پاورپوینت مفاهیم پایه فیزیک کوانتوم

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

نگاهی به تاریخچه فیزیک کلاسیک

اسلاید 2 :

مفاهیم پایه
فیزیک کوانتوم

اسلاید 3 :

قوانین نیوتن
در سال 1687، اسحاق نیوتن قوانین حرکت را ارائه کرد.
قوانین اول و دوم نیوتن به زبان لاتین
چاپ شده در نشریه Principia Mathematica
در سال 1687

اسلاید 4 :

قانون اول نیوتن

همه اجسام همیشه یا در جای خود ثابت می مانند یا با یک سرعت ثابت در مسیر مستقیمشان حرکت میکنند، مگر آنکه تحت تأثیر یک نوع نیروی خارجی قرار گیرند.

اسلاید 5 :

قانون دوم نیوتن

اگر به جسمی به جرم m نیروهای خارجی وارد شود، جسم تحت اثر آن نیروها شتاب a میگیرد:

اسلاید 6 :

قانون سوم نیوتن

برای هر عملی (نیرویی)، عکس العملی مساوی و در خلاف جهت آن وجود دارد.

اسلاید 7 :

معادلات ماکسول

در نیمه اول قرن ۱٩، فارادی مفاهیم کلیدی همچون خطوط نیرو و میدانهای الکتریکی و مغناطیسی را توسعه داد.
او موتور الکتریکی و دینام را اختراع کرد.

اسلاید 8 :

معادلات ماکسول

قانون فارادی

برای اولین بار در سال 1831، فارادی متوجه شد که با هل دادن آهنربا در یک سیملوله، که دو سر آن به یک آمپرسنج متصل شده، عقربه آمپرسنج تکان میخورد و در واقع جریان الکتریکی تولید میشود.

اسلاید 9 :

معادلات ماکسول

در سال 1864، ماکسول هر چه را که در مورد میدانهای الکتریکی و مغناطیسی کشف شده بود، فقط در یک مجموعه چهار معادلهای که به عنوان معادلات ماکسول شناخته می شدند، خلاصه نمود.
این معادلات توضیح میدهند که وقتی الکترونی در اتم ارتعاش کند، میدان الکتریکی ناشی از آن نوسان میکند و میدان الکتریکی متغیر، میدانی مغناطیسی تولید میکند.

آنچه که واقعاً اتفاق می افتد این است که یک الکترون در حال سکون، میدان الکتریکی و اگر در حال جنب و جوش باشد، علاوه بر میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی نیز تولید میکند.
امواج الکترومغناطیسی هنگامی ساخته میشوند که ذرات بارداری مانند الکترونها حرکت کنند. این مشابه روشی است که با یک حرکت نوسانی در سر طناب، موج در تمام طول یک طناب به حرکت درآورده میشود.

اسلاید 10 :

دیدگاه کلاسیکی ذرات و امواج

در فیزیک کلاسیک، ذرات و امواج کاملاً مجزا هستند؛ و رفتارهای کاملاً متفاوتی دارند.
ذره فقط با یک پارامتر (بردار مکان) و موج با دو پارامتر دامنه و فاز به طور کامل توصیف می شود.

اسلاید 11 :

دیدگاه کلاسیکی ذرات و امواج

به منظور مقایسه دو حالت ذره و موج از دیدگاه فیزیک کلاسیک، آزمایش دوشکافی را به دو صورت زیر انجام میدهیم:

اسلاید 12 :

دیدگاه کلاسیکی ذرات و امواج
آزمایش دو شکافی با چشمه ذره

هنگامیکه فقط شکاف S1 باز است، I1(y) تعداد گلوله هایی است که در واحد زمان به نقطه ای روی پرده که در ارتفاع y قرار دارد، می رسند که درواقع به آن شدت گلولهها، روی پرده میگویند.
هنگامیکه فقط شکاف S2 باز است، I2(y) شدت گلولههاست.
اگر S1 و S2 هردو باز باشند، شدت کل روی پرده، باید برابر با جمع I1 و I2 باشد.

اسلاید 13 :

آزمایش دو شکافی با چشمه موج

دویست سال پیش، توماس یانگ با انجام آزمایشی که در آن از دو شکاف استفاده شده بود، نشان داد که رفتار نور، موجی است.
توماس یانگ
1829-1773

اسلاید 14 :

آزمایش دو شکافی با چشمه موج

یانگ ابتدا نوری تک رنگ را به سمت شکاف ساده و باریکی که روی یک صفحه کدر ایجاد شده بود، تاباند.
نوری که از این شکاف عبور کرد، از دو شکاف موازی در صفحه دوم عبور کرده و روی پرده افتاد و طرحی از نوارهای تاریک و روشن را بوجود آورد.

اسلاید 15 :

یک موج با یک تابع مختلط نمایش داده می شود و شدت آن متناسب است با مربع دامنه.
S یک چشمه امواج است ( مثلاً، امواج نور یا آب) و هنگامی که فقط S1(S2) باز است، شدت روی پرده I1(I2) است.

اسلاید 16 :

وقتی دو شکاف باز باشند، شدت کل جمع شده روی پرده، یک الگوی تداخلی از امواج را نشان میدهد؛ و بنابراین نمیتواند برابر با جمع I1 و I2 باشد. دامنهها باید جمع شوند نه شدتها.
بنابراین توزیع شدت، نمیتواند به تنهایی با I1 و I2 مشخص شود، زیرا به فاز δ بستگی دارد و این فاز را هنگامی که تنها یک روزنه باز باشد، نمیتوان اندازه گیری کرد.

اسلاید 17 :

اگر دو چشمه موج کاملاً یکسان (I1=I2) ولی با فاز مخالف (δ=180˚) باشند، شدت موج تداخلی روی پرده صفرشده و نوار تاریک تشکیل میشود. اگر دو چشمه موج همفاز باشند (δ=0˚)، شدت موج تداخلی همدیگر را تقویت میکنند و نوار روشن تشکیل میشود.