Kuantum mekaniği madde ve atomların ve atom içindeki parçacıklar ölçeğinde enerji ile etkileşimlerinin davranışını açıklayan bilimsel ilkeler organıdır: Bu makaleye teknik olmayan konuların tanıtımında ulaşabilirsiniz.
Klasik fizik astronomik cisimlerin davranışları dahil madde ve gözle görülebilir seviyedeki enerjiyi insan deneyleri için tanıdık ölçekte açıklamıştır. Bu modern bilimin ve teknolojinin çoğunluğu için anahtar rolü oynar. Ayrıca 19. Yüzyılın sonlarına doğru, bilim uzmanları klasik fiziğin açıklayamadığı büyük (makro) görüntüleri ve küçük (mikro) dünyaları keşfettiler. Bu sınırlamalar ile yüzleşen fizik iki büyük devrime yol açtı: görelilik kuramı ve kuantum mekaniği. Bu makale fizikçilerin klasik fiziğin sınırlarını nasıl keşfettiğini ve 20. yüzyılın ilk yıllarında kuantum kuramının temel kavramlarının nasıl geliştiğini açıklar. Bu kavramlar yaklaşık olarak keşfedildikleri sırayla anlatılmıştır.
Kuantum mekaniğinin bazı yönleri, sezgiler açısından paradoksal görünebilir çünkü bunlar klasik fiziğin mükemmel bir yakınlaşması olduğunu ve büyük uzunluk ölçeklerinde görülenden oldukça farklı davranış tanımladığını gösterir. Örneğin ışık enerji paketleri halinde gelir. Bu enerji paketleri foton olarak isimlendirilir ve kuantum mekaniğinde bazen parçacık bazen de dalga özelliği gösteren bir hem parçacık hem de dalga olarak tanımlanır. Kuantum mekaniği enerjileri, renkleri ve elektromanyetik radyasyonun tüm biçimlerinin spektral yoğunluklarını tahmin eder.
Kuantum mekaniğinin belirsizlik ilkesi bir parçacığın hem konumunun hem de momentumunun aynı anda belirli bir hassasiyetten daha hassas bir şekilde ölçümlenemeyeceğini belirtir. Bu durum klasik fizik için söz konusu olmayan bir özelliktir.
Birinci kuantum teorisi: Max Planck ve siyah cisim ışınımı
Bir nesnenin sıcaklığı nedeniyle nesnenin yüzeyinden yayılan elektromanyetik termal radyasyondur. Eğer cisim yeterli miktarda ısıtılırsa spektrumun kırmızı ucunda ışık yaymaya başlarlar. red hot. Isıtma daha kısa dalga boylarında (yüksek frekansların) ışığın renklerinin maviden beyaza, beyazdan sarıya, sarıdan kırmızıya değişmesine neden olur. Bunun mükemmel bir verici ve mükemmel bir soğurucu olduğu ortaya çıktı. Mükemmel siyah duran nesneler soğuk olduğu zaman cisim bütün ışığı emdiği için bunun üzerine düşer ve hiçbirini yaymaz. Sonuç olarak, ideal termal yayıcılar siyah cisim olarak bilinir ve radyasyon emdiği için siyah cisim radyasyonu denir.
19 yüzyılın sonlarında termal radyasyon oldukça deneysel olarak iyi karakterize olmuştur. Ayrıca klasik fizik sıcaklık ve radyasyonun baskın frekansı arasındaki ilişkiyi açıklayamamıştır. Hatta klasik fizik kısa dalga boylarında sıcak cisimlerin enerjiyi sonsuz hızla yaydığı kabul edilir. Açıkça yanlış olan bu sonuç morötesi felaket olarak bilinir. Fizikçiler çalışma yaptıkları tek bir teori için deneyler sonucu elde ettikleri sonucu açıklamışlardır.
Her osilatörün herhangi bir enerjiyi istediği miktarda yaymanın mümkün olmasını beklemekten çok, tek karakteristik bir frekansta enerji birimlerini bir tam sayı sayı ürettiğini varsaymak zorunda olduğumuzu deneysel sonucu anlayabiliriz. Diğer bir deyişle, her bir osilatör enerji nicelemiş oldu. " Planck’a göre her osilatör için enerji kuantum, osilatör frekansına orantılıdır ve orantılılık sabiti artık Planck sabiti olarak da bilinir.
Planck kanunu fizikteki ilk kuantum teorisidir ve Planck enerji miktarındaki keşfiyle Fizikte büyük ilerlemelere yol açtığı için 1918 yılında Nobel Ödülü'nü kazandı. Ayrıca aynı zamanda Planck'ın görünüm nicelemesi tamamen matematiksel bir numara yerine, (biz artık inanıyoruz gibi) dünya anlayışımızda köklü bir değişim oldu.
Fotonlar: ışığın kantizasyonu
1905'te Albert Einstein daha fazla yol kat etti. Albert Einstein kantizasyonun sadece matematiksel bir hile olmadığını önerdi: bir ışık demeti enerjisi fotons. Tek bir fotonun enerjisi Planck'ın sabit ile çarpılma sıklığı ile elde edilir:
Yüzyıllar boyunca, bilim adamları ışığın iki olası teorileri arasında tartıştılar: bu dalga mı yoksa ufak parçacıkların akması mı? 19. yüzyıla gelindiğinde, bu tür kırılma, yansıma ve polarizasyon gibi gözlenen etkileri açıklamak mümkün olduğu için tartışmalar genellikle dalga teorisinin lehine yerleşmiş olduğu kabul edilmiştir. James CLERK Maxwell elektriğin, manyetiğin ve ışığın aynı olayın bütün tezahürleri olduğunu gösterir: elektromanyetik alan. Klasik elektromanyetik kurallarının toplam kurulumu olarak bilinen Maxwell denklemleri ışığı dalga olarak tanımlar: Titreşen elektrik ve manyetik alanların birleşimidir. Dalga teorisi lehine kanıt üstünlüğünü yüzünden, başlangıçta Einstein'ın fikirleri büyük şüpheyle karşılandı. Sonunda, ancak, foton modeli favori oldu; kendi lehine olan en önemli kanıtlarından biri aşağıdaki bölümde açıklanan fotoelektrik etki ve birkaç şaşırtıcı özelliklerini açıklamak. Bununla birlikte, örneğin kırınım gibi ışık diğer özelliklerini anlamaya yardımcı olmak için dalga benzetmesi vazgeçilmez olmuştur.
Fotoelektrik etki
1887 yılında Heinrich Hertz ışığın metalden elektron yayabildiğini gözlemlemiştir. 1902 tarihinde Philipp Lenard elektronun yayabildiği maksimum enerjinin ışığın frekansıyla ilişkili olduğunu ama yoğunluğuyla bağlantısı olmadığını bulmuştur; eğer frekans çok düşük olursa, herhangi bir elektron yoğunluk bağımsız olarak dışarı atılır. Elektronun yayılmasına neden olan düşük frekanslı eşik frekansı olarak adlandırılan ışık her metal için farklıdır. Bu gözlem elektronun enerji radyasyon yoğunluğu ile orantılı olması gerektiğini öngörür klasik elektromanyetizma ile çelişmektedir.:24
Einstein ışık huzmesi parçacıklarının (fotonlar) bir akım olduğunu ve ışın frekansı f ise daha sonra her foton hf eşit bir enerjiye sahip olduğunu olduğunu varsayarak etkisini açıkladı. Elektron sadece tek fotonların vurdu olması muhtemeldir ve en çok enerjiyi hf elektronu verir. Bu nedenle huzmesinin yoğunluğunun bir etkisi yoktur {{# tag: ref | Aslında orada yoğunluk bağımlı etkileri olabilir, ancak non-lazer kaynakları ile ulaşılabilir yoğunluklarda bu etkiler gözlemlenemez edebilirsiniz | grup = not}.} sadece frekans elektron kazandırdığı edilebilir maksimum enerji belirler.
Eşik seviyesi etkilerini açıklamak için, Einstein bu metalden bir elektron çıkarmak için, φ ile gösterilen iş fonksiyonlu adı verilen enerjiden belirli bir miktar alındığını savunur. Her bir metal için farklı bir enerji vardır. Fotonun enerji çalışma fonksiyonu daha az ise, o zaman metalden elektron çıkarmak için yeterli enerji taşımaz. Eşik frekansı,f0, enerji çalışma işlevine eşit olan bir foton sıklığıdır:
Eğer f, f0 dan büyük olursa, hf enerjisi elektron çıkarmak için yeterli olur. Dışarı elektronlar en fazla foton enerjisinin eksi metalden elektron çıkarmak için gerekli olan enerjiye eşit bir kinetik enerjisine EKsahiptir:
Einstein’ın ışık açıklaması parçacıklardan oluşan varlık olarak nicelenmiş ve enerji Planck'ın kavramı genişletilmiştir: belirli bir frekans olan f tek bir foton enerjisi hf değişmeyen miktarda sunar. Başka bir deyişle bireysel atomlar enerjiyi az ya da çok teslim edebilir ancak onların frekansına bağlıdır. Foton bir parçacık olmakla birlikte, yine de frekans dalga benzeri özelliğine sahip olarak tarif edilir. Bir kez daha, ışığın parçacık hesabı "tehlike" ediliyordu. {{# tag: ref | Einstein'ın fotoelektrik etki denklemi' elde edilecek ve "foton" kavramını gerek kalmadan' açıklanabilir. Bu elektromanyetik radyasyon sürece malzemede elektronlar kuantum mekaniğinin yasaları tarafından tedavi edilir. Sonuçlar, termal ışık kaynakları için sayısal olarak doğru hem elektron emisyon oranı yanı sıra açısal dağılımı için (güneş, ampuller, vs.) Grup = not | Bu noktada daha fazla bilgi için, NTRS.NASA.gov 2 Temmuz 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde .</ref>|group=note}}
Belirli bir dereceye kadar enerji içeren ışığın sonuçları
Elektromanyetik radyasyon ile her bir fotonun enerjisi arasındaki ilişki kızılötesi ışıkların güneş yanığına neden olmadığını gösterirken morötesi ışıkların güneş yanığına neden olduğunu gösterebilir. Morötesi ışık fotonu büyük miktarda enerji iletebilir- yeterli miktarda hücre hasarı güneş yanığı meydana getirebilir. Kızılötesi ışık fotonu düşük miktarda enerji iletebilir-sadece kişilerin cildinin ısınmasını sağlar. Yani bir kızılötesi lamba kimseye bir güneş yanığı veremez belki soğuk bir odada yeterince büyük yüzeye sahip olduğunda insanları sıcak ve rahat tutmaya yardımcı olur.
Eğer her bir foton eşit enerjiye sahip olsaydı, bir "yüksek enerji" fotonu konuşmak doğru olmazdı. Taşan yüzeylerle birlikte saniyede gelen daha fazla fotonlar yüzünden yüksek frekanslı ışıklar daha fazla enerji taşır. Düşük frekanslı ışık yalnızca aynı nedenle daha fazla enerji taşıyabilir. Eğer bütün fotonların aynı enerjiyi taşıdığı doğru olsaydı fotonların teslim oranını iki katına çıktığında, o zaman, her saniye gelen enerji birimlerinin sayısını iki katına çıkar. Einstein bağımsız dalgaların klasik parçacık bazlı analizlerin lehindeki yaklaşımı ayrı adımlardaki frekanslarla değişebileceği yaklaşımını reddeder. Aynı frekansa sahip tüm fotonlar aynı enerjiye sahiptir ve farklı frekansların tüm fotonlarla orantılı farklı enerjilere sahiptir.
Doğada tek fotonlar nadir olarak olarak rastlanır. Güneş fotonları sürekli olarak fotonları elektromanyetik sıklıklarda emer bu yüzden bunlar sürekli bir dalga olarak değil, ayrı ayrı birimler olarak yaymak için görünür. 19. yüzyılda Hertz ve Lennard mevcut sürüm kaynaklarının paylaşıldığı karakteristiktelerdir. Kırmızı parıltılı demirden ya da kırmızı ışık yayan yıldız güzel enerji içerdiği söylenebilir. Bazı radyasyonların vücudumuza sürekli eklenerek devam eden toplam enerjinin kırmızı, turuncu, yeşil, sarı, mavi, mor ve bunun gibi ışıklar yaydığı tahmin edilmiştir. Büyük yıldız ve demir büyük parçalar olarak daha sonra mutlaka yelpazenin mor sonuna doğru daha fazla renk ile kızdırma olurdu ama öyle değil. Işıma gövdesinin rengini değiştirmek için sıcaklığı değiştirmek gerekir. Sıcaklığındaki bir artış daha yüksek frekanslarda foton yaymasını sağlar ve daha yüksek düzeyde tek tek atomuna uyarmak için kullanılabilir ve kuantum enerjisi değiştir.
Bir yıldız (ya da demir bir parça) ile birim zaman başına toplam yayılan enerji, hem zaman birimi başına fotonların sayısı, hem de dâhil olan bir foton her biri tarafından taşınan enerji miktarına bağlıdır. Diğer bir deyişle, bir ışıma gövdesinin karakteristik frekansı kendi sıcaklığına bağlıdır. Fizikçiler sadece bireysel ve neredeyse ayırt edilemez fotonların büyük sayılar içeren ışık demetlerini aradığı zaman, tek tek foton enerji düzeylerinin önemini anlamak zor olacaktı. Bu yüzden fizikçiler fotoelektrik etkileri gösteren cihazı bulduklarında, başlangıçta yüksek ışık yoğunluğunun fotoelektrik bir cihazdan daha yüksek bir voltaj üretmesi beklenmektedir. Bu spektrumun kırmızı sonuna doğru güçlü ışık ışınları hiç elektrik potansiyeli üretmeyeceği bulunurken, spektrumunun menekşe ucuna doğru ışık ışınları yüksek ve daha yüksek voltajlar üretebileceğini keşfedildi. Einstein’ın fikri farklı enerji içeren her bir birimlerin onların frekansına bağlı olmasıdır ve bu fikir şimdiye kadar mümkün oldukça garip görünürken deney sonuçları sonucu açıklaması yapılmıştır.
Enerji fotonun verilen herhangi bir frekanstaki sabit niceliğini açığa vurmasına rağmen önceki bölgedeki ışık emilim karşısında bir fotoelektrik cihazındaki elektronların enerjisi ilk durumda düzgün değildir. Anormal sonuçlar bireysel elektronların olması durumunda oluşur. Örneğin; karaktersizliği düşük frekanslı aydınlatma emildiğinde fotoelektrik cihaz elektron atılırken uyarılır. İstatiksel yönden Bir fotoelektrik cihazın karakteristik davranışları denge seviyesindeyken o elektronların büyük çoğunluğunun davranışını yansıtır. Bu nokta kuantum dinamikleri bireysel parçacıkların çalışması ile klasik fizik olarak kümelendiği parçacıkların çalışması arasındaki ayrımı kavramada yararlıdır.
Maddenin kantizasyon: Bohr atom modeli
20. yüzyılın şafağında tarafından, küçük yoğunluğun çevresinde pozitif yüklü çekirdeği çevreleyen negatif yüklü elektronların bir yaygın bulut ile atom modeli oluşturması gereklidir. Bu özellikler güneşin etrafındaki gezegenler gibi çekirdeğin etrafında elektronların çember şeklinde yörünge oluşturan bir model önerdi.Klasik teoride yörüngedeki elektronlara göre merkezcil ivmeyi gören ve bu nedenle ikinci bir kısmını onunla çarpışıp elektromanyetik radyasyon oluşturmasına göre bu atom modelinin sabit olmadığı bilinir.
İkinci ilişki bulmaca atomlu sürüm spektrumu olmasıyla ilişkilidir. Bir gaz ısıtıldığında, sadece kesikli frekanslarda ışık yayar. Resimde gösterildiği gibi, örneğin, hidrojen ile dışarı verilen görünür ışık, dört farklı renk oluşur. Buna karşılık, beyaz ışık görülebilir frekansların bütün aralığı boyunca kesintisiz bir sürümü oluşur. On dokuzuncu yüzyılın sonunda, farklı çizgilerin frekanslarının neden olduğunu açıklayan bu basit kural ya da yoğunlukları hakkında herhangi bir tahmin yapmamasına rağmen birbirleriyle nasıl ilişkili olduğunu göstermiştir. Formül aynı zamanda gözlemlenemeyen morötesi ve kızılötesi ışıkların bazı ek spektral çizgilerini tahmin etmiştir. Bu çizgiler daha sonra deneysel olarak gözlemlenmiş ve formüle olan güven artmıştır.
1885 yılında İsviçreli matematikçi Johann Balmer her dalga boyu λ keşfetti, hidrojenin görünür spektrumda (lambda) bazı tam sayı {{matematik ile ilgili | n} } aşağıdaki denklemle verilmiştir
B sabittir ve Balmer 364.56 nm eşit olduğuna karar vermiştir.
1888 yılında Johannes Rydberg büyük ölçüde yaygın ve Balmer formülü açıklayıcı yarar arttı. n iki tam sayılar ile ilgili | O { λ} {math} öngördü ve m şimdi olarak bilinen ne göre, Rydberg formülü:
R Rydberg sabiti, 0,0110 nm -1 eşit ve n m daha yüksek olmalıdır.
1913 yılında Niels Bohr kuantumlanan elektron yörüngelerine sahip yeni bir atom modeli önerdi: elektronlar gezegenlerin güneş etrafında yörünge olarak hala çok çekirdeğini yörünge, ancak sadece herhangi bir mesafede yörüngeye değil, belli yörüngelerde yaşaması için izin verilmektedir. Bir atom enerjiyi yaydığı (veya emdiği) zaman tahmin edilebileceği gibi, elektron, başka çekirdeğin etrafındaki bir yörüngede sürekli olarak hareket etmez. Elektron bir yörüngeden diğerine atlamak yerine bir foton şeklinde ışık yayar. Fotonların her element tarafından yayılan olası enerjisi farklı yörüngeler arasındaki enerji farkı olarak belirlenmiştir ve bu her element için olan yayınlama spektrumu birçok hat içerir.
Bohr modelinde elektron basit olarak enerjinin sürekli olarak yayılmasına ve çekirdeğin içinde çarpıştırılmasına izin vermez. Yörüngenin yakınlaşmasına izin verildiği zaman sonsuza kadar kararlı olur. Bohr modeli yörüngenin bu yolla nicelemesini açıklayamadı ve aynı zamanda birden fazla elektron atomlar için doğru tahminler yapamadı ya da bazı spektral çizgilerinin diğerlerinden neden daha parlak olduğunu açıklayamadı. Bohr modeli için bazı temel varsayımların yanlış bulunmasına rağmen yayımlanma spektrumundaki ayrı çizgiler atomların bazı elektron özelliklerinin doğru olduğunu nitelendirmiştir. Elektronların asıl davranışı çarpıcı şekilde Bohr atomundan ve bizim gördüğümüz ve her günkü deneyimlerimizden farklıdır; atomun modern kuantum mekaniğinin modeli aşağıda tartışılmıştır.
belirli dereceye kadar enerji içeren elektronlar Bohr L kavramlaştırılmış:
- ,
- .
Dalga-parçacık ikiliği
Tıpkı ışık gibi hem dalga hem de parçacık hareketi ve benzeri özelliklere sahiptir. Broglie hipotezi de ayrıca dalga hareketi özelliklerene sahiptir.
Maddenin elektron dalgası olarak davranmasını ilk defa deneysel olarak elektronlar için gösterilmiştir: Elektron demeti sadece bir ışık demeti ya da bir su dalgası gibi, kırınım sergileyebilir. Benzer bir dalga gibi. Benzer dalga olayları daha sonra atomlar ve hatta küçük moleküller için gösterildi. Bir nesne ile ilişkili dalga boyu, λ, Planck sabiti h aracılığıyla momentum, p ile ilgilidir: Dalga-parçacık ikiliği kuantum fiziğinde tamamlayıcılık ilkesinin bir örneğidir. Dalga-parçacık ikiliğinin zarif bir örneği olan çift yarık deneyi aşağıdaki bölümde ele alınmaktadır.
Çift-yarık deneyi
Orijinal olarak 1827 yılında Thomas Young ve Augustin Fresnel tarafından gerçekleştirilen çift-yarık deneyinde, bir ışık demetinin bir ekranda açık ve koyu bantlarla bir girişim deseni üreten, iki dar, yakın aralıklı yarıktan yönlendirilir. Yarıklardan biri örtbas edilirse, saf parazit nedeniyle saçakların yoğunluğu her yerde yarıya olacağını bekleyebilirsiniz. Aslında çok daha basit bir model olan basit kırılma modeli görülmektedir. Kapalı bir yarık daha basit çaplı ve açık yarığa zıt bir desene neden olur. Tam olarak su dalgaları ile aynı davranışı gösterdiği ortaya konabilir ve böylece çift-yarık deneyi ışığın dalga doğasının bir gösterisi olarak görülür.
Çift yarık deneyi elektronları, atomları ve hatta molekülleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir ve aynı zamanda parazit desenin aynı tipi olarak görülmüştür. Bu nedenle, tüm madde parçacıklarının ve dalga karakterlerinin bütün özelliklere sahip olduğu ortaya çıkartılmıştır
Kaynak yoğunluğunun bir seferde cihaz boyunca geçen tek bir parçacığın (örneğin, foton veya elektron) aşağı açılmasına rağmen, aynı girişim deseni zaman içinde gelişir. Bu tespit edildiğinde kuantum parçacığı çift yarıktan geçen ancak parçacık olan bir dalga gibi davranır. Bu kuantum tamamlayıcılığının tipik bir özelliğidir: kuantum parçacığı parçacık gibi özellikleri ölçmek için dalga gibi davranır.Detektör ekranında herhangi bireysel parçacığın ortaya çıkılı tamamen rastgele bir yöntemin sonucudur.
Bohr modeline Uygulama
De Broglie Bohr modelini geliştirerek bir çekirdeğin etrafındaki yörüngede bir elektronun dalga gibi özelliklere sahip olabileceğini gösterdi. Özellikle, bir elektron, sadece çekirdek çevresinde bir dalga izin durumlarda gözlenecektir. Durağan bir dalganın örneği iki ucundan sabitlenmiş ve titreşim yaratabilen bir viyolin yayıdır. Telli bir çalgı aleti tarafından oluşturulan dalgalar salınım yaparak aşağı yukarı hareket ettiği görülür. Ayakta duran dalga boyu titreşimli nesnenin boyu ve sınır koşullarıyla ilgilidir. Örneğin, viyolan yayı iki ucundan sabitlendiği için, dalga boyu 2l/n (l uzunluk ve n bir pozitif tam sayı) olan durağan bir dalga taşıyabilir.
De Broglie izin verilen elektron yörüngelerinin çevresindeki yörünge dalga boylarının bir tam sayı olacağını önerdi. Elektronun dalga boyu çekirdekten belirli uzaklıklarda sadece Bohr yörüngelerinde mümkün olduğunu belirler. Buna karşılık olarak, belirli bir değerden daha küçük çekirdeğin yörünge kurması imkânsızdır. Çekirdekten minimum olası mesafeye Bohr yarıçapı denir. p. 87</ref> De Broglie kuantum teorik olayları tedavisi Schrödinger başlangıç noktası olarak hizmet ettiğinde o dalga denklemini kuantum teori olayına göre oluşturulmuştur.
Modern kuantum mekaniğinin gelişimi
Bohr gençlik sınıf arkadaşlarını hidrojen sürüm spektrumunun yoğunluğunu bulmak ve açıklamak için tayin ettiğinde, Werner Heisenberg daha basit problemleri açıklayarak güncel bir başarı yakaladı. 1925 yılında, matematiksel benzetme vasıtasıyla, o yoğunluklarının klasik hesaplanması için kuantum mekanik analoğunu yazdı. Kısa bir süre sonra, Heisenberg’sin meslektaşı Max Born farklı enerji seviyeleri arasındaki geçişleri için olasılıkları hesaplamada Heisenberg yönteminin en iyi matematiksel matris kavramının kullanabileceğini fark etti.
Schrödinger eşitliği olarak adlandırılan matematiksel model kuantum mekaniğinin çekirdeğini oluşturur. Bu model kuantum sisteminin izin verilen sabit durumunu tanımlar ve zamanla fiziksel kuantum durumunun fiziksel sisteminin nasıl değiştiğini tanımlar. O matematiksel modelin sonunda denilen yapılmış Schrödinger denklemi onun yaratıcısı oldu sonra, kuantum mekaniğine merkezi, tanımlayıp bir kuantum sisteminin durağan durumlarını açıkladı ve nasıl zaman fiziksel kuantum durumlarının bir sistem değişiklikleri oluğunu gösterdi. Dalga bir "dalga fonksiyonu" olarak bilinen bir matematiksel fonksiyonu olarak tarif edilmektedir ve genellikle Yunan harfi ("psi") ile temsil edilir. Schrödinger'in kedisini tanıttığı yazıda, o dalga fonksiyonu "ölçüm sonuçlarının olasılığını öngörmek için bir araç" sağlar ve "ölçüm beklentilerinin olası gelecek sonuçlarını" sağlar. Schrödinger denklemine bakınız. Schrödinger proton tarafından oluşturulan elektrik potansiyelin bir kuyu içinde protonlar tarafından oluşturularak hareket eden klasik dalgaların hidrojen enerji seviyelerini hesaplamayı mümkün kılmıştır Bu hesaplama Bohr modelinin enerji seviyelerini doğru olarak çoğaltamaz. Schrödinger Heisenberg’in matris mekaniğini ve onun kendi dalga mekaniğinin elektron davranışları ve özellikleri ile ilgili aynı tahminleri yaptığını kanıtlamıştır; matematiksel olarak iki teori aynıdır fakat bu iki adam ortak teori yorumu yapmada anlaşamamıştır. Örneğin Heisenberg teorik tahminlerine göre elektronların atom içindeki yörüngeler arasında ani geçişlerde bir problem görmemiştir (as paraphrased by Wilhelm Wien) ama Schrödinger bu teorinin sürekli dalga hareketi özelliklerinin kuantum hakkında saçmalık denmemesini(Wilhelm Wien tarafında) ummuştur.
Kopenhag yorumu
Heisenberg ve diğerleri bu deneysel sonuçlarının ne olduğunu ve matematiksel modellerin asıl anlamının ne olduğunu açıklamaya çalıştılar. Kuantum mekaniğinin Copenhagen yorumları olarak bilinen bu açıklamalar kuantum mekaniğinin ölçümlerini inceleyen ve açıklayan gerçekçilik doğasının ve kuantum mekaniğinin matematiksel formülleriyle ve ölçümleriyle açıklamayı hedeflemiştir.
Kopenhag yorumunun temel ilkeleri şunlardır:
- Sistem tamamen bir dalga fonksiyon tarafından tarif edilmektedir.
- Schrödinger denklemleri tarafından zamanla nasıl değişir.
- Doğanın tasvirleri temel olasılıklarıdır. Bir olayın olasılığı - örneğin, bir parçacık, ekranda iki yarık deneyi gösterilir - Onun dalga fonksiyonunun büyüklüğünün mutlak değerinin karesi ile ilişkilidir. (Kopenhag yorumu nedeniyle dalga fonksiyonunu Max Born için fiziksel bir anlam verir, kural tarihi: olasılık genliği).
- Sistemin aynı zamanda bütün özelliklerinin değerlerini bilmek mümkün değildir; bu özellikler olasılıklar tarafından tanımlanan doğruluk olarak bilinmez.(Heisenberg’in belirsizlik ilkesi).
- Enerji gibi olan madde dalgaları sergiler-ikilik dalga parçacıkları. Deney maddenin parça hareketinin özelliklerini gösterir; ama ikisini aynı zamanda gösteremez. (Bohr nedeniyle tamamlayıcılık ilkesi).
- Ölçüm cihazları aslında klasik cihazlardır ve konum ve momentum gibi klasik özellikleri ölçmek için kullanılır.
- Büyük sistemlerin kuantum mekanik tanımı klasik tanıma yaklaşık olmalıdır. (Bohr ve Heisenberg'in Yazışmalar ilkesi)
Bu ilkelerin çeşitli sonuçları aşağıdaki alt bölümlerde daha ayrıntılı olarak tartışılmıştır.
Belirsizlik ilkesi
kazandı.]]
Örneğin bir araba bir radar hız tuzağı geçiyor - biz bir nesnenin konumunu ve hızını ölçmek istediğinizi varsayalım. Biz arabanın zaman içinde belli bir anda kesin bir konuma ve hıza sahip olduğunu varsayalım, bizim ölçümlerimizin bu değerleri ölçüm donanım kalitesine bağlı olduğunu nasıl doğrudur- eğer ölçüm donanımın kesinliğini artırırsak doğru değerlere yakın sonuçlar elde ederiz. Özellikle karşı yönün ve pozisyonun etkilemediği arabanın hızını tam olarak nasıl ölçtüğümüzü varsayarız. 1927 yılında Heisenberg bu varsayımların doğru olmadığını kanıtlamıştır. Kuantum mekaniği fiziksel özelliklerinin belirli çiftleri, konum ve hız gibi, her ikisi de isteğe bağlı hassas bilinmezlik göstermektedir. Daha çok kesin olarak bilinen özellik diğerlerinden daha az kesinlik gösterir. Bu durum bilinmezlik ilkesi olarak bilinir. Belirsizlik ilkesi, bizim ölçüm cihazlarının doğruluğu hakkında bir açıklama değildir ama sistemin kendisi doğası hakkındadır-arabanın kesin bir konum ve hıza sahip olduğu varsayımımız yanlış olmuştur. Araba ve insanların bir ölçekte, bu belirsizlikler önemsenmeyecek kadar çok küçük, ama atomları ve elektronları ile uğraşırken bu belirsizlikler önemli hale gelir. Heisenberg’in verdiği bir örneğe göre bir ışık fotonu kullanarak bir elektronun konum ve momentum ölçümü hesaplanmıştır. Düşük frekanslı bir fotonun rahatsızlığı ile - yani belirsizliği ile-. Momentumu daha az olur ama pozisyonunun ölçüm etkisi daha güvenilir olur.
Belirsizlik ilkesi bir parçacığın konum ve momentumun belirsizlik ürününün (momentumun kütle ile çarpılan hızıdır) asla belirli bir değerden daha az olamadığını ve bu değerin Planck sabiti ile ilgili olduğunu matematiksel olarak gösterir.
Dalga etkisinin çöküşü
Dalga fonksiyon çöküşü ne olursa olsun bu bir açıklama sıkıntısıyken kesin bir durumda sistemin tarifi ile sistemin kararsız halinin açıklamasını değiştirmek daha rahat hale gelir. Doğanın oluşma durumlarının açıklamaları tartışmalıdır. Fotonun bir algılama ekranında gösterilmeden önce herhangi bir zamanda olasılıkların gösterimi sadece bir dizi ile tarif edilebilir. Eğer kamera, zaman ve cihaz etkileşim alanı CCD’nin nerede etkileşim yaptığı gösterildiği zaman cihazın çok dar limitlerde olduğu bilinir. Ancak, foton kaybolduğunda ve dalga fonksiyonunda onunla kaybolur. Bunun yerine tespit ekranında bazı fiziksel değişim, örneğin, fotoğraf filmi, bir tabaka içinde bir açık nokta ya da bir CCD gibi bir hücrede elektrik potansiyel değişikliği ortaya çıkmıştır.
Özdurumlar ve özdeğerleri
Belirsizlik ilkesi yüzünden pozisyon ve parçacıkların momentumları hakkındaki tablolar sadece pozisyon veya momentumun bazı sayısal değere sahip olacağı bir olasılık kararlaştırabilir. Bu nedenle açıkça böyle bir olasılık bulutu içinde kesin bir değere sahip bir durumdaki elektron ile belirsiz olan durum arasındaki farkı formüle etmek gerekmektedir. Nesne bazı durumlarda sıkıştırılırken bir öz durumuna sahip olduğu söylenir.
Pauli dışlama kuralı
1924 yılında, Wolfgang Pauli gözlenen moleküler spektrumları ve kuantum mekaniğinin tahminleri arasındaki tutarsızlıkları iki olası değerler ile birlikte göstererek yeni kuantum derecesini (ya da kuantum numarası) önerdi. . Özellikle atomik hidrojenin spektrumu bir ikili ya da sadece bir satır beklenen küçük bir miktar ile farklı çift hatları vardı. Pauli kendisinin atomların aynı kuantum sayısı dâhilinde bulunan atomların var olamayacağını söyleyen dışlama ilkesini formüle etmiştir. "
Bir yıl sonra Unlenbeck ve Goudsmit Pauli’nin dönme denilen bir özellik ile özgürlüğün yeni derecesini tespit ettiler. Ralph Kronig kökenli fikir elektronların eksende dönme hareketi yapmasıdır. Dönme kayıp manyetik momentleri hesaplayabilir ve aynı yörüngede olan iki elektronun farklı yönlerde dönen uzak kuantum durumlarını işgal etmelerine izin verir. Böylece dışlama ilkesi tatmin edici bir hal alır. Kuantum sayısı dönme(pozitif veya negatif) duygusunu temsil eder.
Hidrojen atomu için uygulamalar
Atomunun Bohr modeli nükleer güneşin etrafındaki elektronlarla birlikteki esas bir gezegenidir. Ancak, belirsizlik ilkesi bir elektronun aynı anda bir gezegen ile yaptığı şekilde tam yerini ve hızını belirtemez. Klasik yörüngelerin yerine elektronlar yerleşik atomik yörünge olarak bilinir. Bir yörüngenin elektron bulundurabileceği olası yerleri "bulutlardır daha doğrusu kesin bir konumdan daha olası bir dağılımıdır. Her bir yörünge iki boyutludan ziyade üç boyutludur ve %95 elektron olan bu bölge üç boyutlu bölgesi olarak tasvir edilir.
Schrödinger iyi bir elektrik potansiyeliV, "dalga fonksiyonu" Ψ ile temsil edilen bir dalga gibi bir hidrojen atomu elektron gibi muamele edilmesiyle hidrojen enerji seviyelerini hesaplamak mümkün olduğunu, V, proton tarafından oluşturularak gösterilmiştir. Schrödinger'in denkleminin çözümleri elektron konumlarındaki ve yerlerindeki olasılıklar dağıtımları içindir. Yörüngeler üç boyutta farklı şekillere sahiptir. Farklı yörüngelerin farklı enerjileri hesaplanabilir ve Bohr modelinin enerji seviyeleri doğru şekilde eşleştirilebilir.
Schrödinger’in resmi dâhilinde her bir elektron dört özelliğe sahiptir:
- Bir "yörünge" tanımı parçacığın daha az enerjili çekirdeğe daha yakın ya da fazla enerjili çekirdekten daha uzak olup olmadığını gösterir;
- Yörüngelerin "şekli" küresel veya diğer türlü;
- Yörüngenin "eğimi", manyetik momentini belirleyen z-ekseni etrafında belirlenir.
- Elektronun "dönüşü"
Bu özelliklerin toplu adı elektronun kuantum durumudur. Kuantum durumu her bir özellikte verilen numaralar tarafından tanımlanabilir; bunlar elektronun kuantum numaraları olarak bilinir. Elektronun kuantum durumu dalga denklemi tarafından tanımlanmıştır. Pauli dışlama ilkesi, bir atomun içinde herhangi iki elektronun dört sayıların aynı değerlere sahip olabileceğini söyler.
Yörüngeyi açıklayan ilk özellik temel kuantum numarasıdır, n, n Bohr modelindekiyle aynıdır. n her bir yörüngenin enerji seviyesini belirtir. Bu olası n değerleri tam sayıdır.
l ile belirtilen diğer kuantum sayısı olan azimuthal yörüngenin şekli olarak tanımlanır. Şekli yörüngenin açısal momentumunun sonucudur. Açısal momentumu hızlandırmak veya dış kuvvet etkisi altında yavaşlatmak için kullanılan eğirme nesnesinin direncini temsil eder. Azimutal kuantum sayısı, çekirdeğin etrafında bir elektronun yörünge açısal momentumu temsil eder. l için olası değerler 0 ile n − 1 arasındaki tam sayılardır:
Her yörünge şeklinin kendi harfi vardır. İlk şekli s (anımsatıcı varlık "küre") ile gösterilir. Bir sonraki şekil p harfi ile gösterilmiştir ve bir dambıl bir formu vardır. Diğer yörüngeler daha karmaşık şekillere sahiptir (atomik yörünge bakın) ve harfler d, f ve g ile gösterilir.
Üçüncü kuantum sayısı, manyetik kuantum sayısı, elektronun manyetik an tarif eder ve ml (ya da m) ile gösterilir. ml için olası değerler −l ile l arasındaki tam sayılardır
Manyetik kuantum sayısı belirli bir yönde açısal momentum bileşeni ölçer. Keyfi yönü geleneksel olarak z-yönünde seçilir.
Dördüncü kuantum sayısı, (elektronun dönmesi "yönlendirme" ile ilgilidir) Spin kuantum sayısı +1⁄2 veya −1⁄2 değerleridir ve ms ile gösterilir.
Dirac dalga denklemi
Paul Dirac 1928 yılında Pauli denklemini genişletmiştir. Bu denklem elektronların dönmesini tanımlayarak özel görelilik hesaplanmıştır. En basit elektromanyetik etkileşim kullanarak Dirac elektronun dönme ile ilişkili olan manyetik moment değerini tahmin etmek mümkündür ve klasik fizik tarafından yönetilen dönen yüklü bir küre olamayacak kadar büyük olduğu deneysel olarak gözlemlenerek bir değer bulundu. O hidrojen atomunun spektral hatları için çözdü ve Sommerfeld’in ilk prensibi başarılı bir Hidrojen spektrumunun ince yapısı için bir formül üretmeyi başardı.
Dirac’ın denklemlerinin önerdiği yeni çözümler enerji için negatif değerler vermiştir. Bu çok parçacıklı kuantum alan teorisine neden olmuştur.
Kuantum dolaşıklığı
Pauli çıkarma ilkesi bir sistemdeki iki elektronun aynı durumda bulunamayacağını söyler. Doğa açık olasılıklardan ayrılır ancak bu iki elektron iki durumlarda birbiri üzerine ‘bindirilmiş’ olabilir. Hiçbir şey, üst üste dalga "çöküşü" kadar kesin değildir ve o anda bir elektron o yerde üst üste bindirilmiş iki dalga karmaşık değerli genliklerinin toplamının mutlak değerinin karesi olarak olasılık gösterir. Bu durum çok soyuttur. Aşağıdaki gibi iki zıt durumlarda aynı olan ve her biri üzerine bindirilmiş olduğu zaman ortaya çıkan dolaşmış fotonları düşünmenin somut bir yoludur.
Kuantum mekaniğinin tamamlanmamış bir teori olduğunu göstermeye çalışan Einstein eski çeşitli özellikleri ölçtüğünde iki ya da daha fazla parçacığın eskiden birbirleriyle etkileşim içinde olduğunu söyleyen tahminlerinin kuvvetli bir şekilde bağ kurduğunu gösterdi. Einstein etkileşimleri açıklamak için klasik yollar aradı.
Şimdi EPR çelişkisi olarak bilinen tartışma Einstein, Podolsky ve Rosen(1935; kısaltılmış EPR) gibi ünlü raporlarda başarılı bir şekilde çözümlenmiştir. Kopenhag yorumuna göre ise şimdi genellikle yerel gerçekçilik denen, EPR, bir parçacığın aynı zamanda konuma ve momentum sahip olduğunu kuantum teorisinde göstermeye çalışırken tek bu iki özelliğin aslında sadece tek bir anda var olduğunda ölçülebileceğini söyler. EPR sonucuna göre kuantum teorisinin tamamlanmamış olduğunu doğanın fiziksel özelliklerini dikkate alarak reddetmiştir. (Einstein, Podolsky ve Rosen 1935 şu anda fizik dergilerinde Einstein'ın en çok yayınlanan yayınıdır.) Aynı yıl, Erwin Schrödinger kelime "dolanması" kullanmış ve beyan etmiştir. Karmaşıklığın gerçek bir durum olup olmadığı sorusu hala anlaşmazlık içindedir. Bell eşitsizlikleri Einstein'ın iddialarına en güçlü meydan okumadır.
Kuantum alan teorisi
Paul Dirac’ın elektromanyetik alanları nitelendirmeye başlamasıyla birlikte Kuantum alan teorisi 1920'lerden sonra başlamıştır.
Fizikteki bir alanın (örneğin manyetizma gibi) uzayda ve bölgede belirli bir etkisi vardır (örneğin magnetizma) varlığı." Alan gibi gösterilen diğer etkileri yerçekimi ve statik elektrik. In 2008, fizikçi Richard Hammond yazmıştır.
Bazen kuantum alan teorisini (QFT) ve kuantum mekaniğini(QM) ayırt ederiz. Parçacıkların sayısını belirten kuantum mekaniği sabittir ve elektromanyetik gibi alanlar klasik varlıklardır. Kuantum alan teorisi başka bir adıma atlamış ve parçacıkların oluşturulmasına ve imha edilmesine izin verilmiştir. . . .
Ayrıca o kuantum mekaniğine eklenmiştir ve kuantum mekaniğine genellikle başvurmak için kullanılır. ":108
1931 yılında, Dirac daha sonra anti-madde olarak bilinen parçacıkların varlığını önerdi. anti-matter. Dirac 1933 yılında atom teorisinin yeni üretken biçimlerini keşfetmek için Schrödinger Nobel Fizik Ödülü'nü paylaştı.
Kuantum elektrodinamiği[
Elektromanyetik kuvvetin kuantum teorisinin ismi kuantum elektrodinamik (QED). Kuantum elektrodinamiği anlama elektromanyetizma ile başlar. Elektromanyetizma elektrodinamik olarak adlandırılabilir çünkü bu elektrik ve manyetik kuvvetler arasındaki dinamik etkileşimlerdir. Elektromanyetizma elektrik yük ile başlar.
Elektrik yükler elektrik alanın kaynağı ve yaratıcısıdır. Elektrik alan elektrik yük taşıyan parçacıkların üzerine uygulanan kuvvetin alanıdır. Bu elektron proton ve diğerlerin arasındaki her bir taneciği içerir. Kuvvet olarak uygulanan elektrik kuvvetin hareketi, akımın akışı ve manyetik alan üretilmiştir. Manyetik alan da elektrik akıma neden olur(hareket eden elektronlar). Elektrik ve manyetik alanın etkileşimine elektromanyetizma denir.Yüklenmiş parçacıkların, elektrik akımların, elektrik alanların ve manyetik alan etkileşimlerinin fiziksel tasvirlerine elektromanyetizma denir.
Paul Dirac 1928 yılında elektromanyetizmanın relativistik kuantum teorisini üretti. Bu modern kuantum elektro-dinamiğinin öncülerinden olmasıyla bu modern teorinin temel maddelerine sahip oldu. Ayrıca çözülemeyen sonsuzluklar sorunu bu göreli kuantum teorisi ile geliştirdi. Yıllar sonra yeniden normalleştirme ile bu sorun çözüldü. Başlangıçta onun yaratıcılarından bazıları tarafından bir şüpheli gözükse de geçici izlek olarak izlendi, yeniden normalleştirme sonunda QED fiziğin diğer alanlarında önemli bir hal aldı ve kendi içinde tutarlı bir araç olarak benimsenmiştir. Ayrıca,1940'larda Feynman diyagramları, belirli bir olaya ilişkin tüm olası etkileşimleri tasvir etmiştir. Diyagramlar elektromanyetik kuvveti etkileşen parçacıklar arasındaki fotonlar olduğunu gösterdi.
Deneysel olarak doğrulanmış olan kuantum elektrodinamik bir tahmini örneği kuzu değiştirmesidir. Bu seslendirmeler sayesinde elektromanyetik alanın kuantum doğası otomda enerji seviyelerine ya da iyonların biraz sapmasına neden olacağını gösterir. Sonuç olarak, spektral çizgiler değişebilir veya bölünebilir.
1960'larda fizikçiler QED son derece yüksek enerjilerde bozulduğunu fark etti. Bu tutarsızlıklardan itibaren parçacık fiziğinin Standart Model teorisinde yüksek enerjili arızaların giderildiği keşfedildi. Standart Model teorisi elektro-manyetiği ve zayıf etkileşimleri birleştirir. Bu elektro-zayıf teorisi denir.
Yorumlama
Fiziksel ölçümler, denklemler ve kuantum mekaniği ilgili öngörüleri tutarlı ve onay için çok yüksek bir düzeyde tuttu. Ancak, bu soyut modeller gerçek dünyanın yatan doğası hakkında soruları sorduklarında rakip cevaplar aldı
Uygulamalar
Kuantum mekaniği lazer, transistor, elektron mikroskopu ve manyetik direnç uygulamaları içerir. Kuantum mekanik uygulamaları özel bir sınıf gibi süper akışkan helyum ve süper iletkenler gibi Makroskopik kuantum olaylarıyla ilgilidir. Yarıiletkenlerin çalışması modern elektronik için vazgeçilmez olan diyot ve transistorun icadına yol açtı.
Ayrıca bakınız
| |
Notlar
- ^ Radyasyon sıcaklığı ile güçlü bir değişiklik olduğu ne dalga boyu Wien değiştirme kanunu ile verilir, ne de birim alan başına yayılan genel güç Stefan-Boltzmann kanunu ile verilir.
- ^ Erwin Schrödinger'in de Broglie hipotezi dayandırıldığı 1925 yılında öğrenildi ve 1926 ilk yarısında başarılı olarak kuantum mekanik dalga davranışını tanımlamıştır.
Kaynakça
- Bernstein, Jeremy (2005). "Max Born and the quantum theory". American Journal of Physics. 73 (11). s. 999. Bibcode:2005AmJPh..73..999B. doi:10.1119/1.2060717.
- Beller, Mara (2001). Quantum Dialogue: The Making of a Revolution. University of Chicago Press.
- Bohr, Niels (1958). Atomic Physics and Human Knowledge. John Wiley & Sons]. ASIN B00005VGVF. ISBN . OCLC 530611.
- de Broglie, Louis (1953). The Revolution in Physics. Noonday Press. LCCN 53010401.
- Einstein, Albert (1934). Essays in Science. . ISBN . LCCN 55003947.
- ; (1953). Readings in the Philosophy of Science. Appleton-Century-Crofts. ISBN . LCCN 53006438.
- Feynman, Richard P. (1949). "Space-Time Approach to Quantum Electrodynamics" (PDF). Physical Review. 76 (6). ss. 769-789. Bibcode:1949PhRv...76..769F. doi:10.1103/PhysRev.76.769.[]
- Feynman, Richard P. (1990). QED, The Strange Theory of Light and Matter. Penguin Books. ISBN .
- Fowler, Michael (1999). The Bohr Atom. University of Virginia.
- Heisenberg, Werner (1958). Physics and Philosophy. Harper and Brothers. ISBN . LCCN 99010404.
- Lakshmibala, S. (2004). "Heisenberg, Matrix Mechanics and the Uncertainty Principle". . 9 (8).
- (1992). Introductory Quantum Mechanics (2.2yayıncı= bas.).
- Lindsay, Robert Bruce; Margenau, Henry (1957). Foundations of Physics. Dover. ISBN . LCCN 57014416.
- McEvoy, J. P.; Zarate, Oscar (1996). Introducing Quantum Theory. ISBN .
- Nave, Carl Rod (2005). . . Georgia State University. 17 Temmuz 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Haziran 2014.
- Peat, F. David (2002). From Certainty to Uncertainty: The Story of Science and Ideas in the Twenty-First Century. .
- Reichenbach, Hans (1944). Philosophic Foundations of Quantum Mechanics. University of California Press. ISBN . LCCN a44004471.
- (1949). Albert Einstein: Philosopher-Scientist. Tudor Publishing Company. LCCN 50005340.
- Scientific American Reader, 1953.
- (1949). Optics (3.3yayıncı=Addison-Wesley bas.). ISBN . LCCN 51001018.
- (1983). "(title not given in citation)". Foundations of Quantum Mechanics in the Light of New Technology (S. Kamefuchi et al., eds.). Tokyo: Japan Physical Society. s. 225.; cited in: Popescu, Sandu (1996). "Action and Passion at a Distance: An Essay in Honor of Professor Abner Shimony - yardımcı yazar =Daniel Rohrlich". arXiv:quant-ph/9605004 $2.
- Tavel, Morton (2002). Contemporary physics and the limits of knowledge. Rutgers University Press. ISBN .
- Van Vleck, J. H.,1928, "The Correspondence Principle in the Statistical Interpretation of Quantum Mechanics", Proc. Nat. Acad. Sci. 14: 179.
- Wheeler, John Archibald; Feynman, Richard P. (1949). "Classical Electrodynamics in Terms of Direct Interparticle Action". Reviews of Modern Physics. 21 (3). ss. 425-433. Bibcode:1949RvMP...21..425W. doi:10.1103/RevModPhys.21.425.
- Wieman, Carl; Perkins, Katherine (2005). "Transforming Physics Education". . 58 (11). s. 36. Bibcode:2005PhT....58k..36W. doi:10.1063/1.2155756.
- Westmoreland; Benjamin Schumacher (1998). "Quantum Entanglement and the Nonexistence of Superluminal Signals". arXiv:quant-ph/9801014 $2.
- Bronner, Patrick; Strunz, Andreas; Silberhorn, Christine; Meyn, Jan-Peter (2009). "Demonstrating quantum random with single photons". European Journal of Physics. 30 (5). ss. 1189-1200. Bibcode:2009EJPh...30.1189B. doi:10.1088/0143-0807/30/5/026.
- ^ Francis Weston Sears (1958). Mechanics, Wave Motion, and Heat. Addison-Wesley. s. 537.
- ^ "The Nobel Prize in Physics 1918". Nobel Foundation. 5 Eylül 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 1 Ağustos 2009.
- ^ Kragh, Helge (1 Aralık 2000). "Max Planck: the reluctant revolutionary". PhysicsWorld.com. 1 Nisan 2012 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 11 Haziran 2014.
- ^ Einstein, Albert (1905). "Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt" (PDF). Annalen der Physik. 17 (6). ss. 132-148. Bibcode:1905AnP...322..132E. doi:10.1002/andp.19053220607. 22 Ağustos 2014 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 11 Haziran 2014., translated into English as On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light 11 Haziran 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde .. The term "photon" was introduced in 1926.
- ^ a b c d e Taylor, J. R.; Zafiratos, C. D.; Dubson, M. A. (2004). Modern Physics for Scientists and Engineers. Prentice Hall. ss. 127-9. ISBN .
- ^ Stephen Hawking, kısacası evren, Bantam, 2001.
- ^ Dicke ve Wittke,Kuantum Mekaniğine Giriş, s. 12
- ^ Taylor, J. R.; Zafiratos, C. D.; Dubson, M. A. (2004). Modern Physics for Scientists and Engineers. Prentice Hall. ss. 147-8. ISBN .
- ^ McEvoy, J. P.; Zarate, O. (2004). Introducing Quantum Theory. Totem \Books. ss. 70-89, especially p. 89. ISBN .
- ^ Dicke and Wittke, İntroduction to Quantum Mechanics, p. 10f.
- ^ J. P. McEvoy and Oscar Zarate (2004). Introducing Quantum Theory. Totem Books. s. 110f. ISBN .
- ^ Aczel, Amir D., Entanglement, p. 51f. (Penguin, 2003)
- ^ J. P. McEvoy and Oscar Zarate (2004). Introducing Quantum Theory. Totem Books. s. 114. ISBN .
- ^ Van der Waerden, B. L. (1967). Sources of Quantum Mechanics (İngilizce). Mineola, New York: Dover Publications. ss. 261-276.
- ^ Werner Heisenberg'in kağıdı görüyorsanız, "Kuantum-Teorik Kinematik ve Mekanik İlişkiler Yeniden Yorumlamak", s 261-276
- ^ Nobel Prize Organization. "Erwin Schrödinger - Biographical". 24 Ocak 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 28 Mart 2014.
His great discovery, Schrödinger's wave equation, was made at the end of this epoch-during the first half of 1926.
- ^ ""Schrodinger Equation (Physics)," Encyclopædia Britannica ". 29 Mayıs 2014 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 11 Haziran 2014.
- ^ W. Moore, Schrödinger: Life and Thought, Cambridge University Press (1989), p. 222. See p. 227 for Schrödinger's own words.
- ^ "Heisenberg's Nobel Prize citation". 16 Temmuz 2008 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 11 Haziran 2014.
- ^ Heisenberg first published his work on the uncertainty principle in the leading German physics journal Zeitschrift für Physik: Heisenberg, W. (1927). "Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik". Z. Phys. 43 (3–4). ss. 172-198. Bibcode:1927ZPhy...43..172H. doi:10.1007/BF01397280.
- ^ ""Uncertainty principle," Encyclopædia Britannica". 9 Mayıs 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 11 Haziran 2014.
- ^ a b Linus Pauling, The Nature of the Chemical Bond, p. 47
- ^ ""Orbital (chemistry and physics)," Encyclopædia Britannica ". 4 Kasım 2014 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 11 Haziran 2014.
- ^ ""Mechanics," Merriam-Webster Online Dictionary". 24 Ağustos 2014 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 11 Haziran 2014.
- ^ "Field" 5 Ağustos 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde ., Encyclopædia Britannica
- ^ Richard Hammond, The Unknown Universe, New Page Books, 2008.
- ^ . 4 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Haziran 2014.
- ^ "The Nobel Prize in Physics 1933". Nobel Foundation. 14 Eylül 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 24 Kasım 2007.
- ^ Durrani; Ahmed, H. (2008). Nanosilicon. Vijay Kumar: Elsevier. s. 345. ISBN .
Diğer parçalar
- Jim Al-Khalili (2003) Quantum: A Guide for the Perplexed. Weidenfield & Nicholson.
- Chester, Marvin (1987) Primer of Quantum Mechanics. John Wiley.
- Brian Cox and Jeff Forshaw (2011) . Allen Lane.
- Richard Feynman (1985) . Princeton University Press.
- Ford, Kenneth (2005) The Quantum World. Harvard Univ. Press. Includes elementary particle physics.
- (2004) Sneaking a Look at God's Cards, Gerald Malsbary, trans. Princeton Univ. Press. The most technical of the works cited here. Passages using , , and can be passed over on a first reading.
- and Walters, Patrick (2003) The New Quantum Universe. Cambridge Univ. Press. Includes much about the technologies quantum theory has made possible.
- Vladimir G. Ivancevic, Tijana T. Ivancevic (2008) Quantum leap: from Dirac and Feynman, across the universe, to human body and mind. World Scientific Publishing Company. Provides an intuitive introduction in non-mathematical terms and an introduction in comparatively basic mathematical terms.
- (1990) "Spooky actions at a distance: mysteries of the QT" in his Boojums all the way through. Cambridge Univ. Press: 110–176. The author is a rare physicist who tries to communicate to philosophers and humanists.
- (1999) Understanding Quantum Mechanics. Princeton Univ. Press.
- (2000) Timeless Reality: Symmetry, Simplicity, and Multiple Universes. Buffalo NY: Prometheus Books. Chpts. 5–8.
- Martinus Veltman (2003) Facts and Mysteries in Elementary Particle Physics. World Scientific Publishing Company.
- J. P. McEvoy and Oscar Zarate (2004). Introducing Quantum Theory. Totem Books.
Dış bağlantılar
- "" by Takada, Kenjiro, Emeritus professor at
- Quantum Theory. 24 Şubat 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde . at encyclopedia.com
- The Quantum Exchange 26 Haziran 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde . (tutorials and open source learning software).
- Atoms and the Periodic Table 7 Nisan 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Time-Evolution of a Wavepacket in a Square Well 5 Ağustos 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde . An animated demonstration of a wave packet dispersion over time.
- An introduction into quantum physics with interactive experiments
- Carroll, Sean M. "Quantum Mechanics (an embarrassment)". Sixty Symbols. for the University of Nottingham. 17 Mayıs 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 11 Haziran 2014.
- Comprehensive animations 7 Temmuz 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Kuantum mekanigi madde ve atomlarin ve atom icindeki parcaciklar olceginde enerji ile etkilesimlerinin davranisini aciklayan bilimsel ilkeler organidir Bu makaleye teknik olmayan konularin tanitiminda ulasabilirsiniz Klasik fizik astronomik cisimlerin davranislari dahil madde ve gozle gorulebilir seviyedeki enerjiyi insan deneyleri icin tanidik olcekte aciklamistir Bu modern bilimin ve teknolojinin cogunlugu icin anahtar rolu oynar Ayrica 19 Yuzyilin sonlarina dogru bilim uzmanlari klasik fizigin aciklayamadigi buyuk makro goruntuleri ve kucuk mikro dunyalari kesfettiler Bu sinirlamalar ile yuzlesen fizik iki buyuk devrime yol acti gorelilik kurami ve kuantum mekanigi Bu makale fizikcilerin klasik fizigin sinirlarini nasil kesfettigini ve 20 yuzyilin ilk yillarinda kuantum kuraminin temel kavramlarinin nasil gelistigini aciklar Bu kavramlar yaklasik olarak kesfedildikleri sirayla anlatilmistir Kuantum mekaniginin bazi yonleri sezgiler acisindan paradoksal gorunebilir cunku bunlar klasik fizigin mukemmel bir yakinlasmasi oldugunu ve buyuk uzunluk olceklerinde gorulenden oldukca farkli davranis tanimladigini gosterir Ornegin isik enerji paketleri halinde gelir Bu enerji paketleri foton olarak isimlendirilir ve kuantum mekaniginde bazen parcacik bazen de dalga ozelligi gosteren bir hem parcacik hem de dalga olarak tanimlanir Kuantum mekanigi enerjileri renkleri ve elektromanyetik radyasyonun tum bicimlerinin spektral yogunluklarini tahmin eder Kuantum mekaniginin belirsizlik ilkesi bir parcacigin hem konumunun hem de momentumunun ayni anda belirli bir hassasiyetten daha hassas bir sekilde olcumlenemeyecegini belirtir Bu durum klasik fizik icin soz konusu olmayan bir ozelliktir Birinci kuantum teorisi Max Planck ve siyah cisim isinimiSicak metal isleme Sari turuncu isinim bir kizdirma nedeniyle yuksek sicakliga yayilan isil termal isinimin gorunur bir parcasidir Resimde baska sey de termal radyasyon ile parlayan ancak daha az parlak ve insan gozu daha uzun dalga boylarinda algilayabilir Bir uzak kizilotesi kamera ile bu radyasyon gozlemleyebilirsiniz Bir nesnenin sicakligi nedeniyle nesnenin yuzeyinden yayilan elektromanyetik termal radyasyondur Eger cisim yeterli miktarda isitilirsa spektrumun kirmizi ucunda isik yaymaya baslarlar red hot Isitma daha kisa dalga boylarinda yuksek frekanslarin isigin renklerinin maviden beyaza beyazdan sariya saridan kirmiziya degismesine neden olur Bunun mukemmel bir verici ve mukemmel bir sogurucu oldugu ortaya cikti Mukemmel siyah duran nesneler soguk oldugu zaman cisim butun isigi emdigi icin bunun uzerine duser ve hicbirini yaymaz Sonuc olarak ideal termal yayicilar siyah cisim olarak bilinir ve radyasyon emdigi icin siyah cisim radyasyonu denir 19 yuzyilin sonlarinda termal radyasyon oldukca deneysel olarak iyi karakterize olmustur Ayrica klasik fizik sicaklik ve radyasyonun baskin frekansi arasindaki iliskiyi aciklayamamistir Hatta klasik fizik kisa dalga boylarinda sicak cisimlerin enerjiyi sonsuz hizla yaydigi kabul edilir Acikca yanlis olan bu sonuc morotesi felaket olarak bilinir Fizikciler calisma yaptiklari tek bir teori icin deneyler sonucu elde ettikleri sonucu aciklamislardir Bir govde tarafindan yayilan farkli frekanslarin termal radyasyon miktarinin tahminleri Planck in kanun yesil tarafindan ongorulen dogru degerler mavi Rayleigh Jeans yasasi ve kirmizi Wien yaklasimi klasik degerlere tezat Her osilatorun herhangi bir enerjiyi istedigi miktarda yaymanin mumkun olmasini beklemekten cok tek karakteristik bir frekansta enerji birimlerini bir tam sayi sayi urettigini varsaymak zorunda oldugumuzu deneysel sonucu anlayabiliriz Diger bir deyisle her bir osilator enerji nicelemis oldu Planck a gore her osilator icin enerji kuantum osilator frekansina orantilidir ve orantililik sabiti artik Planck sabiti olarak da bilinir E nhf wheren 1 2 3 displaystyle E nhf quad text where quad n 1 2 3 ldots Planck kanunu fizikteki ilk kuantum teorisidir ve Planck enerji miktarindaki kesfiyle Fizikte buyuk ilerlemelere yol actigi icin 1918 yilinda Nobel Odulu nu kazandi Ayrica ayni zamanda Planck in gorunum nicelemesi tamamen matematiksel bir numara yerine biz artik inaniyoruz gibi dunya anlayisimizda koklu bir degisim oldu Fotonlar isigin kantizasyonuAlbert Einstein 1905 yili cevresinde 1905 te Albert Einstein daha fazla yol kat etti Albert Einstein kantizasyonun sadece matematiksel bir hile olmadigini onerdi bir isik demeti enerjisi fotons Tek bir fotonun enerjisi Planck in sabit ile carpilma sikligi ile elde edilir E hf displaystyle E hf Yuzyillar boyunca bilim adamlari isigin iki olasi teorileri arasinda tartistilar bu dalga mi yoksa ufak parcaciklarin akmasi mi 19 yuzyila gelindiginde bu tur kirilma yansima ve polarizasyon gibi gozlenen etkileri aciklamak mumkun oldugu icin tartismalar genellikle dalga teorisinin lehine yerlesmis oldugu kabul edilmistir James CLERK Maxwell elektrigin manyetigin ve isigin ayni olayin butun tezahurleri oldugunu gosterir elektromanyetik alan Klasik elektromanyetik kurallarinin toplam kurulumu olarak bilinen Maxwell denklemleri isigi dalga olarak tanimlar Titresen elektrik ve manyetik alanlarin birlesimidir Dalga teorisi lehine kanit ustunlugunu yuzunden baslangicta Einstein in fikirleri buyuk supheyle karsilandi Sonunda ancak foton modeli favori oldu kendi lehine olan en onemli kanitlarindan biri asagidaki bolumde aciklanan fotoelektrik etki ve birkac sasirtici ozelliklerini aciklamak Bununla birlikte ornegin kirinim gibi isik diger ozelliklerini anlamaya yardimci olmak icin dalga benzetmesi vazgecilmez olmustur Fotoelektrik etki Isik kirmizi oklar sol bir metal uzerine parlar Isik yeterli frekansa sahip yani yeterli enerji ise elektronlar mavi oklar sag atilir 1887 yilinda Heinrich Hertz isigin metalden elektron yayabildigini gozlemlemistir 1902 tarihinde Philipp Lenard elektronun yayabildigi maksimum enerjinin isigin frekansiyla iliskili oldugunu ama yogunluguyla baglantisi olmadigini bulmustur eger frekans cok dusuk olursa herhangi bir elektron yogunluk bagimsiz olarak disari atilir Elektronun yayilmasina neden olan dusuk frekansli esik frekansi olarak adlandirilan isik her metal icin farklidir Bu gozlem elektronun enerji radyasyon yogunlugu ile orantili olmasi gerektigini ongorur klasik elektromanyetizma ile celismektedir 24 Einstein isik huzmesi parcaciklarinin fotonlar bir akim oldugunu ve isin frekansi f ise daha sonra her foton hf esit bir enerjiye sahip oldugunu oldugunu varsayarak etkisini acikladi Elektron sadece tek fotonlarin vurdu olmasi muhtemeldir ve en cok enerjiyi hf elektronu verir Bu nedenle huzmesinin yogunlugunun bir etkisi yoktur tag ref Aslinda orada yogunluk bagimli etkileri olabilir ancak non lazer kaynaklari ile ulasilabilir yogunluklarda bu etkiler gozlemlenemez edebilirsiniz grup not sadece frekans elektron kazandirdigi edilebilir maksimum enerji belirler Esik seviyesi etkilerini aciklamak icin Einstein bu metalden bir elektron cikarmak icin f ile gosterilen is fonksiyonlu adi verilen enerjiden belirli bir miktar alindigini savunur Her bir metal icin farkli bir enerji vardir Fotonun enerji calisma fonksiyonu daha az ise o zaman metalden elektron cikarmak icin yeterli enerji tasimaz Esik frekansi f0 enerji calisma islevine esit olan bir foton sikligidir f hf0 displaystyle varphi hf 0 Eger f f0 dan buyuk olursa hf enerjisi elektron cikarmak icin yeterli olur Disari elektronlar en fazla foton enerjisinin eksi metalden elektron cikarmak icin gerekli olan enerjiye esit bir kinetik enerjisine EK sahiptir EK hf f h f f0 displaystyle E K hf varphi h f f 0 Einstein in isik aciklamasi parcaciklardan olusan varlik olarak nicelenmis ve enerji Planck in kavrami genisletilmistir belirli bir frekans olan f tek bir foton enerjisi hf degismeyen miktarda sunar Baska bir deyisle bireysel atomlar enerjiyi az ya da cok teslim edebilir ancak onlarin frekansina baglidir Foton bir parcacik olmakla birlikte yine de frekans dalga benzeri ozelligine sahip olarak tarif edilir Bir kez daha isigin parcacik hesabi tehlike ediliyordu tag ref Einstein in fotoelektrik etki denklemi elde edilecek ve foton kavramini gerek kalmadan aciklanabilir Bu elektromanyetik radyasyon surece malzemede elektronlar kuantum mekaniginin yasalari tarafindan tedavi edilir Sonuclar termal isik kaynaklari icin sayisal olarak dogru hem elektron emisyon orani yani sira acisal dagilimi icin gunes ampuller vs Grup not Bu noktada daha fazla bilgi icin NTRS NASA gov 2 Temmuz 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde lt ref gt group note Belirli bir dereceye kadar enerji iceren isigin sonuclari Elektromanyetik radyasyon ile her bir fotonun enerjisi arasindaki iliski kizilotesi isiklarin gunes yanigina neden olmadigini gosterirken morotesi isiklarin gunes yanigina neden oldugunu gosterebilir Morotesi isik fotonu buyuk miktarda enerji iletebilir yeterli miktarda hucre hasari gunes yanigi meydana getirebilir Kizilotesi isik fotonu dusuk miktarda enerji iletebilir sadece kisilerin cildinin isinmasini saglar Yani bir kizilotesi lamba kimseye bir gunes yanigi veremez belki soguk bir odada yeterince buyuk yuzeye sahip oldugunda insanlari sicak ve rahat tutmaya yardimci olur Eger her bir foton esit enerjiye sahip olsaydi bir yuksek enerji fotonu konusmak dogru olmazdi Tasan yuzeylerle birlikte saniyede gelen daha fazla fotonlar yuzunden yuksek frekansli isiklar daha fazla enerji tasir Dusuk frekansli isik yalnizca ayni nedenle daha fazla enerji tasiyabilir Eger butun fotonlarin ayni enerjiyi tasidigi dogru olsaydi fotonlarin teslim oranini iki katina ciktiginda o zaman her saniye gelen enerji birimlerinin sayisini iki katina cikar Einstein bagimsiz dalgalarin klasik parcacik bazli analizlerin lehindeki yaklasimi ayri adimlardaki frekanslarla degisebilecegi yaklasimini reddeder Ayni frekansa sahip tum fotonlar ayni enerjiye sahiptir ve farkli frekanslarin tum fotonlarla orantili farkli enerjilere sahiptir Dogada tek fotonlar nadir olarak olarak rastlanir Gunes fotonlari surekli olarak fotonlari elektromanyetik sikliklarda emer bu yuzden bunlar surekli bir dalga olarak degil ayri ayri birimler olarak yaymak icin gorunur 19 yuzyilda Hertz ve Lennard mevcut surum kaynaklarinin paylasildigi karakteristiktelerdir Kirmizi pariltili demirden ya da kirmizi isik yayan yildiz guzel enerji icerdigi soylenebilir Bazi radyasyonlarin vucudumuza surekli eklenerek devam eden toplam enerjinin kirmizi turuncu yesil sari mavi mor ve bunun gibi isiklar yaydigi tahmin edilmistir Buyuk yildiz ve demir buyuk parcalar olarak daha sonra mutlaka yelpazenin mor sonuna dogru daha fazla renk ile kizdirma olurdu ama oyle degil Isima govdesinin rengini degistirmek icin sicakligi degistirmek gerekir Sicakligindaki bir artis daha yuksek frekanslarda foton yaymasini saglar ve daha yuksek duzeyde tek tek atomuna uyarmak icin kullanilabilir ve kuantum enerjisi degistir Bir yildiz ya da demir bir parca ile birim zaman basina toplam yayilan enerji hem zaman birimi basina fotonlarin sayisi hem de dahil olan bir foton her biri tarafindan tasinan enerji miktarina baglidir Diger bir deyisle bir isima govdesinin karakteristik frekansi kendi sicakligina baglidir Fizikciler sadece bireysel ve neredeyse ayirt edilemez fotonlarin buyuk sayilar iceren isik demetlerini aradigi zaman tek tek foton enerji duzeylerinin onemini anlamak zor olacakti Bu yuzden fizikciler fotoelektrik etkileri gosteren cihazi bulduklarinda baslangicta yuksek isik yogunlugunun fotoelektrik bir cihazdan daha yuksek bir voltaj uretmesi beklenmektedir Bu spektrumun kirmizi sonuna dogru guclu isik isinlari hic elektrik potansiyeli uretmeyecegi bulunurken spektrumunun menekse ucuna dogru isik isinlari yuksek ve daha yuksek voltajlar uretebilecegini kesfedildi Einstein in fikri farkli enerji iceren her bir birimlerin onlarin frekansina bagli olmasidir ve bu fikir simdiye kadar mumkun oldukca garip gorunurken deney sonuclari sonucu aciklamasi yapilmistir Enerji fotonun verilen herhangi bir frekanstaki sabit niceligini aciga vurmasina ragmen onceki bolgedeki isik emilim karsisinda bir fotoelektrik cihazindaki elektronlarin enerjisi ilk durumda duzgun degildir Anormal sonuclar bireysel elektronlarin olmasi durumunda olusur Ornegin karaktersizligi dusuk frekansli aydinlatma emildiginde fotoelektrik cihaz elektron atilirken uyarilir Istatiksel yonden Bir fotoelektrik cihazin karakteristik davranislari denge seviyesindeyken o elektronlarin buyuk cogunlugunun davranisini yansitir Bu nokta kuantum dinamikleri bireysel parcaciklarin calismasi ile klasik fizik olarak kumelendigi parcaciklarin calismasi arasindaki ayrimi kavramada yararlidir Maddenin kantizasyon Bohr atom modeli20 yuzyilin safaginda tarafindan kucuk yogunlugun cevresinde pozitif yuklu cekirdegi cevreleyen negatif yuklu elektronlarin bir yaygin bulut ile atom modeli olusturmasi gereklidir Bu ozellikler gunesin etrafindaki gezegenler gibi cekirdegin etrafinda elektronlarin cember seklinde yorunge olusturan bir model onerdi Klasik teoride yorungedeki elektronlara gore merkezcil ivmeyi goren ve bu nedenle ikinci bir kismini onunla carpisip elektromanyetik radyasyon olusturmasina gore bu atom modelinin sabit olmadigi bilinir Ikinci iliski bulmaca atomlu surum spektrumu olmasiyla iliskilidir Bir gaz isitildiginda sadece kesikli frekanslarda isik yayar Resimde gosterildigi gibi ornegin hidrojen ile disari verilen gorunur isik dort farkli renk olusur Buna karsilik beyaz isik gorulebilir frekanslarin butun araligi boyunca kesintisiz bir surumu olusur On dokuzuncu yuzyilin sonunda farkli cizgilerin frekanslarinin neden oldugunu aciklayan bu basit kural ya da yogunluklari hakkinda herhangi bir tahmin yapmamasina ragmen birbirleriyle nasil iliskili oldugunu gostermistir Formul ayni zamanda gozlemlenemeyen morotesi ve kizilotesi isiklarin bazi ek spektral cizgilerini tahmin etmistir Bu cizgiler daha sonra deneysel olarak gozlemlenmis ve formule olan guven artmistir Hidrojenin emisyon spektrumu Uyarildiginda hidrojen gazi kizilotesi ve morotesi cizgiler bir dizi olarak gorunur hem de spektrumda dort ayri renk spektral cizgiler isik verir 1885 yilinda Isvicreli matematikci Johann Balmer her dalga boyu l kesfetti hidrojenin gorunur spektrumda lambda bazi tam sayi matematik ile ilgili n asagidaki denklemle verilmistir l B n2n2 4 n 3 4 5 6 displaystyle lambda B left frac n 2 n 2 4 right qquad qquad n 3 4 5 6 B sabittir ve Balmer 364 56 nm esit olduguna karar vermistir 1888 yilinda Johannes Rydberg buyuk olcude yaygin ve Balmer formulu aciklayici yarar artti n iki tam sayilar ile ilgili O l math ongordu ve m simdi olarak bilinen ne gore Rydberg formulu 1l R 1m2 1n2 displaystyle frac 1 lambda R left frac 1 m 2 frac 1 n 2 right R Rydberg sabiti 0 0110 nm 1 esit ve n m daha yuksek olmalidir Bir foton yayan ve baska bir yorungeye gecerken bir elektron gosteren atomun Bohr modeli 1913 yilinda Niels Bohr kuantumlanan elektron yorungelerine sahip yeni bir atom modeli onerdi elektronlar gezegenlerin gunes etrafinda yorunge olarak hala cok cekirdegini yorunge ancak sadece herhangi bir mesafede yorungeye degil belli yorungelerde yasamasi icin izin verilmektedir Bir atom enerjiyi yaydigi veya emdigi zaman tahmin edilebilecegi gibi elektron baska cekirdegin etrafindaki bir yorungede surekli olarak hareket etmez Elektron bir yorungeden digerine atlamak yerine bir foton seklinde isik yayar Fotonlarin her element tarafindan yayilan olasi enerjisi farkli yorungeler arasindaki enerji farki olarak belirlenmistir ve bu her element icin olan yayinlama spektrumu bircok hat icerir Niels Bohr un gencligi Bohr modelinde elektron basit olarak enerjinin surekli olarak yayilmasina ve cekirdegin icinde carpistirilmasina izin vermez Yorungenin yakinlasmasina izin verildigi zaman sonsuza kadar kararli olur Bohr modeli yorungenin bu yolla nicelemesini aciklayamadi ve ayni zamanda birden fazla elektron atomlar icin dogru tahminler yapamadi ya da bazi spektral cizgilerinin digerlerinden neden daha parlak oldugunu aciklayamadi Bohr modeli icin bazi temel varsayimlarin yanlis bulunmasina ragmen yayimlanma spektrumundaki ayri cizgiler atomlarin bazi elektron ozelliklerinin dogru oldugunu nitelendirmistir Elektronlarin asil davranisi carpici sekilde Bohr atomundan ve bizim gordugumuz ve her gunku deneyimlerimizden farklidir atomun modern kuantum mekaniginin modeli asagida tartisilmistir belirli dereceye kadar enerji iceren elektronlar Bohr L kavramlastirilmis L nh2p displaystyle L n frac h 2 pi r n2h24p2keme2 displaystyle r frac n 2 h 2 4 pi 2 k e me 2 ke Coulomb sabiti olarak gosterilir m elektronun kutlesidir ve e elektronun yukudur basitce yazildiginda r n2a0 displaystyle r n 2 a 0 burada a0 denilen Bohr capi 0 0529 nm esittir Bohr yaricapi kucuk izin yorungenin yaricapi The energy of the electron Bu durumda elektronun enerji sayesinde kinetik kinetik enerji toplamidir Elektron lt ref gt de hesaplanabilir Cunku cekirdegi ile elektromanyetik etkilesim cekirdegi ve potansiyel enerji cevresinde gercek hareket sayesinde kinetik enerjiye sahiptir ve verilir E kee22a01n2 displaystyle E frac k mathrm e e 2 2a 0 frac 1 n 2 Bir elektron daha alt bir yorungeye orijinal yorungesinden aninda atlayarak enerjisini kaybeder ekstra enerji bir foton seklinde yayilir Tersine bir foton kazanclar enerjiyi emen bir elektron dolayisiyla uzak cekirdekten bir yorungeye atlar Fotonun enerjisi Eg enerjilerdeki farkliliktir En ve Em elektronun Eg En Em kee22a0 1m2 1n2 displaystyle E gamma E n E m frac k mathrm e e 2 2a 0 left frac 1 m 2 frac 1 n 2 right Matematik Planck denklemi fotonun enerji ile kendi dalga boyu ile iliskili oldugunu gostermektedir yana yayilan edilebilir isik dalga boylari Eg hc l ile verilmektedir 1l kee22a0hc 1m2 1n2 displaystyle frac 1 lambda frac k mathrm e e 2 2a 0 hc left frac 1 m 2 frac 1 n 2 right Bu esitlik Rydberg formulu ile ayni forma sahiptir ve sabitin R oldugu tahmin edilir R kee22a0hc displaystyle R frac k mathrm e e 2 2a 0 hc Sonuc olarak atomun Bohr modeli temel sabitler acisindan emisyon spektrumu tahmin edilir Bu model kolayca bir cekirdek ve tek bir elektron yani asagidakilerden olusan herhangi bir sistemin emisyon spektrumunda izah etmek uzere modifiye edilebilir iyon o s gibi lt sup gt veya O 7 lt sup gt tek elektron iceren ancak notr helyum gibi iki elektron ile bir atom genisletilmis olamaz lt ref gt ancak cok elektronlu atomlar icin dogru tahminler yapmak icin ya da aciklamak mumkun olmadiginin nedeni bazi spektral cizgilerinin digerlerinden daha parlak olmasidir Dalga parcacik ikiligiLouis de Broglie 1929 yilinda De Broglie 1924 doktora tezi yapilmis bir dalga gibi davrandiginin onemli oldugu gosteren tahminiyle Nobel Fizik Odulu kazandi Tipki isik gibi hem dalga hem de parcacik hareketi ve benzeri ozelliklere sahiptir Broglie hipotezi de ayrica dalga hareketi ozelliklerene sahiptir Maddenin elektron dalgasi olarak davranmasini ilk defa deneysel olarak elektronlar icin gosterilmistir Elektron demeti sadece bir isik demeti ya da bir su dalgasi gibi kirinim sergileyebilir Benzer bir dalga gibi Benzer dalga olaylari daha sonra atomlar ve hatta kucuk molekuller icin gosterildi Bir nesne ile iliskili dalga boyu l Planck sabiti h araciligiyla momentum p ile ilgilidir p hl displaystyle p frac h lambda Dalga parcacik ikiligi kuantum fiziginde tamamlayicilik ilkesinin bir ornegidir Dalga parcacik ikiliginin zarif bir ornegi olan cift yarik deneyi asagidaki bolumde ele alinmaktadir Cift yarik deneyi Acik bir yarigin ust ve iki adet yarigi alt tarafindan uretilen girisim deseni ile shone zaman difraksiyon paterni uretti Kucuk olcekli girisim sacaklar ile iki yariktan gelen cok daha karmasik desen isigin dalga gibi yayilma gosteriyor Orijinal olarak 1827 yilinda Thomas Young ve Augustin Fresnel tarafindan gerceklestirilen cift yarik deneyinde bir isik demetinin bir ekranda acik ve koyu bantlarla bir girisim deseni ureten iki dar yakin aralikli yariktan yonlendirilir Yariklardan biri ortbas edilirse saf parazit nedeniyle sacaklarin yogunlugu her yerde yariya olacagini bekleyebilirsiniz Aslinda cok daha basit bir model olan basit kirilma modeli gorulmektedir Kapali bir yarik daha basit capli ve acik yariga zit bir desene neden olur Tam olarak su dalgalari ile ayni davranisi gosterdigi ortaya konabilir ve boylece cift yarik deneyi isigin dalga dogasinin bir gosterisi olarak gorulur Bir yariktan isik Bir girisim deseni 3 sacaklar sagda gosterilen ureten diger gelen isik ile ugratir Cift yarik deneyi elektronlari atomlari ve hatta molekulleri kullanilarak gerceklestirilmistir ve ayni zamanda parazit desenin ayni tipi olarak gorulmustur Bu nedenle tum madde parcaciklarinin ve dalga karakterlerinin butun ozelliklere sahip oldugu ortaya cikartilmistir Kaynak yogunlugunun bir seferde cihaz boyunca gecen tek bir parcacigin ornegin foton veya elektron asagi acilmasina ragmen ayni girisim deseni zaman icinde gelisir Bu tespit edildiginde kuantum parcacigi cift yariktan gecen ancak parcacik olan bir dalga gibi davranir Bu kuantum tamamlayiciliginin tipik bir ozelligidir kuantum parcacigi parcacik gibi ozellikleri olcmek icin dalga gibi davranir Detektor ekraninda herhangi bireysel parcacigin ortaya cikili tamamen rastgele bir yontemin sonucudur Bohr modeline Uygulama De Broglie Bohr modelini gelistirerek bir cekirdegin etrafindaki yorungede bir elektronun dalga gibi ozelliklere sahip olabilecegini gosterdi Ozellikle bir elektron sadece cekirdek cevresinde bir dalga izin durumlarda gozlenecektir Duragan bir dalganin ornegi iki ucundan sabitlenmis ve titresim yaratabilen bir viyolin yayidir Telli bir calgi aleti tarafindan olusturulan dalgalar salinim yaparak asagi yukari hareket ettigi gorulur Ayakta duran dalga boyu titresimli nesnenin boyu ve sinir kosullariyla ilgilidir Ornegin viyolan yayi iki ucundan sabitlendigi icin dalga boyu 2l n l uzunluk ve n bir pozitif tam sayi olan duragan bir dalga tasiyabilir De Broglie izin verilen elektron yorungelerinin cevresindeki yorunge dalga boylarinin bir tam sayi olacagini onerdi Elektronun dalga boyu cekirdekten belirli uzakliklarda sadece Bohr yorungelerinde mumkun oldugunu belirler Buna karsilik olarak belirli bir degerden daha kucuk cekirdegin yorunge kurmasi imkansizdir Cekirdekten minimum olasi mesafeye Bohr yaricapi denir p 87 lt ref gt De Broglie kuantum teorik olaylari tedavisi Schrodinger baslangic noktasi olarak hizmet ettiginde o dalga denklemini kuantum teori olayina gore olusturulmustur Modern kuantum mekaniginin gelisimiBohr genclik sinif arkadaslarini hidrojen surum spektrumunun yogunlugunu bulmak ve aciklamak icin tayin ettiginde Werner Heisenberg daha basit problemleri aciklayarak guncel bir basari yakaladi 1925 yilinda matematiksel benzetme vasitasiyla o yogunluklarinin klasik hesaplanmasi icin kuantum mekanik analogunu yazdi Kisa bir sure sonra Heisenberg sin meslektasi Max Born farkli enerji seviyeleri arasindaki gecisleri icin olasiliklari hesaplamada Heisenberg yonteminin en iyi matematiksel matris kavraminin kullanabilecegini fark etti Schrodinger esitligi olarak adlandirilan matematiksel model kuantum mekaniginin cekirdegini olusturur Bu model kuantum sisteminin izin verilen sabit durumunu tanimlar ve zamanla fiziksel kuantum durumunun fiziksel sisteminin nasil degistigini tanimlar O matematiksel modelin sonunda denilen yapilmis Schrodinger denklemi onun yaraticisi oldu sonra kuantum mekanigine merkezi tanimlayip bir kuantum sisteminin duragan durumlarini acikladi ve nasil zaman fiziksel kuantum durumlarinin bir sistem degisiklikleri olugunu gosterdi Dalga bir dalga fonksiyonu olarak bilinen bir matematiksel fonksiyonu olarak tarif edilmektedir ve genellikle Yunan harfi ps displaystyle psi psi ile temsil edilir Schrodinger in kedisini tanittigi yazida o dalga fonksiyonu olcum sonuclarinin olasiligini ongormek icin bir arac saglar ve olcum beklentilerinin olasi gelecek sonuclarini saglar Schrodinger denklemine bakiniz Schrodinger proton tarafindan olusturulan elektrik potansiyelin bir kuyu icinde protonlar tarafindan olusturularak hareket eden klasik dalgalarin hidrojen enerji seviyelerini hesaplamayi mumkun kilmistir Bu hesaplama Bohr modelinin enerji seviyelerini dogru olarak cogaltamaz Schrodinger Heisenberg in matris mekanigini ve onun kendi dalga mekaniginin elektron davranislari ve ozellikleri ile ilgili ayni tahminleri yaptigini kanitlamistir matematiksel olarak iki teori aynidir fakat bu iki adam ortak teori yorumu yapmada anlasamamistir Ornegin Heisenberg teorik tahminlerine gore elektronlarin atom icindeki yorungeler arasinda ani gecislerde bir problem gormemistir as paraphrased by Wilhelm Wien ama Schrodinger bu teorinin surekli dalga hareketi ozelliklerinin kuantum hakkinda sacmalik denmemesini Wilhelm Wien tarafinda ummustur Kopenhag yorumu1920 lerde ve 1930 larda kuantum mekanigi ve ilgili konularda arastirmacilar icin bir odak noktasi olarak hizmet veren Kopenhag Dunyanin en iyi bilinen teorik fizikcilerin cogu kuantum mekaniginin Kopenhag yorumu olarak bilinen ve gelistirilmesi icin orada vakit gecirdiler Heisenberg ve digerleri bu deneysel sonuclarinin ne oldugunu ve matematiksel modellerin asil anlaminin ne oldugunu aciklamaya calistilar Kuantum mekaniginin Copenhagen yorumlari olarak bilinen bu aciklamalar kuantum mekaniginin olcumlerini inceleyen ve aciklayan gercekcilik dogasinin ve kuantum mekaniginin matematiksel formulleriyle ve olcumleriyle aciklamayi hedeflemistir Kopenhag yorumunun temel ilkeleri sunlardir Sistem tamamen bir dalga fonksiyon ps displaystyle psi tarafindan tarif edilmektedir Schrodinger denklemleri tarafindan ps displaystyle psi zamanla nasil degisir Doganin tasvirleri temel olasiliklaridir Bir olayin olasiligi ornegin bir parcacik ekranda iki yarik deneyi gosterilir Onun dalga fonksiyonunun buyuklugunun mutlak degerinin karesi ile iliskilidir Kopenhag yorumu nedeniyle dalga fonksiyonunu Max Born icin fiziksel bir anlam verir kural tarihi olasilik genligi Sistemin ayni zamanda butun ozelliklerinin degerlerini bilmek mumkun degildir bu ozellikler olasiliklar tarafindan tanimlanan dogruluk olarak bilinmez Heisenberg in belirsizlik ilkesi Enerji gibi olan madde dalgalari sergiler ikilik dalga parcaciklari Deney maddenin parca hareketinin ozelliklerini gosterir ama ikisini ayni zamanda gosteremez Bohr nedeniyle tamamlayicilik ilkesi Olcum cihazlari aslinda klasik cihazlardir ve konum ve momentum gibi klasik ozellikleri olcmek icin kullanilir Buyuk sistemlerin kuantum mekanik tanimi klasik tanima yaklasik olmalidir Bohr ve Heisenberg in Yazismalar ilkesi Bu ilkelerin cesitli sonuclari asagidaki alt bolumlerde daha ayrintili olarak tartisilmistir Belirsizlik ilkesi Werner Heisenberg 26 yasinda Heisenberg yaptigi calismalari icin 1932 yilinda Fizik Nobel Odulu kazandi Ornegin bir araba bir radar hiz tuzagi geciyor biz bir nesnenin konumunu ve hizini olcmek istediginizi varsayalim Biz arabanin zaman icinde belli bir anda kesin bir konuma ve hiza sahip oldugunu varsayalim bizim olcumlerimizin bu degerleri olcum donanim kalitesine bagli oldugunu nasil dogrudur eger olcum donanimin kesinligini artirirsak dogru degerlere yakin sonuclar elde ederiz Ozellikle karsi yonun ve pozisyonun etkilemedigi arabanin hizini tam olarak nasil olctugumuzu varsayariz 1927 yilinda Heisenberg bu varsayimlarin dogru olmadigini kanitlamistir Kuantum mekanigi fiziksel ozelliklerinin belirli ciftleri konum ve hiz gibi her ikisi de istege bagli hassas bilinmezlik gostermektedir Daha cok kesin olarak bilinen ozellik digerlerinden daha az kesinlik gosterir Bu durum bilinmezlik ilkesi olarak bilinir Belirsizlik ilkesi bizim olcum cihazlarinin dogrulugu hakkinda bir aciklama degildir ama sistemin kendisi dogasi hakkindadir arabanin kesin bir konum ve hiza sahip oldugu varsayimimiz yanlis olmustur Araba ve insanlarin bir olcekte bu belirsizlikler onemsenmeyecek kadar cok kucuk ama atomlari ve elektronlari ile ugrasirken bu belirsizlikler onemli hale gelir Heisenberg in verdigi bir ornege gore bir isik fotonu kullanarak bir elektronun konum ve momentum olcumu hesaplanmistir Dusuk frekansli bir fotonun rahatsizligi ile yani belirsizligi ile Momentumu daha az olur ama pozisyonunun olcum etkisi daha guvenilir olur Belirsizlik ilkesi bir parcacigin konum ve momentumun belirsizlik urununun momentumun kutle ile carpilan hizidir asla belirli bir degerden daha az olamadigini ve bu degerin Planck sabiti ile ilgili oldugunu matematiksel olarak gosterir Dalga etkisinin cokusu Dalga fonksiyon cokusu ne olursa olsun bu bir aciklama sikintisiyken kesin bir durumda sistemin tarifi ile sistemin kararsiz halinin aciklamasini degistirmek daha rahat hale gelir Doganin olusma durumlarinin aciklamalari tartismalidir Fotonun bir algilama ekraninda gosterilmeden once herhangi bir zamanda olasiliklarin gosterimi sadece bir dizi ile tarif edilebilir Eger kamera zaman ve cihaz etkilesim alani CCD nin nerede etkilesim yaptigi gosterildigi zaman cihazin cok dar limitlerde oldugu bilinir Ancak foton kayboldugunda ve dalga fonksiyonunda onunla kaybolur Bunun yerine tespit ekraninda bazi fiziksel degisim ornegin fotograf filmi bir tabaka icinde bir acik nokta ya da bir CCD gibi bir hucrede elektrik potansiyel degisikligi ortaya cikmistir Ozdurumlar ve ozdegerleri Belirsizlik ilkesi yuzunden pozisyon ve parcaciklarin momentumlari hakkindaki tablolar sadece pozisyon veya momentumun bazi sayisal degere sahip olacagi bir olasilik kararlastirabilir Bu nedenle acikca boyle bir olasilik bulutu icinde kesin bir degere sahip bir durumdaki elektron ile belirsiz olan durum arasindaki farki formule etmek gerekmektedir Nesne bazi durumlarda sikistirilirken bir oz durumuna sahip oldugu soylenir Pauli dislama kurali Wolfgang Pauli 1924 yilinda Wolfgang Pauli gozlenen molekuler spektrumlari ve kuantum mekaniginin tahminleri arasindaki tutarsizliklari iki olasi degerler ile birlikte gostererek yeni kuantum derecesini ya da kuantum numarasi onerdi Ozellikle atomik hidrojenin spektrumu bir ikili ya da sadece bir satir beklenen kucuk bir miktar ile farkli cift hatlari vardi Pauli kendisinin atomlarin ayni kuantum sayisi dahilinde bulunan atomlarin var olamayacagini soyleyen dislama ilkesini formule etmistir Bir yil sonra Unlenbeck ve Goudsmit Pauli nin donme denilen bir ozellik ile ozgurlugun yeni derecesini tespit ettiler Ralph Kronig kokenli fikir elektronlarin eksende donme hareketi yapmasidir Donme kayip manyetik momentleri hesaplayabilir ve ayni yorungede olan iki elektronun farkli yonlerde donen uzak kuantum durumlarini isgal etmelerine izin verir Boylece dislama ilkesi tatmin edici bir hal alir Kuantum sayisi donme pozitif veya negatif duygusunu temsil eder Hidrojen atomu icin uygulamalar Atomunun Bohr modeli nukleer gunesin etrafindaki elektronlarla birlikteki esas bir gezegenidir Ancak belirsizlik ilkesi bir elektronun ayni anda bir gezegen ile yaptigi sekilde tam yerini ve hizini belirtemez Klasik yorungelerin yerine elektronlar yerlesik atomik yorunge olarak bilinir Bir yorungenin elektron bulundurabilecegi olasi yerleri bulutlardir daha dogrusu kesin bir konumdan daha olasi bir dagilimidir Her bir yorunge iki boyutludan ziyade uc boyutludur ve 95 elektron olan bu bolge uc boyutlu bolgesi olarak tasvir edilir Schrodinger iyi bir elektrik potansiyeliV dalga fonksiyonu PS ile temsil edilen bir dalga gibi bir hidrojen atomu elektron gibi muamele edilmesiyle hidrojen enerji seviyelerini hesaplamak mumkun oldugunu V proton tarafindan olusturularak gosterilmistir Schrodinger in denkleminin cozumleri elektron konumlarindaki ve yerlerindeki olasiliklar dagitimlari icindir Yorungeler uc boyutta farkli sekillere sahiptir Farkli yorungelerin farkli enerjileri hesaplanabilir ve Bohr modelinin enerji seviyeleri dogru sekilde eslestirilebilir Schrodinger in resmi dahilinde her bir elektron dort ozellige sahiptir Bir yorunge tanimi parcacigin daha az enerjili cekirdege daha yakin ya da fazla enerjili cekirdekten daha uzak olup olmadigini gosterir Yorungelerin sekli kuresel veya diger turlu Yorungenin egimi manyetik momentini belirleyen z ekseni etrafinda belirlenir Elektronun donusu Bu ozelliklerin toplu adi elektronun kuantum durumudur Kuantum durumu her bir ozellikte verilen numaralar tarafindan tanimlanabilir bunlar elektronun kuantum numaralari olarak bilinir Elektronun kuantum durumu dalga denklemi tarafindan tanimlanmistir Pauli dislama ilkesi bir atomun icinde herhangi iki elektronun dort sayilarin ayni degerlere sahip olabilecegini soyler Ilk bes atomik yorungenin sekilleri 1s 2s 2px 2py and 2pz Bu renkler dalga fonsiyonunun durumunu gosterir Yorungeyi aciklayan ilk ozellik temel kuantum numarasidir n n Bohr modelindekiyle aynidir n her bir yorungenin enerji seviyesini belirtir Bu olasi n degerleri tam sayidir n 1 2 3 displaystyle n 1 2 3 ldots l ile belirtilen diger kuantum sayisi olan azimuthal yorungenin sekli olarak tanimlanir Sekli yorungenin acisal momentumunun sonucudur Acisal momentumu hizlandirmak veya dis kuvvet etkisi altinda yavaslatmak icin kullanilan egirme nesnesinin direncini temsil eder Azimutal kuantum sayisi cekirdegin etrafinda bir elektronun yorunge acisal momentumu temsil eder l icin olasi degerler 0 ile n 1 arasindaki tam sayilardir l 0 1 n 1 displaystyle l 0 1 ldots n 1 Her yorunge seklinin kendi harfi vardir Ilk sekli s animsatici varlik kure ile gosterilir Bir sonraki sekil p harfi ile gosterilmistir ve bir dambil bir formu vardir Diger yorungeler daha karmasik sekillere sahiptir atomik yorunge bakin ve harfler d f ve g ile gosterilir Ucuncu kuantum sayisi manyetik kuantum sayisi elektronun manyetik an tarif eder ve ml ya da m ile gosterilir ml icin olasi degerler l ile l arasindaki tam sayilardir ml l l 1 0 1 l displaystyle m l l l 1 ldots 0 1 ldots l Manyetik kuantum sayisi belirli bir yonde acisal momentum bileseni olcer Keyfi yonu geleneksel olarak z yonunde secilir Dorduncu kuantum sayisi elektronun donmesi yonlendirme ile ilgilidir Spin kuantum sayisi 1 2 veya 1 2 degerleridir ve ms ile gosterilir Dirac dalga denklemiPaul Dirac 1902 1984 Paul Dirac 1928 yilinda Pauli denklemini genisletmistir Bu denklem elektronlarin donmesini tanimlayarak ozel gorelilik hesaplanmistir En basit elektromanyetik etkilesim kullanarak Dirac elektronun donme ile iliskili olan manyetik moment degerini tahmin etmek mumkundur ve klasik fizik tarafindan yonetilen donen yuklu bir kure olamayacak kadar buyuk oldugu deneysel olarak gozlemlenerek bir deger bulundu O hidrojen atomunun spektral hatlari icin cozdu ve Sommerfeld in ilk prensibi basarili bir Hidrojen spektrumunun ince yapisi icin bir formul uretmeyi basardi Dirac in denklemlerinin onerdigi yeni cozumler enerji icin negatif degerler vermistir Bu cok parcacikli kuantum alan teorisine neden olmustur Kuantum dolasikligiIki Kuantum karakterlerinin Superpozisyonu ve iki cozurnurluk olasiligi Pauli cikarma ilkesi bir sistemdeki iki elektronun ayni durumda bulunamayacagini soyler Doga acik olasiliklardan ayrilir ancak bu iki elektron iki durumlarda birbiri uzerine bindirilmis olabilir Hicbir sey ust uste dalga cokusu kadar kesin degildir ve o anda bir elektron o yerde ust uste bindirilmis iki dalga karmasik degerli genliklerinin toplaminin mutlak degerinin karesi olarak olasilik gosterir Bu durum cok soyuttur Asagidaki gibi iki zit durumlarda ayni olan ve her biri uzerine bindirilmis oldugu zaman ortaya cikan dolasmis fotonlari dusunmenin somut bir yoludur Kuantum mekaniginin tamamlanmamis bir teori oldugunu gostermeye calisan Einstein eski cesitli ozellikleri olctugunde iki ya da daha fazla parcacigin eskiden birbirleriyle etkilesim icinde oldugunu soyleyen tahminlerinin kuvvetli bir sekilde bag kurdugunu gosterdi Einstein etkilesimleri aciklamak icin klasik yollar aradi Simdi EPR celiskisi olarak bilinen tartisma Einstein Podolsky ve Rosen 1935 kisaltilmis EPR gibi unlu raporlarda basarili bir sekilde cozumlenmistir Kopenhag yorumuna gore ise simdi genellikle yerel gercekcilik denen EPR bir parcacigin ayni zamanda konuma ve momentum sahip oldugunu kuantum teorisinde gostermeye calisirken tek bu iki ozelligin aslinda sadece tek bir anda var oldugunda olculebilecegini soyler EPR sonucuna gore kuantum teorisinin tamamlanmamis oldugunu doganin fiziksel ozelliklerini dikkate alarak reddetmistir Einstein Podolsky ve Rosen 1935 su anda fizik dergilerinde Einstein in en cok yayinlanan yayinidir Ayni yil Erwin Schrodinger kelime dolanmasi kullanmis ve beyan etmistir Karmasikligin gercek bir durum olup olmadigi sorusu hala anlasmazlik icindedir Bell esitsizlikleri Einstein in iddialarina en guclu meydan okumadir Kuantum alan teorisiBristolda kumeleme kozalaklarindan bir dizi England Ingiltere de bu heykel Paul Dirac anti maddenin kesfini ulasmak icin calisilan kucuk dunyalarin icin fikir sunuyor Paul Dirac in elektromanyetik alanlari nitelendirmeye baslamasiyla birlikte Kuantum alan teorisi 1920 lerden sonra baslamistir Fizikteki bir alanin ornegin manyetizma gibi uzayda ve bolgede belirli bir etkisi vardir ornegin magnetizma varligi Alan gibi gosterilen diger etkileri yercekimi ve statik elektrik In 2008 fizikci Richard Hammond yazmistir Bazen kuantum alan teorisini QFT ve kuantum mekanigini QM ayirt ederiz Parcaciklarin sayisini belirten kuantum mekanigi sabittir ve elektromanyetik gibi alanlar klasik varliklardir Kuantum alan teorisi baska bir adima atlamis ve parcaciklarin olusturulmasina ve imha edilmesine izin verilmistir Ayrica o kuantum mekanigine eklenmistir ve kuantum mekanigine genellikle basvurmak icin kullanilir 108 1931 yilinda Dirac daha sonra anti madde olarak bilinen parcaciklarin varligini onerdi anti matter Dirac 1933 yilinda atom teorisinin yeni uretken bicimlerini kesfetmek icin Schrodinger Nobel Fizik Odulu nu paylasti Kuantum elektrodinamigi Elektromanyetik kuvvetin kuantum teorisinin ismi kuantum elektrodinamik QED Kuantum elektrodinamigi anlama elektromanyetizma ile baslar Elektromanyetizma elektrodinamik olarak adlandirilabilir cunku bu elektrik ve manyetik kuvvetler arasindaki dinamik etkilesimlerdir Elektromanyetizma elektrik yuk ile baslar Elektrik yukler elektrik alanin kaynagi ve yaraticisidir Elektrik alan elektrik yuk tasiyan parcaciklarin uzerine uygulanan kuvvetin alanidir Bu elektron proton ve digerlerin arasindaki her bir tanecigi icerir Kuvvet olarak uygulanan elektrik kuvvetin hareketi akimin akisi ve manyetik alan uretilmistir Manyetik alan da elektrik akima neden olur hareket eden elektronlar Elektrik ve manyetik alanin etkilesimine elektromanyetizma denir Yuklenmis parcaciklarin elektrik akimlarin elektrik alanlarin ve manyetik alan etkilesimlerinin fiziksel tasvirlerine elektromanyetizma denir Paul Dirac 1928 yilinda elektromanyetizmanin relativistik kuantum teorisini uretti Bu modern kuantum elektro dinamiginin onculerinden olmasiyla bu modern teorinin temel maddelerine sahip oldu Ayrica cozulemeyen sonsuzluklar sorunu bu goreli kuantum teorisi ile gelistirdi Yillar sonra yeniden normallestirme ile bu sorun cozuldu Baslangicta onun yaraticilarindan bazilari tarafindan bir supheli gozukse de gecici izlek olarak izlendi yeniden normallestirme sonunda QED fizigin diger alanlarinda onemli bir hal aldi ve kendi icinde tutarli bir arac olarak benimsenmistir Ayrica 1940 larda Feynman diyagramlari belirli bir olaya iliskin tum olasi etkilesimleri tasvir etmistir Diyagramlar elektromanyetik kuvveti etkilesen parcaciklar arasindaki fotonlar oldugunu gosterdi Deneysel olarak dogrulanmis olan kuantum elektrodinamik bir tahmini ornegi kuzu degistirmesidir Bu seslendirmeler sayesinde elektromanyetik alanin kuantum dogasi otomda enerji seviyelerine ya da iyonlarin biraz sapmasina neden olacagini gosterir Sonuc olarak spektral cizgiler degisebilir veya bolunebilir 1960 larda fizikciler QED son derece yuksek enerjilerde bozuldugunu fark etti Bu tutarsizliklardan itibaren parcacik fiziginin Standart Model teorisinde yuksek enerjili arizalarin giderildigi kesfedildi Standart Model teorisi elektro manyetigi ve zayif etkilesimleri birlestirir Bu elektro zayif teorisi denir YorumlamaFiziksel olcumler denklemler ve kuantum mekanigi ilgili ongoruleri tutarli ve onay icin cok yuksek bir duzeyde tuttu Ancak bu soyut modeller gercek dunyanin yatan dogasi hakkinda sorulari sorduklarinda rakip cevaplar aldiUygulamalarKuantum mekanigi lazer transistor elektron mikroskopu ve manyetik direnc uygulamalari icerir Kuantum mekanik uygulamalari ozel bir sinif gibi super akiskan helyum ve super iletkenler gibi Makroskopik kuantum olaylariyla ilgilidir Yariiletkenlerin calismasi modern elektronik icin vazgecilmez olan diyot ve transistorun icadina yol acti Ayrica bakinizNotlar Radyasyon sicakligi ile guclu bir degisiklik oldugu ne dalga boyu Wien degistirme kanunu ile verilir ne de birim alan basina yayilan genel guc Stefan Boltzmann kanunu ile verilir Erwin Schrodinger in de Broglie hipotezi dayandirildigi 1925 yilinda ogrenildi ve 1926 ilk yarisinda basarili olarak kuantum mekanik dalga davranisini tanimlamistir KaynakcaBernstein Jeremy 2005 Max Born and the quantum theory American Journal of Physics 73 11 s 999 Bibcode 2005AmJPh 73 999B doi 10 1119 1 2060717 Beller Mara 2001 Quantum Dialogue The Making of a Revolution University of Chicago Press Bohr Niels 1958 Atomic Physics and Human Knowledge John Wiley amp Sons ASIN B00005VGVF ISBN 0 486 47928 5 OCLC 530611 de Broglie Louis 1953 The Revolution in Physics Noonday Press LCCN 53010401 Einstein Albert 1934 Essays in Science ISBN 0 486 47011 3 LCCN 55003947 1953 Readings in the Philosophy of Science Appleton Century Crofts ISBN 0 390 30488 3 LCCN 53006438 Feynman Richard P 1949 Space Time Approach to Quantum Electrodynamics PDF Physical Review 76 6 ss 769 789 Bibcode 1949PhRv 76 769F doi 10 1103 PhysRev 76 769 olu kirik baglanti Feynman Richard P 1990 QED The Strange Theory of Light and Matter Penguin Books ISBN 978 0 14 012505 4 Fowler Michael 1999 The Bohr Atom University of Virginia Heisenberg Werner 1958 Physics and Philosophy Harper and Brothers ISBN 0 06 130549 9 LCCN 99010404 Lakshmibala S 2004 Heisenberg Matrix Mechanics and the Uncertainty Principle 9 8 1992 Introductory Quantum Mechanics 2 2yayinci bas Lindsay Robert Bruce Margenau Henry 1957 Foundations of Physics Dover ISBN 0 918024 18 8 LCCN 57014416 McEvoy J P Zarate Oscar 1996 Introducing Quantum Theory ISBN 1 874166 37 4 Nave Carl Rod 2005 Georgia State University 17 Temmuz 2015 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 11 Haziran 2014 Peat F David 2002 From Certainty to Uncertainty The Story of Science and Ideas in the Twenty First Century Reichenbach Hans 1944 Philosophic Foundations of Quantum Mechanics University of California Press ISBN 0 486 40459 5 LCCN a44004471 1949 Albert Einstein Philosopher Scientist Tudor Publishing Company LCCN 50005340 Scientific American Reader 1953 1949 Optics 3 3yayinci Addison Wesley bas ISBN 0 19 504601 3 LCCN 51001018 1983 title not given in citation Foundations of Quantum Mechanics in the Light of New Technology S Kamefuchi et al eds Tokyo Japan Physical Society s 225 cited in Popescu Sandu 1996 Action and Passion at a Distance An Essay in Honor of Professor Abner Shimony yardimci yazar Daniel Rohrlich arXiv quant ph 9605004 2 KB1 bakim Dikey cizgi eksik link Tavel Morton 2002 Contemporary physics and the limits of knowledge Rutgers University Press ISBN 978 0 8135 3077 2 Van Vleck J H 1928 The Correspondence Principle in the Statistical Interpretation of Quantum Mechanics Proc Nat Acad Sci 14 179 Wheeler John Archibald Feynman Richard P 1949 Classical Electrodynamics in Terms of Direct Interparticle Action Reviews of Modern Physics 21 3 ss 425 433 Bibcode 1949RvMP 21 425W doi 10 1103 RevModPhys 21 425 Wieman Carl Perkins Katherine 2005 Transforming Physics Education 58 11 s 36 Bibcode 2005PhT 58k 36W doi 10 1063 1 2155756 Westmoreland Benjamin Schumacher 1998 Quantum Entanglement and the Nonexistence of Superluminal Signals arXiv quant ph 9801014 2 Bronner Patrick Strunz Andreas Silberhorn Christine Meyn Jan Peter 2009 Demonstrating quantum random with single photons European Journal of Physics 30 5 ss 1189 1200 Bibcode 2009EJPh 30 1189B doi 10 1088 0143 0807 30 5 026 Francis Weston Sears 1958 Mechanics Wave Motion and Heat Addison Wesley s 537 The Nobel Prize in Physics 1918 Nobel Foundation 5 Eylul 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 1 Agustos 2009 Kragh Helge 1 Aralik 2000 Max Planck the reluctant revolutionary PhysicsWorld com 1 Nisan 2012 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 11 Haziran 2014 Einstein Albert 1905 Uber einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt PDF Annalen der Physik 17 6 ss 132 148 Bibcode 1905AnP 322 132E doi 10 1002 andp 19053220607 22 Agustos 2014 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 11 Haziran 2014 translated into English as On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light 11 Haziran 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde The term photon was introduced in 1926 a b c d e Taylor J R Zafiratos C D Dubson M A 2004 Modern Physics for Scientists and Engineers Prentice Hall ss 127 9 ISBN 0 13 589789 0 Stephen Hawking kisacasi evren Bantam 2001 Dicke ve Wittke Kuantum Mekanigine Giris s 12 Taylor J R Zafiratos C D Dubson M A 2004 Modern Physics for Scientists and Engineers Prentice Hall ss 147 8 ISBN 0 13 589789 0 McEvoy J P Zarate O 2004 Introducing Quantum Theory Totem Books ss 70 89 especially p 89 ISBN 1 84046 577 8 Dicke and Wittke Introduction to Quantum Mechanics p 10f J P McEvoy and Oscar Zarate 2004 Introducing Quantum Theory Totem Books s 110f ISBN 1 84046 577 8 Aczel Amir D Entanglement p 51f Penguin 2003 ISBN 978 1 5519 2647 6 J P McEvoy and Oscar Zarate 2004 Introducing Quantum Theory Totem Books s 114 ISBN 1 84046 577 8 Van der Waerden B L 1967 Sources of Quantum Mechanics Ingilizce Mineola New York Dover Publications ss 261 276 Werner Heisenberg in kagidi goruyorsaniz Kuantum Teorik Kinematik ve Mekanik Iliskiler Yeniden Yorumlamak s 261 276 Nobel Prize Organization Erwin Schrodinger Biographical 24 Ocak 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 28 Mart 2014 His great discovery Schrodinger s wave equation was made at the end of this epoch during the first half of 1926 Schrodinger Equation Physics Encyclopaedia Britannica 29 Mayis 2014 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 11 Haziran 2014 W Moore Schrodinger Life and Thought Cambridge University Press 1989 p 222 See p 227 for Schrodinger s own words Heisenberg s Nobel Prize citation 16 Temmuz 2008 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 11 Haziran 2014 Heisenberg first published his work on the uncertainty principle in the leading German physics journal Zeitschrift fur Physik Heisenberg W 1927 Uber den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik Z Phys 43 3 4 ss 172 198 Bibcode 1927ZPhy 43 172H doi 10 1007 BF01397280 Uncertainty principle Encyclopaedia Britannica 9 Mayis 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 11 Haziran 2014 a b Linus Pauling The Nature of the Chemical Bond p 47 Orbital chemistry and physics Encyclopaedia Britannica 4 Kasim 2014 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 11 Haziran 2014 Mechanics Merriam Webster Online Dictionary 24 Agustos 2014 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 11 Haziran 2014 Field 5 Agustos 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde Encyclopaedia Britannica Richard Hammond The Unknown Universe New Page Books 2008 ISBN 978 1 60163 003 2 4 Mart 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 11 Haziran 2014 The Nobel Prize in Physics 1933 Nobel Foundation 14 Eylul 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 24 Kasim 2007 Durrani Ahmed H 2008 Nanosilicon Vijay Kumar Elsevier s 345 ISBN 978 0 08 044528 1 Diger parcalarJim Al Khalili 2003 Quantum A Guide for the Perplexed Weidenfield amp Nicholson ISBN 978 1780225340 Chester Marvin 1987 Primer of Quantum Mechanics John Wiley ISBN 0 486 42878 8 Brian Cox and Jeff Forshaw 2011 Allen Lane ISBN 978 1 84614 432 5 Richard Feynman 1985 Princeton University Press ISBN 0 691 08388 6 Ford Kenneth 2005 The Quantum World Harvard Univ Press Includes elementary particle physics 2004 Sneaking a Look at God s Cards Gerald Malsbary trans Princeton Univ Press The most technical of the works cited here Passages using and can be passed over on a first reading and Walters Patrick 2003 The New Quantum Universe Cambridge Univ Press Includes much about the technologies quantum theory has made possible ISBN 978 0521564571 Vladimir G Ivancevic Tijana T Ivancevic 2008 Quantum leap from Dirac and Feynman across the universe to human body and mind World Scientific Publishing Company Provides an intuitive introduction in non mathematical terms and an introduction in comparatively basic mathematical terms ISBN 978 9812819277 1990 Spooky actions at a distance mysteries of the QT in his Boojums all the way through Cambridge Univ Press 110 176 The author is a rare physicist who tries to communicate to philosophers and humanists ISBN 978 0521388801 1999 Understanding Quantum Mechanics Princeton Univ Press ISBN 978 0691004358 2000 Timeless Reality Symmetry Simplicity and Multiple Universes Buffalo NY Prometheus Books Chpts 5 8 ISBN 978 1573928595 Martinus Veltman 2003 Facts and Mysteries in Elementary Particle Physics World Scientific Publishing Company ISBN 978 9812381491 J P McEvoy and Oscar Zarate 2004 Introducing Quantum Theory Totem Books ISBN 1 84046 577 8Dis baglantilarVikikitap Vikikitapta bu konu hakkinda daha fazla bilgi var Quantum Mechanics by Takada Kenjiro Emeritus professor at Quantum Theory 24 Subat 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde at encyclopedia com The Quantum Exchange 26 Haziran 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde tutorials and open source learning software Atoms and the Periodic Table 7 Nisan 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde Time Evolution of a Wavepacket in a Square Well 5 Agustos 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde An animated demonstration of a wave packet dispersion over time An introduction into quantum physics with interactive experiments Carroll Sean M Quantum Mechanics an embarrassment Sixty Symbols for the University of Nottingham 17 Mayis 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 11 Haziran 2014 Comprehensive animations 7 Temmuz 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde