بسم الله الرحمن الرحيم..
قبل البدء بالحديث حول هذا الموضوع , سوف أذكر تمهيد ذكره الكاتب ( في الفصل الأول) أعجبني حول إكتشاف ثابت بلانك,,,
---------------------
سوف نرجع بالزمن إلى بداية هذا القرن, لنتدبر بعض المسائل البارزة في الفيزياء لتلك الفترة أعني ما يأتي::
1) مسألة قانون إشعاع الجسم الأسود..
2) مسألة التأثير الكهروضوئي..
3) مسألة إتزان وحجوم الذرات..
هذه المسائل الثلاث لم تكن بالطبع هي الوحيدة التي شغلت فيزيائي هذا العهد, ولكننا أفردناها لأنها تبين بصورة خاصة إستشكال أو معضلة الفيزياء الكلاسيكية..
* الجميل في هذا المقطع هو مايلي>>>>>>>> عند فحصنا للنشرات العلمية في ذلك الوقت نجد أن أغلب الفيزيائين كانوا مهتمين بمسائل مختلفة جداً ... والمقدرة على تمييز ماهو ذو أهمية حقيقية مما هو تافه وضئيل مقدرة نادرة في الواقع ( في أي وقت), لذلك فإن لدينا كل أسباب التقدير للبصيرة النافذة والخيال الخصب لهؤلاء الرواد الأوائل في الفيزياء الكمية....
لكي نضع الموضوع في قالب مسرحي فسوف نعتبر هذه المسائل الثلاث, بمثابة ثلاث أوجه مختلفة ل ( سر الثابت المفقود) وهو بالطبع ثابت بلانك, فهذا الثابت لا وجود له في النظرية الكلاسيكية الخاصة للمادة...
**لن أدخل في تفاصيل إكتشافه , فقط سوف أذكر أنه في 14 ديسمبر عام 1900 قدم ماكس بلانك إشتقاقاً لقانون إشعاع الجسم الأسود في إجتماع الجمعية الفيزيائية الألمانية ببرلين ويعتبر هذا التاريخ بمثابة ميلاد نظرية فيزياء الكم.. وفي إشتقاقه لتعبير النظري لشدة الإشعاع كدالة في الطول الموجي ودرجة الحرارة, تجاوز بلانك الفيزياء الكلاسيكية عندما وضع لهذا الغرض إفتراضاً جذرياً يمكن صياغته.... أن المتذبذب ذو التردد الطبيعي v يمكن أن يأخذ أو يفقد طاقة فقد في طرود قيمة كلاً منها E=hV ,, حيث h = ثابت أساسي جديد ( يدعى ثابت بلانك)
** الآن ننتقل إلى عنوان الموضوع:: لا يوجد غير ثابت بلانك واحد..
هذا العنوان الفرعي قد يثير عجب القارئ , بالطبع يوجد بالتعريف ثابت بلانك واحد فقط.. فماهي النتيجة الهامة التي ينوي المؤلف إستخلاصها من هذه الحقيقة العادية؟؟!!
النقطة الأساسية تماماً هي أننا لا نحتاج في الفيزياء لأكثر من ثابت واحد من ( طراز ثابت بلانك).
أعتبر أن علاقة دي برولي مكتوبة على الصورة ... h=yp حيث p هي كمية الحركة ..y هي طول موجة دي برولي للجسيم.... الكميات p,,y يمكن قياس كل منه مستقل عن الأخر ويمكننا تعيين ثابت بلانك بقياس زوج من المتغيرات المتناظرة (y,p) وإنها لحقيقة جديرة بالملاحظة أننا نحصل دائماً على نفس القيمة h بصرف النظر عن نوع الجسيم الذي نراقبه, أن يكون الحال على هذه الصورة ليس أمراً ثانوياً..
ربما لا يكون القارء قد إنبهر بهذا , فإننا يمكننا على أي حال إشتقاق هذه العلاقة بناءً على يعض الافكار البسيطة جداً .. دعنا إذن نختبر المقدمات المنطقية لهذا الإشتقاق..
خلال دراستنا كنا نفترض وجود موجة مرافقة لكل جسيم مادي بطريقة تجعل سرعة المجموعة مساوية لسرعة الجسيم,, وإفترضنا بالإضافة إلى ذلك أن الوصف الموجي الجسيمي يحقق مبدأ النسبية الخاصة مما يعني أن العلاقة بين متجه الموجة وترددها ,, وبين كمية الحركة وطاقة الجسيم يجب أن تكون هي نفسها في كل إطارات القصور وعلى هذا الأساس إستخلصنا النتيجة ::
E=hpar w ...................... p=hpar k >>>> 1
حيث k متجه الموجه ..... w التردد الزاوي الموجة ....
ويمكن إستناتج ما سبق عن طريق معرفة أن k=2 pi\y ,,,,,,, hpar=h\2pi ,, w=pi v حيث v التردد ........... وتعويض ذلك في E=hV و h=yp >>>>( هذه إضافات شخصية لربط أعتقد أن الكاتب لا يريدنا أن نستخدمها)
إذاً E= mc^2 = hpar w ...
من ما سبق كيف يمكننا أن نستنتج أن h هو ثابت بلانك؟؟؟ يتم ذلك عن طريق التنبؤ , فالعلاقةE=hpar w صحيحة للفوتونات وقد يغرينا هذا لإعتبارها صحيحة بالنسبة للجسيمات المادية , ولكن هذا بالضبط هي النقطة الحاسمة هل العلاقة واحد صحيحة لكل الجسيمات المادية؟؟!!
وعلى هذا نستطيع أن نعبر عن العلاقات السابقة بالصورة E= Cw ...... p=Ck ... حيث c ثابت مميز للجسم وهذا الثابت يكون معروفاً على سبيل المثال بالصورة C=E\w ..
ليس هناك على أي حال سبب يدعو لأن يكون C هو نفس الثابت لكل الجسيمات , فعالمنا قد يكون متفاوتاً , وقد نجد بالتجربة C=h par للفوتونات و C=7hpar للإلكترونات و C=14hpar للبروتونات,, وبشكل عام قد يكون من الممكن أن نجد أنه في حين أن الألكترونات والبروتونات تكون مترافقة بموجات دي برولي ,, ,لا توجد موجات مادية للنيوترونات!!!!
لحسن الحظ أن المادة التجريبية المتاحة تستبعد إحتمال أن تكون ثوابت طراز بلانك c مختلفة لأنواع الجسيمات المختلفة .. ونحن نقول لحسن الحظ لأن صياغتنا الراهنة ذات الفلسفة الجمالية للميكانيكا الكمية تتوقف بطريقة أساسية على إفتراض أن C=hpar ثابت عالمي لا يتوقف على نوع الجسم إذا لم يكن الحال كذلك فإن نظرية الجسيمات الأولية والتفاعلات التي بينها قد تكون بالفعل مختلفة تماماً..
إلى أي درجة يمكن التحقق عملياً من الفرض بأن C=hpar لكل أنواع الجسيمات؟؟ أن التجارب المباشرة الشبيهه بتجارب دافيسون وجيرمر أو طومسون قد تم إجراؤها على أنواع قليلة من الجسيمات ,, كأختبرات العلاقة h=yp ولكنها تجارب محدودة الدقة بطبيعتها .. إلا أنها تصحح إعتقادنا في صحة العلاقة واحد.... لكن الأساس الحقيقي في ثقتنا بتلك العلاقات هو النجاح الشامل لميكانيكا الكم.. وتوجد كمية هائلة من الدلائل التجريبية التي تؤكد العلاقة واحد بطريقة غير مباشرة... إلا أن تعليل هذه الدلالئل ليس دائماً قاطع الوضوح وبسيط كما هو الحال في حيود لألكترونات بالبلورات.. ولكنها في جملتها مقنعة تماماُ..إن إعتقادنا أن العلاقة واحد صحيحة هو إلى حد ما مشابه لأعتقادنا بأن العلاقة E= mc^2 هي أيضاً تماماً والدليل المباشر على صحة العلاقة الأخير قوي جداً ,, ولكن إجمالي الأدلة غير المباشر, المتعلقة بالصلاحية العامة لأفكار النسبية الخاصة هي في الحيقية التي تقنعنا.. وليس هناك أقل بادرة في موادنا التجريبية بأن العلاقة واحد أو العلاقة E= mc^2 قد تكون غير حقيقة تقريبية .. فنحن نفترض أنهما صحيحتنان تماماً,, ونعتبرهما أحجار الزوايا في بناء النظرية الفيزيائية..
ومن الأمور التي إستنتجناها بناءً على ما سبق..
بإستخدام قواني إنحفاض الطاقة وووو قوانين إنحفاض كمية الحركة وووو إستناداً لحقيقة ثابت بلانك وما نتج عنها معادلات واحد.. نستنتج >>>>>>>>>>>
أنه إذا كان لدي مجموعة من الجسيمات المتحركة فإن (مجموع التردادات الإبتدائية = مجموع الترددات النهائية) كذلك ( مجموع المتجهات الموجية البدائية = مجموع المتجهات الموجية النهائية)....
*** الخلاصة ,, لا يوجد دليل منطقي يدلنا على وجود موجة دي برولي للبروتونات, مع العلم بأن الإلكترونات لها خواص موجية,
.
كذلك فالمنطق البحت لا يستطيع أن يدلنا على أن ثابت C يجب أن يكون هو نفسه لكل الجسيمات , كما أن كمية الحركة ومتجه الموجة كمؤثرات لها تعاريف مستقلة وليس من الضروري أن يرتبطا بعلاقة دي برولي..
إنتهى..
المصدر::
كتبته من كتاب ,,الفيزياء الكمية ( الفصل الأول , الفصل الخامس+ تصرف)
المؤلف,, إيفنده ويكمان..
لا أعلم لماذا أحب هذا الكتاب, يمكن لأنه ليس مقرر علينا
'> ..
والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته.
