امواج ماده چیستند؟

0

در سال ۱۳۰۳ / ۱۹۲۴ هنگامی که یک فیزیکدان جوان فرانسوی به نام لویی دوبروی مشغول نوشتن رساله دکترای خود بود به ناگهان به‌ایده بدیعی در مورد ذرات ماده دست یافت. دوبروی پیش خود گفت مگر نه این است که فوتونهای نور که قبلا تصور می‌کردیم صرفا رفتار موجی دارند رفتار ذره مانند هم از خود بروز می‌دهند، پس آیا ممکن است همین قضیه برای ذرات ماده هم صادق باشد؛ یعنی ممکن است ذرات ماده (نظیر الکترون‌ها و …) نیز بتوانند رفتار موج مانند از خود بروز دهند؟

دوبروی شروع به فرمول‌بندی ایده خود کرد و توانست رابطه‌ای را برای طول موج «امواج ماده» پیدا کند. براساس رابطه دوبروی، طول موج امواج ذرات ماده باید با تکانه آن‌ها نسبت معکوس داشته باشد. دوبروی با کمک این رابطه حتی توانست شرط کوانتش بوهر را نیز که در مدل اتمی او به عنوان یک فرض اولیه مطرح شده بود اما مبنای شناخته شده‌ای نداشت به دست آورد. دوبروی نشان داد که اگر الکترون واقعا رفتار موجی داشته باشد پس رفتار الکترون در مدار بسته اتم همانند یک موج ایستا خواهد بود و در این صورت، اندازه محیط مدار الکترون در اتم باید مضرب صحیحی از طول موج این موج ایستای الکترونی باشد و همین مساله به طور طبیعی منجر به شرط کوانتیده بودن تکانه زاویهای الکترون در مدل اتمی بوهر و در نتیجه کوانتیده بودن ترازهای انرژی اتم می‌شود.

هنوز سه سال بیشتر از مطرح شدن ایده وجود امواج ماده توسط لویی دوبروی نگذشته بود که دو فیزیکدان آمریکایی به نامهای کلینتون دیویسون و لستر گرمر با انجام آزمایشی از وجود این امواج اسرارآمیز پرده برداشتند.

دیویسون وگرمر در آزمایش خود باریکه‌ای از الکترونها را با عبور از یک اختلاف پتانسیل تقریبا صد ولتی شتاب داده و آن‌ها را به قطعه‌ای از یک بلور تاباندند. بر اساس محاسبات دوبروی، طول موج این الکترونها باید چیزی در حدود فواصل مابین اتمها در بلور می‌بود و بنابراین چنانچه امواج ماده واقعا وجود داشتند باید موج الکترونی پس از برخورد با اتم‌های بلور پراکنده شده و یک الگوی پراش – مشابه آنچه قبلا فیزیکدانی به نام ماکس فون لاوه آن را توسط پرتوهای X مشاهده کرده بود به وجود آورند.

نتیجه آزمایش دیویسون-گرمر وجود امواج ماده را در مورد الکترونها تأیید کرد. بعدها فیزیکدان‌ها توانستند امواج ماده را در مورد ذرات دیگری نظیر نوترون‌ها، اتم‌های خنثی و حتی مولکول‌ها نیز مشاهده کنند. این کشف مهم جایزه نوبل سال ۱۳۰۸ / ۱۹۲۹ را برای دوبروی به ارمغان آورد؛ اما مهم‌تر از آن، زمینه را برای فرمول‌بندی نهایی مکانیک کوانتومی در قالب ریاضی مکانیک موجی فراهم کرد.

لیزر هموروئید درمان بواسیر در کلینیک تخصصی هموروئید تهران
   

پستهای اخیر

نکات جالبی در مورد استیو جابز در کتاب تازه «ناز بهشتی»- یکی از بخش‌های جالب کتاب: استیو جابز هیچ وقت…

دو سه هفته‌ای که خبر انتشار یک کتاب جدید در مورد استیو جابز، داغ شده. اسم این کتاب Pause. Breathe. Choose.: Become the CEO of Your Well-Being است. این کتاب را ناز بهشتی نوشته که فعلا بیشتر به عنوان مربی مدیریت ذهن و خودیاری برای کسب…

کارشناسان خرید و استفاده این ۸ چیز را برای کاهش استرس و اضطراب در دوران کرونا توصیه می‌کنند

اگر اخیرا به خاطر شیوع ویروس کرونا گرفتار استرس و اضطراب شدید؛ شما تنها نیستید. به‌ویژه، اگر در خانه نشسته‌اید و کارهای خود را انجام می‌دهید و منتظر کاهش شیب منحنی مبتلایان و قربانیان ویروس کرونا هستید. قطعا ساعت‌ها پای کامپیوتر و لپ‌تاپ…

۷ کاری که خیلی‌ها نمی‌دانند با اپل واچ می‌شود انجام داد

اپل واچ بهترین ساعت هوشمند موجود در بازار است. دلایل خوبی هم برای آن وجود دارد. یک ردیاب تناسب اندام عالی و یک ساعت با طراحی شیک و زیبا است که کاملا در اکوسیستم اپل ادغام می‌شود. با وجود ویژگی‌های بسیار عالی که اپل واچ دارد و همه از…

مریخ‌نشین اینسایت ناسا در بحران – ناسا مجبور شد که اینسایت را به صورت اورژانسی به حالت خواب یا…

ظاهرا ناسا باید فناوری جدیدی برای صفحات خورشیدی سیاره‌نشین‌های خود پیدا کند. مطابق خبری که به تازگی منتشر شده، مریخ‌نشین 800 میلیون دلاری اینسایت دچار مشکل جدی شده است. اینسایت در سال 2018 در بخشی از مریخ به نام بخش بهشت یا Elysium…

بعد از چند سال هویت کسی که به درخواست اف بی آی ، آیفون تروریست‌های سن برناردینو را رمزگشایی و باز…

اگر یادتان باشد در سال 2015 در آمریکا یک حادثه تروریستی رخ داده بود که در آن سید رضوان فاروق و همسرش -تشفین مالک- به مردم در کالیفرنیای جنوبی در سن برناردینو تیراندازی کردند و 14 نفر را کشتند. این دو در پی درگیری با پلیس کشته شدند. اما…

هزینه یک ماه آمریکایی‌ها برای ویدئو گیم: مبلغ شگفت‌آور ۵.۶ میلیارد دلار

گاهی ما با دیدن جزئیات ویدئوگیم‌ها و آن همه وقت و انرژی و فناوری پشت سر هر یک از آنها ناخودآگاه از خودمان می‌پرسیم که جدا شرکت‌های سازنده‌شان با آن همه عوامل و هزینه تحقیق و توسعه، منتفع هم می‌شوند؟ ما به سبب دور بودن و بهتر است بگویم…

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.