منتدى الفيزياء و الكيمياء

منتدى العلوم الفيزيائية و الكيمياء و المهتمين بالتدريس بصفة عامة


فيزياء الكم La physique quantique

شاطر
avatar
bchtan
Admin

البلد أو المدينة : المغرب
عدد المساهمات : 175
الهواية : المطالعة - الأنترنيت - الموسيقى
تاريخ التسجيل : 27/03/2010

فيزياء الكم La physique quantique

مُساهمة  bchtan في السبت 23 يونيو - 7:57

بسم الله الرحمن الرحيم
فيزياء الكم la physique quantique




  • ماهي فيزياء الكم ؟
  • ما الفرق بين فيزياء الكم و الفيزياء الكلاسيكية ؟
  • هل نحتاج فعلا إلى فيزياء الكم ؟
  • هل نحتاج إلى عقل أينشتاين (A Einstein) لنفهم هذا الفرع من فروع الفيزياء ؟
  • لماذا تبذو هذه الفيزياء صعبة و غير مفهومة حتى بالنسبة للفيزيائيين أنفسهم ؟


في البداية أود أن أشير على أن الإجابة على هذه الأسئلة ليست سهلة و الصعوبة تكون عند الشرح أكثر منها عند الفهم . لكن نزولا عند رغبة أحد زوار المنتدى الذي طلب مني من خلال رسالة خاصة التطرق إلى هذا الموضوع بطريقة مبسطة بعيد عن التعقيدات و المعادلات و الرياضيات..... سأحاول أن أقتصر على المهم و المفيد
الفيزياء علم تجريبي يعتمد بالأساس على التجربة و يبقى الجانب النظري و أقصد التعقيدات و المعادلات العمود الفقري و الركيزة الأساسية في الفيزياء النظرية لأنها تمكن من التحقق و إثبات القوانين التي تكمن وراء الظواهر الطبيعية الموجودة بالكون
عندما نبسط المفاهيم نقتصر فقط على النتائج و هذه هي أنسب طريقة لتقديم هذا الموضوع بطريقة سهلة و مفيدة

كيف ظهرت الفيزياء الكمية ؟

قبل ظهور هذا العلم إلى الوجود كانت نظريتين سائدتين هما :
نظرية العالم نيوتون (Newton)لتفسير حركة الأجسام المألوفة و قانون الجاذبية الذي يفسر حركة الكواكب حول الشمس و تسمى الميكانيك الكلاسيكية
تعطي هذه النظرية طابع اليقينية للنتائج حيت تمكن من حساب وضع الجسم و سرعته بدقة من خلال مبدأ الأساسي للديناميك و المبرهنات التي تنبطق منه مثل :

  • مبرهنة الطاقة الحركية Théorème de l’énergie cinétique
  • مبرهنة الطاقة الميكانيكية Théorème de l’énergie mécanique
  • مبرهنة كمية الحركة Théorème de la quantité du mouvement ………الخ


نظرية ماكس ويل (Maxwell) حول الكهرومغناطيسية من خلال معادلات ماكس ويل الشهيرة
هتين النظريتين تفسر الأولى ديناميك المادة و الثانية تفسر الضوء على أنه عبارة عن موجات كهرو مغناطيسية تنتشر في الفراغ بسرعة كبيرة جدا تسمى سرعة الضوء في الفراغ . اذن كان علماء يعتبرون الضوء و المادة كخاصتين مختلفين غير مرتبطتين و لا علاقة بينهما .
لكن مع مرور الزمن ظهرت تجارب و ظواهر فيزياء أخرى مرتبطة بالعلاقة بين المادة و الضوء :

  • التأثير البيني مادة - الضوء L’interaction matière rayonnement
  • اشعاعات الجسم الاسود Rayonnement du corps noir
  • الحدث الكهرو ضوئي L’effet photoélectrique


اصبحت هتين النظرتين غير كافيتين لتفسير هذه الظواهر و أصبح علماء الفيزياء يبحثون عن نظريات اخرى جديدة لحل هذه الإشكالية .
من بين هؤلاء العالم ماكس بلانك (Max Planck)الذي اقترح أن التأثير بين المادة و الضوء يتم بطريقة متقطعة على شكل كميات من الطاقة معروفة تسمى " كونتا " و من هنا ظهرت لأول مرة كلمة الكم التي توجد بكلمات فيزياء الكم . و لم تكن هذه إلا البداية حيث ان بلانك في شك مما كان يقول
ثم العالم اينشتاين اقترح لتفسير ظاهرة الحدث الكهروضوئي أن الضوء الذي تفسرة نظرية الكهرومغناطيسية على أنه موجة هو ايضا ينتقل على شكل وحدات طاقية محدودة سميت فوتونات . من هنا اصبح الضوء يفسر بطريقتين الطريقة الموجية مصدرها ماكس ويل و نظرية الكهرومغناطيسية و باستعمال الفوتونات حسب اقتراح العالم اينشتاين . كانت هذه البداية مع فكرة ثنائية الجسم – موجة بالنسبة للضوء dualité onde corpuscule de la lumière و التي تم تعميمها فيما بعد لجميع الجسيمات في فيزياء الكم .
مع ظهور مفهوم الذرة و البنية الغير المستمرة للمادة من خلال طيف الغير المستمر للذرات الذي اكدته التجربة اصبحت الفيزياء الكلاسيكية غير مجدية لتفسير تصرف الجسيمات الصغيرة جدا مثل الذرات و مكوناتها و الجزيئات ....

تعريف الفيزياء الكمية:
هو فرع من فروع الفيزياء الذي يهتم بشرح تصرف الجسيمات المادية المتناهية الصغر مثل :

  • الذرات
  • الالكترونات
  • البروتونات
  • الجزيئات ......


الجسيمات المتناهية الصغر لا تتصرف كبقية الأجسام المألوفة لأن لها خاصيات فيزيائية مختلفة و غريبة . لا يمكن تعويض الكترون بكرة صغيرة ذات كتلة مثلا .

لماذا هذا التعقيد و الصعوبات في فيزياء الكم؟

1.المستوى المطلوب لفهم فيزياء الكم
مستوى عال في الرياضيات بحيث يجب الإلمام بالفقرات التالية بطريقة جيدة لتتمكن من الفهم الدقيق للجانب النظري لفيزياء الكم

  • الاحتمالات Probabilités
  • المجالات التساهمية Espaces vectoriels
  • المصفوفات Matrices
  • التكاملات Intégrales simples /généralisées
  • المعادلات التفاضلية équations différentielles
  • المتواليات Series
  • الدوال Fonctions


مستوى عال في الفيزياء بحيث يجب الإلمام بالفقرات التالية بطريقة جيدة لتتمكن من الفهم الدقيق للجانب النظري لفيزياء الكم


  • الميكانبك الكلاسيكية Mécaniques du points /solide
  • الميكانيك التحليلية ( يستحسن لكن غير ضروري ) mécanique analytique
  • فيزياء الموجية Vibrations
  • البصريات Optique physique
  • الكهرومغناطيسية Electromagnétisme


2– ميكانيك الكم حسب ديراك (Dirac)

يضاف إلى كل هذا الرموز و الكتابات الخاصة التي استعملها العالم ديراك لدراسة هذا الفرع من الفيزياء . بحيت يجب ان تتعلم و تقن رياضيات و مصطلحات خاصة بفيزياء الكم لكي تتمكن من قراءة و فهم كتاب في فيزياء الكم .

بعض نتائج فيزياء الكم

توصلت الفيزياء الكمية إلى نتائج مهمة جدا ساهمت في الفهم الدقيق لتصرف الجسيمات المتناهية الصغر و التي ابعاده أقل من النانومتر


  • تفسير مستويات الطاقة في الذرة
  • توزيع الإلكترونات حول النواة حسب مستويات طاقية معينة مع حصر عددها في كل مستوى بدقة



  • تفسير التأثير البيني بين الضوء و الذرات (المادة)و تطبيق للحصول على أشعة اللايز
  • تفسير الروابط بين الذرات و تكون الجزيئات
  • تأثير الحقول المغناطسية و الكهربائية على الذرات و الجزيئات
  • تفسير التيار الكهربائي في الموصلات و أشباه الموصلات الخ
avatar
redaone

البلد أو المدينة : المغرب
عدد المساهمات : 35
الهواية : الرياضة - المسيقى - المطالعة - تصفح مواقع الانترنيت
تاريخ التسجيل : 29/03/2010

رد فيزياء لكم

مُساهمة  redaone في الجمعة 27 يوليو - 5:15

السلام عليكم

شكرا على هذا التوضيح تبقى فيزياء الكم من العلوم التي يمكن اللاستئناس بنتائجها المدهلة في مجالات كثيرة و دراستها وفهما مقتصر على من له مستوى معين في الفيزياء فقط .و أضيف بأن مجموعة كثيرة جدا من فروع الفيزياء تعتمد كثيرا على نتائج و مبادئ فيزياء الكم :
  • كفيزياء الدقائق المجهرية Physique des corpuscules
  • الفيزياء الذرية و النووية Physique atomique et nucleaire
  • الفيزياء الإحصائية Physique statistique
  • الكيمياء الكمية La chimie quantique

    الوقت/التاريخ الآن هو الأحد 25 يونيو - 4:37