מכניקת הקוונטים – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
Matanyabot (שיחה | תרומות) מ בוט החלפות: \1\2\3ודאות |
←היסטוריה: כתבתי הכל מחדש לפי הערך המורחב + מקורות. |
||
שורה 13:
{{הפניה לערך מורחב|היסטוריה של מכניקת הקוונטים}}
ההשערה אודות קוונטיזציה של גדלים פיזיקלים הופיעה לראשונה במאמר של [[מקס פלנק]] משנת [[1900]], העוסקת ב[[קרינת גוף שחור]]. פלנק ניסה במשך שנים להסביר את אופן הנצפה של התפלגות אורכי הגל של הקרינה, עד שלבסוף מצא נוסחה מדויקת לאחר שהניח שהאנרגיה הכוללת של המערכת עשויה ממנות בדידות (כלומר מקוונטטת). פלנק, כפי שהעיד במכתבים מאוחרים יותר, חשב שהנחה זו מועילה לפתרון הבעיה ותו לא, ולא ייחס לה בתחילה חשיבות רבה.{{הערה|שם=קראג5|שמאל=כן|
Helge Kragh, Quantum Generations: A History of Physics in the 20th Century, Princeton: Princeton University, Press, 1999, Chapter 5}}
בשנת [[1905]] פרסם [[אלברט אינשטיין]] מאמר אודות תכונותיו של האור. במאמר שיער שקרינה אלקטרומגנטית איננה גלים רציפים, כפי שהיה מקובל לחשוב בתקופה זו, אלא עשויה ממנות בדידות של אנרגיה, שמאוחר יותר קיבלו את השם [[פוטון|פוטונים]]. הוא הראה כיצד השערה מסבירה תופעות שונות, בין השאר את [[האפקט הפוטואלקטרי]]. בניגוד לפלנק, אינשטיין הבין מיד שמדובר בהשערה מהפכנית.{{הערה|שם=קראג5}}
רעיון הקוונטיזציה הוסיף להתפשט בהדרגה ובאיטיות, ופורסמו תיאוריות נוספות בתחומים שונים שעשו בו שימוש. לדוגמה, [[מודל האטום של בוהר]] משנת [[1913]] אימץ את [[המודל הפלנטרי]] לפיו האלקטרונים סובבים את גרעין האטום באופן הדומה ל[[כוכב לכת|כוכבי לכת]] ב[[מערכת השמש]], אך בתוספת אילוץ קוונטי: רמת האנרגיה שלהם ניתן לאפיון על ידי [[מספר קוונטי]] טבעי, ולכן הם יכולים לנוע רק באחד מבין אוסף בדיד של מסלולים אפשריים. המודל הצליח להסביר תופעות שונות של אטום ה[[מימן]], אך המאמצים המוקדמים להכלילו לאטומים נוספים נתקלו בקשיים.{{הערה|שם=שומן|שמאל=כן|
Seth, S. (2013-10-01). Quantum Physics. In (Ed.), The Oxford Handbook of the History of Physics. : Oxford University Press,. Retrieved 4 Aug. 2018, from http://www.oxfordhandbooks.com/view/10.1093/oxfordhb/9780199696253.001.0001/oxfordhb-9780199696253-e-28}}
התיאוריות השונות שהתפרסמו עד שנת [[1925]] מכונות באופן קולקטיווי בשם "תיאורית הקוונטים הישנה". הן התאפיינו בשילוב בין פיזיקה קלאסית עם תוספת של עקרונות קוונטים, שנראה שנוספו באופן [[אד הוק]] וחסר הצדקה, והיה קשה להכלילן מעבר לבעיה הנקודתית אותה הן פתרו. הדבר חידד את ההבנה שדרושה תיאוריה חדשה שתחליף כליל את הפיזיקה הקלאסית, ותשנה את המושגים הפיזיקליים באופן [[קיצוניות ורדיקליזם|רדיקלי]].כמו כן הלך והתברר שהתיאוריה החדשה עתידה לזנוח את הדימויים הוויזואליים השאולים מהפיזיקה הקלאסית, כגון חלקיק הנע במסלול בעל צורה גאומטרית נתונה, ולהסתמך במקום זאת על מושגים מתמטיים מופשטים כגון מספר קוונטי והסתברות מעבר.{{הערה|שם=קראג11|שמאל=כן|
Helge Kragh, Quantum Generations: A History of Physics in the 20th Century, Princeton: Princeton University, Press, 1999, Chapter 11}}{{הערה|שם=שומן}}
המונח "מכניקת הקוונטים" נטבע ב-[[1924]] על ידי בורן, ושנה לאחר מכן פרסם יחד עם [[ורנר הייזנברג]] ו[[פסקואל יורדן]] תאוריה מלאה של מכניקת קוונטים המבוססת על חשבון מטריצות. במקביל פיתח [[פול דיראק]] תאוריה שקולה בשיטות מתמטיות אחרות. בשנת [[1926]] פרסם [[ארווין שרדינגר]] תאוריה נוספת, שהתגלתה גם היא כשקולה, המבוססת על גלים, ובבסיסה [[משוואת שרדינגר]]. שרדינגר הושפע בעבודתו זו מ[[השערת דה ברויי]] של [[לואי דה ברויי]] משנת 1924, לפיה כל חלקיק מתנהג כגל בתנאים מסוימים, והקשר בין התנע ואורך הגל זהה לזה שגילה איינשטיין במאמרו מ-1905 אודות חלקיקי האור.{{הערה|שם=אוליבר|שמאל=כן|
Darrigol, O. (2002). Quantum Theory and Atomic Structure, 1900–1927. In M. Nye (Ed.), The Cambridge History of Science (The Cambridge History of Science, pp. 329-349). Cambridge: Cambridge University Press. doi:10.1017/CHOL9780521571999.019}}{{הערה|שם=קראג5}} זמן קצר לאחר פרסומה הציע [[מקס בורן]] את הפרשנות לפיה גודל הגל במיקום נתון מייצג את ההסתברות למצוא את החלקיק באותו מיקום, וטען שהפיזיקה של האטום היא [[אינדטרמיניזם|אינדטרמינסיטית]].{{הערה|שם=קראג11}}
בשנים שלאחר מכן התגבשו עקרונות שקבעו בוהר ואחרים ונודעו באופן קולקטיבי כ[[פרשנות קופנהגן]]. לפי פרשנות זו, אם חוקי מכניקת הקוונטים אינם מנבאים תוצאת מדידה של תכונה מסוימת באופן חד משמעי, הרי שהתכונה הזו אינה מוגדרת כלל. למשל, אם החוקים אינם מנבאים מיקום מדויק לחלקיק, אלא רק באופן הסתברותי, הרי שלחלקיק אכן אין מיקום מוגדר. איינשטיין התנגד לפרשנות זו, וראה באי הוודאות של מכניקת הקוונטים עדות להיותה תיאור לא שלם של הטבע, ולא תכונות של הטבע עצמו. בשנת 1926 כתב לבוהר מכתב ממנו צוטטה לאחר מכן בפרפרזה האימרה [[אלוהים לא משחק בקוביות]]. בעקבות איינשטיין, ניסה גם שרדינגר להראות שפרשנות קופנהגן עלולה להוביל לאבסורד, על ידי [[ניסוי מחשבתי]] שנודע כ[[החתול של שרדינגר|חתול של שרדינגר]]. בניסוי זה חתול מוחזק בכלוב ליד חומר רדיואקטיבי, ועל פי פרשנות קופנהגן לכאורה החתול ייכנס למצב שהוא תערובת של חי ומת בו זמנית.{{הערה|שם=אוליבר}}{{הערה|שם=קראג14|שמאל=כן|
Helge Kragh, Quantum Generations: A History of Physics in the 20th Century, Princeton: Princeton University, Press, 1999, Chapter 14}} הניסיונות לערער על מעמדה הפופולרי של פרשנות קופנהגן כשלו, אך ויכוחים סביב המשמעויות והפרשנויות של מכניקת הקוונטים נמשכים עד ימינו.
== מאפיינים של מכניקת הקוונטים ==
| |||