Kuantum mekaniği: Revizyonlar arasındaki fark
| [kontrol edilmiş revizyon] | [kontrol edilmemiş revizyon] |
İçerik silindi İçerik eklendi
→Dipnotlar: Ufak düzenleme yapıldı |
|||
8. satır:
== Tarihçe ==
{{Üslup2}}
[[Klasik mekanik]] çok başarılı olmasına karşın, 1800'lü yılların sonlarına doğru, [[kara cisim ışıması]], tayf çizgileri, fotoelektrik etki gibi bir takım olayları açıklamada yetersiz kalmıştır. Açıklamaların yanlışlığı bilim adamlarının yetersizliğinden değil aksine klasik mekaniğin yetersizliğinden kaynaklanıyordu. En yalın halde klasik mekanik
Bu dönemde elektronun varlığı biliniyordu{{olgu}}. Bu durumda, eğer negatif yüklü elektronlar pozitif çekirdeğin etrafında dairesel hareket yapıyorlarsa, çok kısa bir zaman diliminde elektronlar çekirdeğe düşeceklerdi.
Geçiçi bir çözüm [[Niels Bohr]]'dan geldi. Elektronlar belli [[kuantizasyon]] kurallarınca, belli yörüngelerde hareket ediyorlar, enerjileri belli bir değere ulaşmadıkça ışıma yapamıyorlar bu sayede sistem dengede durabiliyordu. Bu geçici çözüm küçük atomlarda işe yaradıysa da daha büyük kütlelerde işe yaramıyordu. [[Bohr atom modeli]]ne, modeli deneylere uydurulmak için birçok yama yapıldı. Ne var ki Bohr'un "yamalı bohça"sı 1920'lere gelindiğinde artık iş görmüyordu, tayf çizgilerinin gözlenen yoğunluğunu yanlış veriyor, çok elektronlu atomlarda salınım ve emilim dalgaboylarını tahmin etmede başarısız oluyor, atomik sistemlerin zamana bağlı hareket denklemini vermedeki başarısızlığı gibi birkaç konuda daha gerçekleri gösteremiyordu.
Kuantum mekaniğini Planck doğurduysa, bebekliğinin sonu da De Broglie ile gelmiştir. [[Louis de Broglie]]; birçok elçi, bakan ve Dük yetiştirmiş, aristokrat bir Fransız ailesinin çocuğuydu. Tarih eğitimi gördükten sonra fiziğe geçmiş ve 1923'te verdiği doktora tezinde, ışığın hem dalga hem de parçacık karakteri olmasından esinlenerek, aslında bütün madde çeşitlerinin aynı özelliği gösterebileceğini önerdi. Ortaya koyduğu fikir, Bohr'un "gizemli" yörüngelerini açıklamada başarılı oluyordu.
Işığın girişim
[[Max Planck]] 1900 yılında kara cisim ışınımı problemini ([[morötesi facia]] diye de anılır), çözmek için
:<math> E= hf \, </math>
denklemini kullanmıştı. Bu denklem, [[foton]] kavramının başlangıcı oldu; çünkü ''f'' frekansındaki elektron salınımından oluşan ışığın, klasik mekanikle uyuşmayan bir şekilde
Buna göre, serbest bir parçacık, yönü '''''k,''''' fazı '''''k'''*'''x''''',
Bunun mümkün olabilmesi için, '''''k''''' ve
▲Buna göre, serbest bir parçacık, fazı '''''x''''', zamanı t olan bir dalga ile ifade edilirse, 2*π*('''k'''*'''x''' - f*t) , ve bu faz Lorentz dönüşümlerinde sabit kalacaksa, '''k''' vektörü ve '''f''' frekansı, '''x''' ve t gibi dönüşmelilerdi. Ya da diğer bir deyişle, '''''p''''' ve E gibi.
▲Bunun mümkün olabilmesi için, '''k''' ve ν, '''p''' ve E ile aynı hız bağımlılığına sahip olmalılardı, bu yüzden de onlarla doğru orantılı olmalılardı.
▲Fotonlar icin E=h*f olduğundan, '''madde''' için de
:<math> E = hf \ ve \ k=p/h </math>
Satır 33 ⟶ 31:
varsayımlarını yapmak 'doğal' gözükmüştür.
Elbette yanıldılar çünkü bu şartlar serbest ışık parçaları için yola çıkan varsayımların, çekirdeğe bağlı elektronlar için uyarlanmasıydı ve çok ileri götürülmemesi gerekiyordu.
Ama dalga mekaniği için doğru çıkış noktası idi.
Enteresan bir şekilde, 1925-1926 yılları arasında [[Werner Heisenberg]], [[Max Born]], [[Wolfgang Pauli]] ve [[Pascual Jordan]], [[matris mekanigi]] ile kuantum mekaniğinin formal tanımını yaptılar. Ama formalizmlerinde dalga mekaniğine yer vermediler. Benimsedikleri felsefe ise, tamamen [[pozitivist]] idi. Yani sedece deneysel olarak gözlenebilen değerleri gözönüne alan bir yaklaşım kullandılar.
1926 yılında [[Erwin Schrödinger]] bir dizi denklemle dalga mekaniğini yeniden canlandırdı. Sonunda kendi dalga mekaniğinden Heisenberg'in matriks mekaniğini de türetip iki formalizmin matematiksel olarak denk olduğunu da gösterdi (son makalelerinden birinde Schrödinger, relativistik bir dalga denklemi de sunar).
[[Dirac]]'a göre ise tarih biraz daha farklı işlemiştir. Ona göre, Schrödinger önce relativistik dalga denklemini geliştirdi, sonra bunu kullanarak hidrojenin spektrumunu hesapladı ve deneylere uymadığını gördü. Ancak bu denklemin, düşük hızlarda geçerli olan versiyonu aslında çalışıyordu
Daha sonra relativistik dalga
Bu noktadan sonra Dirac; teoriye çeki düzen vermiş, özel görelilikle uyumlu hale getirmiş ve bazı deneylerin sonuçlarını teorik olarak üretmiştir. Örneğin [[pozitron]]'un varlığının tahmini
===Gelişmeler===
*1897: [[Pieter Zeeman]], ışığın bir atom içindeki yüklü parçacıkların hareketi sonucu yayımlandığını buldu; [[J.J. Thomson]] da, elektronu keşfetti.
| |||