مکانیک کوانتومی به زبان ساده و کوتاه

[پسر بارانی]

لطفا مطالب را به ترتیب شماره ای که در بالای انها نوشته ام بخوانید.
1:
خلاصه:
برای بررسی رفتار ادم های بالغ ما رشته ای به نام روانشناسی داریم.اما ایا می توان با همان علمی که رفتار ادم های بالغ را پیش بینی می کند رفتار کودکان را هم پیش بینی کرد؟
خیر.زیرا رفتار کودکان با ادم های بالغ فرق دارد.
بنابراین ما یک رشته ی جداگانه با نام روانشناسی کودکان داریم که مخصوص کودکان است.
در مورد مکانیک هم همینطور است. ایا می توان از مکانیک نیوتنی که رفتار اجرام بزرگ مثل:
ماشین،توپ و ... را پیش بینی می کند برای پیش بینی رفتار کوچولوها مثل:اتم و... استفاده کرد؟
خیر بنا براین ما رشته ای جداگانه به نام مکانیک کوانتومی داریم که رفتار ذرات کوچک مثل:
اتم،الکترون و... را پیش بینی می کند.
(ادامه مطلب را خواهم نوشت)

[پسر بارانی]

2:
همه ی شما می دانید که مکانیک چیست.اما یک توضیح یک خطی هم بد نیست:
هدف مکانیک یافتن اطلاعات در باره ی شرایط فیزیکی اجسام در اینده یا گذشته با استفاده از اطلاعات در باره ی شرایط اغازین انهاست.
اصلا هدف فیزیک همین است که یک سری از اطلاعات اوایه را می گیرد وسپس به ما کمک می کند که شرایط اینده یا گذشته را پیش بینی کنیم.بعضی از اقایون و خانمها تا اسم پیش بینی را می شنوند یاد طالع بینی می افتند حال انکه علم همه اش پیش بینی است!
پیش بینی اینده مثل تشخیص مسیر اجسام با استفاده از سه قانون نیوتن و پیش بینی گذشته مثل تشخیص چگونگی وقوع یک تصادف با استفاده از اطلاعاتی مثل:
طول خط ترمز(با داشتن طول خط ترمز و قدرت ترمز می توان سرعت قبل از تصادف را بدست اورد و فهمید که کدام راننده تخلف کرده).
اصلا فیزیک همه اش پیش بینی است.این را بدانید که تمامی علوم را به این دلیل دوست خواهیم داشت که قدرت پیش بینی امان را افزایش می دهند.
خوب تا حدی با مکانیک نیوتنی اشنا شدید و فهمیدید که اطلاعاتی را می گیرد و اینده یا گذشته را پیش بینی می کند.حال این پرسش پیش می اید که ایا:
همانطور که با مکانیک نیوتنی می توانیم اینده و گذشته ی فیزیکی ماشینها و سیارات را پیش بینی کنیم ایا
می توانیم اینده و گذشته ی کوچولوها (مثل اتم یا الکترون)را پیش بینی کنیم؟
جواب خیر است. پس اگر یک فیزیکدان بخواهد در باره ی کوچولوها تحقیق کند باید از یک مکانیک پیشرفته تر استفاده کند.این مکانیکی که نسبت به مکانیک نیوتنی و قدیمی در توجیح رفتار کوچولوها کارامد تر است را مکانیک کوانتومی می نامند.
پس :
با مکانیک نیوتنی می توانیم رفتار فیزیکی بزرگ تر ها مثل ماشین ها ،توپ های فوتبال ،سیارات و...
را پیش بینی کنیم .اما برای پیش بینی رفتار فیزیکی کوچولوها مثل:اتمها،الکترونها،پروتونها و.....
باید از مکانیکی استفاده کنیم که علاوه بر قوانین مکانیک نیوتنی قوانین جدید را برای کنار امدن با رفتار کوچولوها در بر داشته باشد.

[پسر بارانی]

3:
حال که با مکانیک کوانتومی اشنا شدیم و دانستیم که رفتار کوچولوها را بررسی می کند باید کمی بیشتر در باره ی این شاخه از علم توضیح دهم.با خواندن دو بخش بالا سوالی پیش می اید:
مکانیک کوانتومی چه چیز هایی را در بر می گیرد که می تواند رفتار کوچولوها را بهتر از مکانیک نیوتنی بررسی کند؟
توضیح می دهم.یک ذره ی بسیار کوچک را فرض کنید که روی میز ناهار خوری شما حرکت می کند و شما
می خواهید سرعت و مکان ان را بسنجید.خوب برای این کار شما باید به ان نور بتابانید تا ان را ببینید.خوب در نگاه اول هیچ مشکلی پیش نمی اید اما توجه کنید:
هرچه فرکانس نوری که به ذره می تابانید بیشتر باشد سرعت ذره توسط این فرکانس بالا تغییر می کند و از مقدار واقعی خود دور می شود اما در عوض مکان ذره دقیق تر سنجیده می شود.برعکس هرچه فرکانس نوری که به ذره می تابد کمتر باشد سرعت ذره از مقدار واقعی خود انحراف کمتری می یابد اما مکان را با دقت کمتری می یابیم.
از چند خط بالا نتیجه می گیریم:
برای کوچولوها نمی توان در یک زمان معین هم سرعت و هم مکان را سنجید.
اما فرمول های مکانیک کلاسیک در یک زمان مشخص مکان و سرعت ذره را می سنجند.بنابراین مکانیک کلاسیک نمی تواند برای بررسی رفتار کوچولوها به کار بیاید.اما مکانیک کوانتومی بر اساس اصلی به نام اصل عدم قطعیت بنا شده که می گوید:
نمی توان در یک زمان سرعت و مکان دقیق ذره را یافت.
به همین دلیل مکانیک کوانتومی ابزاری است که نسبت به مکانیک کلاسیک برای بررسی رفتار کوچولوها کارامد تر است.