Fizică, astronomie şi aerospaţiale > Fizica clasică, fizica materialelor şi mecanica cuantică
Unde de Broglie
proffiz:
Știm că oricărei particule i se asociază o undă de Broglie, numită și undă pilot, devenită apoi funcție de undă și având ca interpretare ceea ce ne oferă noțiunea similară numită undă de probabilitate (probabilitatea de a găsi particula într-un anumit loc este proporțională cu intensitatea funcției de undă în acel loc). Am ințeles că aceasta undă asociată nu poate fi plană și monocromatică ci trebuie să fie un pachet de unde. Pe de altă parte pachetul de unde se destramă, nu e stabil și înțeleg că această undă asociată nu este una reală ci doar un ghid, o undă ajutătoare, care ne da indicații despre probabilitatea existenței particulei ca și corpuscul. Aparatul matematic al mecanicii cuantice este foarte bine elaborat și închegat în ciuda faptului câ interpretarea teoriei cuantice este foarte greoaie. Scriu aici despre acest subiect pt a afla mai multe, pt a înțelege mai bine, mai ales că subiectul mecanicii cuantice e mai rar întâlnit pe acest forum. Când e in stare liberă, electronul/protonul este si undă și corpuscul sau nici una nici alta? Dacă se află in tubul cinescopic, ghidat de câmpuri electrice și magnetice, electronul are traiectorie, deci e particulă? În experimentele de la CERN protonii au o traiectorie liniară deci sunt corpusculi? În atom, neavând o traiectorie, sunt unde? Este electronul particulă doar când interacționează cu substanța și undă doar atunci când apare interferența/difracția? Particulele sunt cumva unde doar pentru a spune că sunt corpusculi nelocalizabili? Când spunem că electronul se află în mai multe locuri simultan, să înțeleg că de fapt electronul este corpuscul, doar că neștiind anume localizarea îi atribuim caracterul de undă? Știm ca electronii/protonii sunt niște entități care se manifesta fie ca și corpusculi, fie ca unde, funcție de experiment iar cele două stări de manifestare sunt complementare. De exemplu, în experimentul lui Young cu electroni aceștia sunt particule până să intre prin fante și apoi sunt unde în spatiul dintre fante și ecran (niște unde reale?), devenind corpusculi doar când lovesc ecranul. Eu înțeleg consecințele principiului de incertitudine al lui Heisenberg, cum că o particulă nu se află într-un loc anume ci în mai multe locuri simultan, cu anumite probabilități, dar totuși, mi se pare totul neclar în fizica cuantică.... Vouă vă este clar cum e cu dualismul undă-corpuscul? Poate acest topic va reuși să elucideze (cel puțin pt mine) din misterele celei mai de succes teorii din fizică.
puriu:
O particula are caracter dual daca n-o observa nimeni. Daca observatorul cauta o unda va gasi o unda, la fel pentru corpuscul. Un electron formeaza o imagine de difractie printrun cristal sau un punct luminos pe un ecran functie de modul de observare.
Incertitudinea apare din cauza incapacitatii noastre de a obseva integral o particula fara sa intervenim asupra ei.
HarapAlb:
--- Citat din: genulasus din Septembrie 18, 2015, 06:40:28 p.m. ---(...) Pe de altă parte pachetul de unde se destramă, nu e stabil și înțeleg că această undă asociată nu este una reală ci doar un ghid, o undă ajutătoare, care ne da indicații despre probabilitatea existenței particulei ca și corpuscul.
--- Terminare citat ---
Pachetul de unde nu se destrama decat daca am avea dispersie, termenul corect este imprastiere. Forma pachetului se mentine insa isi modifica latimea (https://en.wikipedia.org/wiki/Wave_packet#Gaussian_wave_packets_in_quantum_mechanics).
--- Citat --- Când e in stare liberă, electronul/protonul este si undă și corpuscul sau nici una nici alta? Dacă se află in tubul cinescopic, ghidat de câmpuri electrice și magnetice, electronul are traiectorie, deci e particulă? În experimentele de la CERN protonii au o traiectorie liniară deci sunt corpusculi? În atom, neavând o traiectorie, sunt unde?
--- Terminare citat ---
Asa a inceput fizica cuantica, intrebarile astea si le-au pus cu siguranta si fondatorii fizicii cuantice. Electrodinamica clasica descrie foarte bine electronul liber insa cand acesta apare in sisteme legate, e.g. atomi, molecule etc, fizica clasica este complet nefolositoare.
--- Citat --- Este electronul particulă doar când interacționează cu substanța și undă doar atunci când apare interferența/difracția?
Particulele sunt cumva unde doar pentru a spune că sunt corpusculi nelocalizabili? Când spunem că electronul se află în mai multe locuri simultan, să înțeleg că de fapt electronul este corpuscul, doar că neștiind anume localizarea îi atribuim caracterul de undă? Știm ca electronii/protonii sunt niște entități care se manifesta fie ca și corpusculi, fie ca unde, funcție de experiment iar cele două stări de manifestare sunt complementare. De exemplu, în experimentul lui Young cu electroni aceștia sunt particule până să intre prin fante și apoi sunt unde în spatiul dintre fante și ecran (niște unde reale?), devenind corpusculi doar când lovesc ecranul.
--- Terminare citat ---
Nu e nevoie ca electronul sa se transforme din unda in particula sau invers dupa cum alegem configuratia experimentului. Fizica cuantica ofera o noua descriere a electronului, sa-i zicem obiect cuantic, care imbina cele doua comportamente dar pe de alta parte adauga si elemente noi care nu se regasesc in fizica clasica (spinul). In general materialele de popularizare induc in erorare afirmand ca o electronul este cand o unda cand o particula. Fizica cuantica ofera o descriere unitara a particulelor, nu duala. Descrirea in termeni de unde sau particule este de fapt un caz limita al fizicii cuantice cand se apropie foarte mult de fizica clasica. In anumite situatii este mai simplu sa folosim formalismul clasic decat formalismul cuantic pentru ca diferentele nu sunt semnificative. Putem cita aici exemplul cu electronii in tubul cinescop, descrierea clasica este suficienta pentru a intelege functionarea tubului cinescop.
--- Citat --- Eu înțeleg consecințele principiului de incertitudine al lui Heisenberg, cum că o particulă nu se află într-un loc anume ci în mai multe locuri simultan, cu anumite probabilități, dar totuși, mi se pare totul neclar în fizica cuantică....
--- Terminare citat ---
Principiul de incertitudine al lui Heisenberg nu afirma ca particula se afla in mai multe locuri simultan. Ne spune ca valorile unei marimi se vor gasi imprastiate in jurul valorii medii, avand dispersia minima indicata de relatia de incertitudine. Atentie caci relatia de incertitudine este indeplinita chiar si de starea unui sistem cuantic izolat care nu este supus niciunei interactiuni (sau proces de masurare).
proffiz:
Mulțumesc pt răspunsuri. Interesant, dar mecanica cuantica pare complet impenetrabilă pt o gândire clasică.
HarapAlb:
--- Citat din: genulasus din Septembrie 22, 2015, 09:32:44 p.m. ---Interesant, dar mecanica cuantica pare complet impenetrabilă pt o gândire clasică.
--- Terminare citat ---
Asa este, cu gândirea clasica nu răzbați în fenomenele cuantice și e nevoie de o schimbare radicala. Multe fenomene nu sunt intuitive când încercăm sa gândim clasic, dar pe măsură ce stăpânești formalismul unele fenomene pot deveni calitativ intuitive. De asta multa lume nu reușește sa se apropie de fizica cuantica, mai întâi trebuie înțeles cat de cat formalismul.
Navigare
[#] Pagina următoare
Du-te la versiunea completă