‍ #excited_state

▪در مکانیک کوانتومی حالت برانگیخته excited state سیستم (اتم، مولکول یاهسته) یعنی هر حالت کوانتومی که انرژی آن بیشتر از انرژی حالت پایه باشد.
طول عمر سیستم در حالت برانگیخته کوتاه است. به‌طور لحظه‌ای یا با ساطع کردن یک فوتون یا فونون سیستم انرژی اضافی خود را آزاد می‌کند و به حالتی با انرژی پایین‌تر یا حالت پایه برمی‌گردد.
اگر طول عمر این حالتهای برانگیخته زیاد باشد به آن‌ها شبه‌پایدارمی‌گویند. ایزومرهای هسته‌ای با طول عمر زیاد و همچنین حالت اکسیژن یگانه مثال‌هایی از این حالتهای شبه‌پایدار هستند.

مثال ساده‌ای از مفهوم برانگیختگی را می‌توان در اتم هیدروژن دید.
حالت پایه اتم هیدروژن مربوط به حالتی است که تنها الکترون آن در پایین‌ترین اربیتال (که مربوط به تابع موج با تقارن کروی است و کوچکترین عدد کوانتومی ممکن را داراست) قرار دارد.

اگر به اتم انرژی اضافه‌ای بدهیم (مثلاً با تاباندن فوتونی با انرژی خاص به اتم) الکترون می‌تواند به حالت برانگیخته یعنی حالتی که عدد کوانتومی آن بیشتر از عدد کوانتومی حالت "۱s" است برود.

اگر انرژی فوتون خیلی زیاد باشد الکترون از اتم جدا شده و اتم به یون تبدیل می‌شود.
بعد از برانگیختگی ممکن است اتم با ساطع کردن یک فوتون با همان انرژی اولیه به حالت قبلی برگردد.


اتم هیدروژن با الکتریسیته و حرارت هم برانگیخته می‌شود.

یک هسته ی برانگیخته همواره می‌تواند با گسیل تابش الکترومغناطیسی یا تبدیل داخلی به حالت کم انرژی تر وابپاشد.

در ساده‌ترین حالت، که در آن هر دو تراز موردنظر، حالتهای تک پروتونی هستند، واپاشی مشتمل برگزار پروتون از حالت بالاتر به حالت پایین تر است.

این، مانستهٔ گذار یک الکترون برانگیخته در اتم از یک تراز بالاتر به یک تراز پایین تر می‌باشد، که با گسیل امواج الکترومغناطیسی، یا بیرون انداختن الکترون همراه است.

ترازهای انرژی یک الکترون در یک اتم شامل حالت پایه (Ground state) و حالت‌های برانگیخته (Excited states). الکترون در حالت پایه با دریافت انرژی می‌تواند به حالت برانگیخته جهش کند.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

#مدل_اتم
#ابر_الکترونی
#electron_cloud_model

مکانیک کلاسیک الکترون را ذره در نظر می گیرد اما این دیدگاه در مکانیک کوانتوم دیگر توصیف مناسبی نیست و الکترون را بشکل ابر الکترونی به دور هسته در نظر می گیرد.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

حال که مدل اتمی را توضیح دادیم توضیح photoelectric effect ( اثر فتوالکتریک) آسان است .

https://t.me/higgs_field/3474

یادتان باشد گفتم از دیدگاه کوانتوم مکانیک چیزی به نام انعکاس نور از سطوح صیقلی (آیینه) وجود ندارد .

فوتون بعنوان کوانتای میدان الکترومغناطیس حامل انرژی کوانتیده این میدان است با برخورد به ماده ، انرژی اش را به یک الکترون واگذار می کند ، اسپین و اوربیتال الکترون با دریافت انرژی دچار تغییر میشود و سپس الکترون انرژی دریافتی را در جهت معین می تاباند و به حالت قبل باز می گردد.

به دنیای کوانتومی وارد شوید تا شگفت زده شوید.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

#مدل_اتمی_بور Böhr

فیزیکدانی دانمارکی به‌ نام «نیلز بور» (Niels Bohr) در سال ۱۹۱۳ مدلی از اتم را ارائه داد که تحت عنوان مدل اتمی بور شناخته می‌شود. در حقیقت او مدل اتمی رادرفورد را اصلاح کرد. پیش‌تر رادرفورد بیان کرده بود که اتم از هسته‌ای با بار مثبت تشکیل شده که بار‌های منفی یا همان الکترون‌ها اطراف آن قرار دارند. نیلز بور با رفع کردن محدودیت‌های توصیف رادرفورد از اتم، تصویری از اتم ارائه داد که امروزه در ذهن ما است.
طبق مدل اتمی بور، الکترون‌ها در مسیر‌های ثابتی اطراف هسته، تحت عنوان «اوربیتال» (Orbital) در حال حرکت هستند. در مطلبی جداگانه مفهوم اوربیتال را توضیح خواهیم داد.
مبتنی بر این مدل، هسته‌ای با بار الکتریکی مثبت در مرکز قرار گرفته و الکترون‌های با بار منفی در سطوح انرژی ثابتی اطراف آن در حال گردش هستند. این نظریه هم‌چنین بیان می‌کند که الکترون‌های قرار گرفته در فاصله‌‌ای دورتر از هسته دارای انرژی بیشتری هستند. این در حالی است که الکترون‌های نزدیک‌تر به هسته از انرژی کم‌تری برخوردارند. در شکل بالا شماتیک مدل اتمی بور ترسیم شده است.

‍ فرضیات مدل اتمی بور

نیلز بور مدل خود را مبتنی بر فرضیاتی ارائه داد. این فرضیات به شرح زیر هستند:



▪الکترون‌ها در مسیر‌های دایره‌ای ثابتی در اطراف هسته در حال حرکت‌اند. این مسیر‌ها تحت عنوان #اوربیتال شناخته می‌شوند.

▪انرژی الکترون‌ها در این مسیر‌ها، مقداری ثابت است. چندین اوربیتال یک «پوسته» (Shell) را تشکیل می‌دهند. در شکل بالا اوربیتال، پوسته و دیگر اجزای اتم نشان داده شده‌اند. تا زمانی که الکترون در مسیر ثابت خودش گردش کند، انرژی‌ای تابش نخواهد کرد.

▪سطوح انرژی متفاوت با اعداد n نشان داده می‌شوند. در حقیقت n=1، پوسته اول، n=2 پوسته‌ی دوم و به همین شکل پوسته‌ها -یا همان سطوح انرژی- با این اعداد نشان داده می‌شوند. به این مقادیر اعداد کوانتومی گفته می‌شود. این عدد از کمترین سطح (n=1) شروع شده و تا مقادیر صحیح بالاتر ادامه پیدا می‌کند.

▪تغییرات انرژیِ‌ یک الکترون زمانی رخ می‌دهد که سطح انرژیش تغیر کند. در یک اتم الکترون با دریافت انرژی از n کم به n بیشتر منتقل می‌شود. از طرفی وقتی الکترونی انرژیش را از دست بدهد، سطح انرژی آن نیز کاهش می‌یابد. تغییرات انرژی الکترون در شکل زیر نشان داده شده است. در این شکل الکترون از لایه‌ی سوم به سطح انرژی پایین‌تر در لایه دوم رفته و در نتیجه آن انرژی گسیل داده است.

▪بنابراین هر اتم تعدادی پوسته اطراف خود دارد که هرکدام از این پوسته‌ها شامل چندین زیرپوسته (اوربیتال) است.

#مــیدان_هــیگــز

t.me/higgs_field

‍ #قضیه #بل توسط فیزیکدان ایرلندی به نام #جان #استوارت #بل (1990-1928) بعنوان ابزاری برای آزمودن پیوستگی ذرات از طریق درهم تنیدگی کوانتومی طراحی شد. بر طبق این قضیه، هیچ نظریۀ متغیر پنهانی نمی تواند از پس ِ تمامی پیش بینی های مکانیک کوانتومی بر آید. بل این قضیه را با ایجاد نامعادلات بل تایید کرد؛ آزمایش ها حاکي از آن است که نامعادلات بل در سیستم فیزیک کوانتومی نقض می شوند. لذا باید برخی مفاد نظریه متغیرهای پنهان محلی اشتباه باشند.
در شرایطی که شما دو ذره با نام های A و B دارید و ذره ها در اثر درهم تنیدگی کوانتومی به یکدیگر وصل شده‌اند، ویژگی‌های A و B پیوندی با هم خواهند داشت. برای مثال، شاید اسپين(چرخش) ذره A معادل یک دوم و اسپين ذره B معادل منفی یک دوم باشد و یا بالعکس. فیزیک کوانتومی به ما می گوید که تا زمانیکه که اندازه گیری صورت نگرفته باشد، این ذرات در حالات احتمالی منطبق بر هم و روی هم قرار می گیرند. اسپين ذره A معادل 1/2 و 1/2- است. به مقاله ما در خصوص گربه شرودينگر نگاهی بیندازید تا بینش تان قدری افزایش یابد. این مثال ویژه با ذرات A و B، شکل متفاوتی از آزمایش فکری اینشتین-پودولسکي-روزن به نام پارادوکس EPR میباشد.

با این حال، به محض اینکه اسپين A را اندازه گیری کنید، يقيناً مقدار ذره B را بدون نیاز به اندازه گیری مستقیم آن خواهید فهمید. برای مثال، اگر مقدار ذره A برابر با 1/2 باشد، مقدار ذره B باید 1/2- باشد و بالعکس. معمایی که قضیه بل دارد این است که این اطلاعات چگونه از ذره A به ذره B انتقال می یابد. جان استوارت بل قضیه بل را در مقاله سال 1964 خود موسوم به “بررسی پارادوکس اینشتین-پودولسکي-روزن” مطرح کرد. او در تحلیل هایش، فرمولی تحت عنوان نامعادلات بل بدست آورد که اظهاراتی احتمالی دربارۀ تعداد دفعات درهم تنیدگی اسپين ذره A و ذره B بود.

آزمایشات فیزیک کوانتومی به نقض نامعادلات بل می پردازد، یعنی می باید یکی از فرضیه های اصلی نادرست باشد و تنها دو فرضیه وجود داشت که در تناسب با قضیه بود. یکی از فرضیه ها “واقعیت فیزیکی” یا “موضعیت(Locality)” رد می شد. برای درک هرچه بهتر این موضوع، به آزمایش توصیف شده در فوق برگردید. شما اسپين ذره A را اندازه می گیرید. در کل، دو شرایط پیش می آید: یا ذره B دارای اسپين مخالف است یا ذره B در حالت منطبق قرار دارد. اگر ذره B سريعاً تحت تاثیر اندازه گیری ذره A قرار گرفته باشد، فرضیه موضعیت نقض می گردد. به عبارت دیگر، پیامی بصورت آنی از ذره A به ذره B فرستاده می شود، گرچه امکان تفکیک آنها در فاصله ای بسیار زیاد وجود دارد.
یعنی مکانیک کوانتومی در این حالت ویژگی‌های غیر موضعيت(non-locality) را به تصویر می کشد. اگر این پیام لحظه‌ای (مثل غیر موضعيت) اتفاق نیفتد، تنها گزینه دیگر این خواهد بود که ذره B در حالت برهم نهی(Superposition)* قرار دارد. پس اندازه گیری اسپين ذره B باید بطور کامل مستقل از اندازه گیری ذره A باشد. لذا نامساوی های بل نشان دهنده درصد زمانی هستند که اسپين های A و B باید در آن همبستگی داشته باشند.
آزمایش ها به دفعات نشان داده‌اند که نامساوی های بل نقض می شوند. متداول ترین تفسیر از نتیجه فوق این است که پیام میان A و B لحظه‌ای است. بنابراین، مکانیک کوانتوم، عامل غیر موضعيت را به تصویر می کشد. توجه: غیر موضعيت در مکانیک کوانتوم فقط به اطلاعات مشخصی مربوط می شود که میان دو ذره به صورت در هم تنیده اند( حالت اسپين ذره در مثال فوق). اندازه گیری A نمی تواند بلافاصله برای انتقال هر نوع اطلاعات دیگری به B در فواصل بسیار زیاد مورد استفاده قرار گیرد. در صورت مشاهده B، هیچکس نمی تواند بطور مستقل ادعا کند که A اندازه گیری شد یا خیر. بنا بر تفسیرهای گوناگون ارائه شده از جانب فیزیکدان های برجسته، برقراری ارتباط سریع تر از سرعت نور نیز در این حالت مقدور نخواهد بود.
• به لحاظ ریاضی به دلیل خطی بودن جواب‌های خالص معادله شرودینگر ما می‌توانیم با جمع هر حالت دلخواه از حالت‌های خالص دوباره به یک جواب ِ حالت خالص دست پیدا کنیم. این جواب‌ها عمود برهم خواهند بود و این جواب خود یک جواب معادله شرودینگر است که به آن حالت برهم نهی کوانتومی می‌گویند.
http://physics.about.com/od/quantuminterpretations/f/bellstheorem.htm

#کوانتوم_مکانیک
t.me/higgs_field

#کتاب
مکانیک کوانتوم مدرن ساکورایی
📥 دانلود

آیا جهان واقعا آنگونه که ما می بینیم وجود دارد ؟

در مقیاس میکروسکوپیک اندازه گیری باعث فروپاشی تابع موج میگردد ، تاثیر این پدیده در ماکرو چگونه است؟

آیا ماده "شیء" است یا سدّ نسبی برای بخشی از طیف امواج الکترومغناطیس؟

ارتباط گرانش و الکترومغناطیس چگونه است؟


#کوانتوم_مکانیک
t.me/higgs_field

‍ ناسا تصاویری با کیفیت بالا از سحابی (نبولا) #veilمنتشر کرد


ناسا تصاویری با کیفیت بالا از سحابی "نبولا"(Veil Nebula) منتشر کرده است که جزئیات بیشتری از رشته ‌گازهای یونیزه شده آن نشان می‌دهد که براساس آن‌ها این ستاره نامگذاری شده است.

به نقل از دیلی میل، تلسکوپ فضایی هابل در اصل تصاویری از این ستاره‌ی عظیم که بیش از ۱۰ هزار سال پیش منفجر شده است را در سال ۲۰۱۵ ثبت کرد.
بقایای این ستاره که در فاصله‌ ۲۱۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد و یکی از شناخته شده‌ترین بقایای ابرنواخترهاست.
با استفاده از روش‌های پردازش، هیدروژن و نیتروژن یونیزه شده به رنگ قرمز قابل مشاهده هستند در حالی که اکسیژن دوبار یونیزه شده به رنگ آبی در تصویر ظاهر می‌شود.
این سحابی با سرعت ۹۳۲ هزار مایل بر ساعت(۱۴۹۹ هزار کیلومتر بر ساعت) در حال منبسط شدن است و ناسا می‌گوید مطالعه‌ی ترکیبات آن به ما کمک می‌کند تا بهتر ساختار آن و نحوه‌ی تعاملش با شوک ناشی از ابرنواختر را درک کنیم.
سحابی "نبولا" بخش قابل مشاهده‌ی ابرنواختر "حلقه ماکیان"(Cygnus Loop) است که بقایای ستاره‌ای حدودا ۲۰ برابر بزرگ‌تر از خورشید است که در حدود ۱۰ تا ۲۰ هزار سال قبل تبدیل به یک نواختر شده است.
سحابی به ابری از گازهای یونیزه شده و غبار گفته می‌شود که پس از انفجار ستاره، تشکیل می‌شود.
به گفته‌ی ناسا این سحابی ۲۱۰۰ سال نوری با ما فاصله دارد که همسایه‌ای نزدیک به حساب می‌آید. این یکی از شناخته شده‌ترین بقایای ابرنواختر است که اسمش را از ساختارهای ظریف و پیچیده‌اش گرفته است.
موج این انفجار قدیمی با سرعت زیاد به دیواری از گازهای خنک و متراکم بین‌ستاره‌ای برخورد می‌کند و نور منتشر می‌کند.
"نبولا" در لبه‌ی یک حباب گازی کم تراکم قرار دارد که در اثر انفجار ستاره‌ی دیگری پیش از "نبولا" به وجود آمده است.

در سال ۲۰۱۵ ناسا تصویری از این سحابی منتشر کرد که توسط دوربین‌های تلسکوپ هابل با پنج فیلتر مختلف ثبت شده بودند. شش تصویر گرفته شده در کنار هم قرار گرفت تا یک تصویر واحد ساخته شود.
در ماه جاری، ناسا با استفاده از فناوری‌های جدید نسخه‌ی با کیفیت‌تری با جزئیات بالا از آن تصویر منتشر کرد.
آژانس فضایی می‌گوید: در نسخه‌ی ارتقا یافته توسط روش‌های پردازش جدید، جزئیاتی از رشته‌ گازهای یونیزه شده‌ی "نبولا" قابل مشاهده است.
ستاره‌شناسان با مقایسه‌ی تصاویر گرفته شده از "نبولا" در سال ۱۹۹۷ با تصاویر گرفته شده در سال ۲۰۱۵ محاسبه کردند که سرعت انبساط آن ۹۳۲ هزار مایل بر ساعت است.
به گفته‌ی ناسا این سحابی اولین بار در سال ۱۷۸۴ توسط ویلیام هرشل(William Herschel)، ستاره‌شناسی بریتانیایی، کشف شد. این سحابی در شرایط مساعد قابل مشاهده توسط ستاره‌شناسان مبتدی است.


#کوانتوم_مکانیک
t.me/higgs_field

اصل عدم قطعیت جدیدی بیان می کند که اشیاء کوانتومی می‌توانند در یک زمان دو دما داشته باشند، که شبیه به آزمایش معروف گربه شرودینگر است که در آن، یک گربه در جعبه‌ای با عنصر رادیواکتیو می‌تواند هم زنده باشد و هم مرده.

https://t.me/higgs_journals/314

طبق نظریه جنبشی گاز‌ها، دما معیاری از میزان انرژی جنبشی مولکول‌های یک ماده است. هرچه سرعت انتقالی،‌ ارتعاشی یا دورانی مولکول‌های یک سیستم بیشتر باشد، دمای آن سیستم نیز بیشتر خواهد بود.

#کوانتوم_مکانیک
t.me/higgs_field

جسم سیاه عبارت است از یک جسم ایده‌آل فیزیکی که تمامی تابش الکترومغناطیسی برخوردی را در هر فرکانس یا زاویه‌ای جذب می‌کند. به طور دقیق‌تر نور و انرژی دریافتی را نه بازتاب کرده و نه از خود عبور می‌دهد.
مدلی از جسم سیاه که زیاد استفاده می‌شود، حفره‌ای با یک شکاف ورودی است. شکل زیر را در نظر بگیرید.

همان‌طور که می‌بینید پرتو نور از طریق سوراخ به حفره وارد شده و احتمال خارج شدن آن بسیار اندک است. در این صورت کل انرژی پرتو ورودی جذب حفره می‌شود. انرژی دریافت شده توسط جسم سیاه، منجر به داغ شدن آن می‌شود. این افزایش سطح انرژی جسم سیاه منجر به تابش انرژی از آن می‌شود. به این پدیده تابش جسم سیاه گفته می‌شود.

#کوانتوم_مکانیک
t.me/higgs_field

برای اولین بار ، دانشمندان تداخل سنجی اتمی را در فضا انجام داده اند.

[توضیحات تصویر: میعانات بوز- اینشتین نزدیک به صفر مطلق]

https://t.me/higgs_journals/319

‍ ‍ #مستند
آزمایش #خودکشی_کوانتومی


پ.ن: قبل از دیدن ویدیو فوق بررسی کنیم که #خودکشی_کوانتومی چیست؟
https://t.me/higgs_field/2218
°•°•°•°•°•°•°•°•°•°•°•°•°•°•°•°•°•°•°•°
مجموعه های هیگز:
https://t.me/higgs_field ←کانال
https://t.me/higgs_group ←گروه
https://t.me/higgs_journals ← آرشیو
https://t.me/higgs_book ←کتابخانه

یک جسم سیاه پس از داغ شدن، انرژی را در طیفی از امواج الکترومغناطیسی تابش می‌کند. این امواج از دو ویژگی زیر برخوردار هستند:

یک جسم سیاه داغتر، نور بیشتری را در تمامی طیف‌های الکترومغناطیسی ساطع می‌کند.

شدت تابش صورت گرفته از جسم سیاه به صورت پیوسته بوده و در یک طول موج خاص بیشترین مقدار را دارد. بیشترین مقدار تابش جسم سیاه برای اجسام داغ‌تر در طول‌ موج‌های کم‌تر اتفاق می‌افتد. در شکل زیر توان تابشی یک جسم سیاه در طیف‌های مختلف نشان داده شده است. همان‌طور که می‌بینید با افزایش دمای جسم، بیشترین تابش به سمت طول‌ موج‌های کمتر نزدیک می‌شود.

برای نمونه دمای سطح خورشید برابر با 5800 کلوین است. طبق نمودار بالا بیشترین انرژی ساطح شده از جسمی با چنین دمایی، در طول موج ۵۰۰ نانومتر اتفاق می‌افتد. این طول موج مربوط به نور زرد بوده و به همین دلیل نوری که ما از خورشید مشاهده می‌کنیم زرد رنگ است. برای جسم سیاهی که دمای آن دو برابر دمای خورشید، یعنی ۱۱۶۰۰ کلوین باشد، بیشترین انرژی ساطع شده در طول موج ۲۵۰ نانومتر رخ می‌دهد. از طرفی این عدد طول موجِ فرابنفش را نشان می‌دهد.
#کوانتوم_مکانیک
t.me/higgs_field

در شکل زیر خورشید با ۵ دمای مختلف تصور شده است. جالب است بدانید اگر دمای خورشید ۴۰۰۰۰ درجه کلوین می‌بود، خورشید به رنگ آبی دیده می‌شد!


#کوانتوم_مکانیک
t.me/higgs_field

دما چیست؟

کمیتی که افزایش یا کاهش انرژی جنبشی در سطح ذرات و اتم ها را تعیین می سازد.

*هر دایره را یک اتم در نظر بگیرید

#کوانتوم_مکانیک
t.me/higgs_field

چون عمر به سر رسد، چه بغداد چه بلخ،

پیمانه چو پر شود، چه شیرین و چه تلخ؛

خوش باش که بعد از من و تو ماه بسی،

از سَلْخ به غُرّه آید، از غُرّه به سَلْخ!

#خیام

تابش هاوکینگ باعث کاهش جرم و انرژی سیاه‌چاله می‌شود که به تبخیر سیاه‌چاله شناخته می‌شود. به همین خاطر سیاه‌چاله‌هایی که جرم آن‌ها به روش دیگری افزایش نمی‌یابد با گذر زمان جرم آن کاهش یافته و در پایان، از بین می‌روند. پیش‌بینی می‌شود که تابش ریزسیاه‌چاله، بیشتر از سیاه‌چاه‌های بزرگ‌تر باشد. بنابراین با سرعت بیشتری کوچک شده و از میان می‌رودتابش هاوکینگ باعث کاهش جرم و انرژی سیاه‌چاله می‌شود که به تبخیر سیاه‌چاله شناخته می‌شود. به همین خاطر سیاه‌چاله‌هایی که جرم آن‌ها به روش دیگری افزایش نمی‌یابد با گذر زمان جرم آن کاهش یافته و در پایان، از بین می‌روند. پیش‌بینی می‌شود که تابش ریزسیاه‌چاله، بیشتر از سیاه‌چاه‌های بزرگ‌تر باشد. بنابراین با سرعت بیشتری کوچک شده و از میان می‌رود.


#کوانتوم_مکانیک
t.me/higgs_field

🔺تصاویر پهپادی از فوران آتشفشان در نزدیکی پایتخت ایسلند




#کوانتوم_مکانیک
t.me/higgs_field

سوال:
آیا انسان میتونه کنار دهانه آتشفشان قرار بگیره یا حرارت بالا اجازه چنین کاری نمیده؟!
ببینیم😁
#کوانتوم_مکانیک
http://t.me/higgs_field