LATEX

تجربة يونغ لتداخل الالكترونات


تجربة يونغ Young للتداخل التى قال فيها فايمان Feynman:
الظاهرة التى يستحيل تفسيرها بأية طريقة كلاسيكية, والتى تتضمن روح الميكانيك الكمومى. فى الواقع, هى تحتوى على الغموض الوحيد الذى يميز الميكانيك الكمومى.
فى هذه التجربة نرسل الكترونات على شاشة تحتوى على ثقبين واحدا بعد الاخر. نحصل على شاشة استقبال موضوعة وراء هذه الشاشة الاولى على طيف تداخل يتكون من اهداب مضيئة و اهداب مظلمة.
الالكترون يتصرف اكيد كجسيم لاننا نراه كنبضة واحدة فى نقطة واحدة على شاشة الاستقبال..لكن اين يسقط بالضبط على شاشة الاستقبال?... هذا يعطى باحتمال فقط يساوى بالضبط مربع طويلة دالة الموجة...اى أن الالكترون يتصرف ايضا كموجة...هذه هى الثنائية موجة-جسيم wave-particle duality..
الالكترون عندما يصل الى الثقبين يجد طريقين: اما أن يمر عبر الثقب الاول او يمر عبر الثقب الثانى...اذا مر عبر الثقب الاول او عبر الثقب الثانى, اى انه اذا تصرف كجسيم كلاسيكى, فإننا لا نحصل على تداخل.. اذن هو جسيم كمومى, يعنى أن الطريقين المفتوحتين أمامه, سوف يستغلهما بالكامل...نعبر على هذا رياضيا بأن نقول بأن دالة موجته الكلية هى مجموع دالة موجته اذا مر عبر الثقب الاول زائد دالة موجته اذا مر عبر الثقب الثانى...الاحتمال يعطى بأخذ مربع طويلة دالة الموجة هذه...
ثم يأتى الالكترون الثانى و يتصرف بنفس الطريقة, ثم الثالث, ثم الرابع, وهكذا نترك عدد كافى من الالكترونات يمر لنحصل على طيف التداخل...مكان سقوط كل الكترون لا يتعلق بأمكنة سقوط الالكترونات التى مرت قبله, ولا بامكنة سقوط الالكترونات التى سـتأتى بعده, ويعطى بالاحتمال الذى هو مربع طويلة دالة الموجة...هذا الاحتمال هو بالضبط الاضاءة المرفقة بهذا الشعاع الالكترونى اى شدة هذا الشعاع الالكترونى...
يمكننا أن نحدد من اين تمر الالكترونات, عن طريق وضع كاشف وراء احد الثقبين, لكن فى هذه الحالة سنجد ان طيف التداخل يختفى...هذه يعبر عليها بالقول ان قياس موضع الالكترون ادى الى انهيار collapse دالة الموجة, و تحول الالكترون الى جسيم كلاسيكى..


No comments:

Post a Comment