند و نه كلاً از بين بروند ؛ اما اين كميت ها با آن چه قبلاً تصور مي شد فرق كلي كرده بودند ! بازمانده ي ديگر معادلات ماكسول بود كه توفان را به سلامت از سر گذراندند . شكلشان ، به عنوان يادگاري ارزنده از نبوغ ماكسول ، بدون تغيير ، هم چنان مغرور برجاي ماند .      قوانين بقا كه كه در فيزيك قديمي تر سه قانون مجزا را تشكيل مي دادند ، اينك به ياري نسبيت در چنان وحدت جدايي ناپذيري به هم جوش مي خوردند كه ديگر جدا نمي شدند . جرم به صورت شكلي از انرژي و در حقيقت ، به صورت قوي ترين شكل متمركز انرژي شناخته شده جلوه گر شد ، و هر چند هم قدرت آن پوشيده بود ، گاهي گوشه اي از چشم انداز رها شدنش نمايان مي شد . اين قدرت به راستي عظيم بود . بنابر فرمول اينشتين ، انرژي ذاتي نهفته در توده اي ماده از حاصل ضرب جرم آن و سرعت نور ، و دوباره ضرب در سرعت نور محاسبه مي شود – كميتي كه به راستي سرگيجه آور است . مقياس انرژي اتمي نيز چنين بود . اكنون رها شدن جزئي از اين انرژي با نتايجي ويرانگر براي ژاپني ها و پيامد هاي خطير براي نوع بشر ، مشاهده شده است . با همه ي اين ها انفجار بمب اتمي با همه ي آثار ويراني اش تنها حاصل جزئي كوچك از كل انرژي نهفته در جرم آن است .
#تاریخچه_کوانتم #کوانتوم

     اتر قرباني اصلي كارهاي هراس آور اينشتين بود . او به هر طريقي كه استدلال مي كرد ، چه براي فوتون ها يا نظريه ي ماكسول و امواج ، اتر كه در حقيقت بدجوري داشت همه ي علت وجودي خود را از دست مي داد ، نغمه ي نا سازي بود . البته ، در يك نظريه ي محض ذره اي نور ، اتر بايد غير ضروري و زائد باشد . اما در نظريه ي نسبيت ، كه امواج الكترومغناطيسي ماكسول را هم به راحتي در بر مي گرفت ، گرچه اين امواج در چارچوب اين نظريه ي نوين حضور داشتند ، ديگر نيازمند اتري نبودند كه در آن به تموج درآيند . خودفضا و زمان ، كه اكنون توان خم كردن و انتقال امواج را در خود سراغ داشتند ، جانشين آن جوهر همه جا حاضر شده بودند .      با همين نيت نيك بود كه اتر ، درحالي كه به هدف هاي خود رسيده بود ، سرانجام مي بايست از دنياي فيزيك رخت بربندد . اتر در روزگار شكوفائيش ، با داشتن مفاهيم كاملاً متناقض دردسرهاي فراواني آفريده بود ، زيرا تيزهوش ترين انديشمندان را براي ساختن مدل هاي بسيار پيچيده ي مكانيكي كه كم ترين شباهتي به مدل اتر داشتند ، به خود مشغول داشته بود ؛ همان مغز هايي كه در صورت نبودن اتر باسرعت بيشتري ديواره ي مستحكم دژ پيشرفت علمي را فرو مي شكستند . عظمت اين كار درست برپايه ي نمونه اي از چند خصيصه ي ناسازگارارزيابي مي شود كه براي اتر بيان شد ( نه اين كه ديگر در نظريه ي كوانتومي نوين پديده هاي ناسازگار وجود ندارد ! ) . از آن جا كه اتر امواج نوري را با سرعتي شگفت منتقل مي كند ، و اين امواج از نوع ويژه اي به نام امواج عرضي اند ، اتر صرفاً نمي تواند يك ماده ي ژلاتيني باشد بلكه جامدي است با سختي بسيار ، به مراتب سخت تر از خالص ترين فولاد . با وجود اين ، گرچه اين ماده بايد هرگوشه و رخنه ي عالم را پر كند ، اما ماده ي جامد چنان شگرفي است كه نبايد كوچك ترين مقاومتي در برابر حركت سيارات به دور خورشيد بروز دهد كه محسوس باشد . در زندگي نامه اتر ، مايه اي از تراژدي وجود دارد . ارزش خدمات بي منت و رايگاني كه اين ماده در نظريه ي موجي نور به مفهوم ميدان ارائه داده است ، براي علم بسيار باارزش است .      نخست اتر نور رسان را داشتيم .      سپس اتر الكترومغناطيسي را داشتيم .      و اكنون هيچ اتري نداريم .
#تاریخچه_کوانتم #کوانتوم

دوستان بخش اول مقالات تاریخ مختصر کوانتوم و بر کوانتم چه گذشت فردا در کانال قرار می‌گیرد.

کتاب مکانیک کوانتوم زتیلی

#فیزیک #کوانتوم

https://telegram.me/joinchat/AiqHZTwjBG61b4-nWB1f3A