ما هو مبدأ الشك وعدم اليقين،
مبدأ الشك وعدم اليقين حيث يعرف هذا المبدأ أنه أحد المصطلحات الفيزيائية حيث يعتبر العالم الألماني فيرنر هايزنبرغ هو الذي اكتشف مبدأ الشك وعدم اليقين وكان ذالك في العام ١٩٢٧م، وحيث انه يعتبر من أهم المبادئ في نظرياته، مبدأ الشك وعدم اليقين، يسرنا عبر موقع المرجع الوافي والذي يقدم لكم كل ما تبحثون عنه، يسرنا عبر هذه المنصة التعليمية ان نقدم لكم شرح مفصل من كتاب الفيزياء حول مبدأ الشك وعدم اليقين.
مبدأ الشك وعدم اليقين
حيث أنه ينص هذا المبدأ على أنه لا يمكن تحديد خاصيتين مقاستين من خواص جملة كمومية إلا ضمن حدود معينة من الدقة، بمعنى أن تحديد أحد الخاصيتين بدقة متناهية (ذات عدم تأكد ضئيل) يستتبع عدم تأكد كبير في قياس الخاصية الأخرى، ويشيع تطبيق هذا المبدأ بكثرة على خاصيتي تحديد الموضع والسرعة لجسيم أولي
وبكل ببساطه" يشير هذا المبدأ إلى أنه لا يمكن قياس سرعة وموضع الجسم بشكل دقيق في نفس الوقت ، حتى من الناحية النظرية بسبب وجود عدة احتمالات لكل منهما "
بما أن هذا المبدأ ينص على أن من غير الممكن معرفة موقع الجزيء أو معرفة كمية حركته بدقة مطلقة ، فكلما علم عن أحدهما بدقة، سيكون من الصعب تحقيق نفس الدقة مع الآخر ، ولذلك جاء في معادلة مبدأ عدم اليقين ضرب الأخطاء في حساب هذه القيم ، بحيث انه يجب أن نحصل على رقم أكبر أو يساوي نصف قيمة ثابت بلانك ( h ) ، الذي يعتبر من الأرقام الهامة في نظرية الكم ، وتساوي قيمته ( 6.626* 10-³⁴ ) بوحدة جول ثانية
* القانون * .
∆p ∆x ≥ ( h/4π )
P عدم التأكد في كمية الحركة
X عدم التأكد للموقع
h ثابت بلانك المخفض ويعادل h/(4π)
π ثابت وقيمته 3.14
وإليكم توضح المعادلة حيث أن حاصل ضرب " عدم التأكد في تعيين موضع الجسيم " في " عدم التأكد في تعيين كمية حركتة " لابد أن يكون يساوي أو أكبر من المقدار " h " مقسوما على القيمة " 4π " وعلى ذلك لا يمكن أن يكون حاصل ضرب عدم التأكد للموقع في عدم التأكد في كمية حركة الجسيم صفراً.
ويعتبر هذا ما أدهش العالم هايزنبرج و كذلك أدهش العلماء آنذاك واحتج الكثيرون على تلك النتيجة حيث اعتبر بعضهم أن حسابات هايزنبرج غير منطقية ، واشتدت المناقشات وأجريت تجارب واقعية وتجارب تخيلية لتفنيد هذا المبدأ، ولكن ثبتت صحة المبدأ عملياً وفكرياً ، وأصبح هذا المبدأ من مفاهيمنا الحديثة للطبيعة ، وعمل على تعميق جذري لفهمنا للطبيعة حولنا وفي الكون بصفة عامة.
عدم التأكد الحاصل هو نتيجة أيضا لعملية القياس نفسها ، والتي تؤثر فيها أجهزة القياس على الكميات المقاسة بما فيها الضوء المستخدم نفسه.
فعلى هذا المستوى الصغير ، عند التعامل مع ذرات وجزيئات وجسيمات أولية نقوم بتصويب فوتونات لقياس سرعة الجسيم بدقة معينة ، ثم نصوب فوتوناً آخر لقياس موضع الجسيم ، ولنظراً لأن الفوتون له طاقة تقوم بدفع الجسيم عند الاصطدام به فيتغير موضعه ، وبالتالي فإننا لا نستطيع تحديد موقعه بدقة ولا تحديد سرعته بدقة.
ظواهر يفسرها مبدأ عدم اليقين
عدم اقتراب الإلكترونات من النواة :-
حيث أنه يوجد داخل الذرة الكترونات سالبة الشحنة تدور حول نواة ذات شحنة موجبة، فمن المنطق كذلك ووفقًا للفيزياء الكلاسيكية يجب أن تنجذب تلك الإلكترونات السالبة إلى النواة الموجبة، ولكنه في الواقع ذلك لا يحدث، مما يجعل قوانين الفيزياء الكلاسيكية في حيرة تجاه تفسير هذه الظاهرة الغريبة
ولكنه أتى مبدأ عدم اليقين ليفسرها حيث أشار إلى أنه إذا حدث تجاذب بين الإلكترون والنواة ، سيمكن تحديد موقع الإلكترون بدقة في فضاء النواة ، مما سيجعل نسبة الخطأ في قياسه صغيرة للغاية ، وحسب مبدأ الشك سيكون الخطأ في قياس زحمه كبيرًا جدًا ، إذًا سيمتلك الإلكترون في هذه الحالة طاقة كبيرة تدفعه للخروج من الذرة نهائيًا ، ولكن لا يحدث هذا بسبب عدم اقتراب الإلكترون من النواة حفظًا على التوازن وفق مبدأ عدم اليقين
تحلل أشعة ألفا
حيث أنه من المعروف أن جسيمات ألفا تتكون من نيوترون وبروتونين ينتجون من الأنوية الثقيلة لبعض الذرات كنواة ذرة اليورانيوم ، حيث تحتاج هذه النيوترونات والبروتونات لطاقة كبيرة ، لتتمكن من كسر روابطها التي تبقيها داخل النواة ، إذًا أن سرعة جسيمات ألفا محددة داخل النواة ، في حين يكون موقعها غير محدد ، أي أن هناك فرصة بأن يتشكل هذا الجسيم خارج النوة ، رغم أنه لا يحمل الطاقة اللازمة للخروج من النواة، ولكن يمكن أن يخرج من خلال نفق يطلق عليه اسم النفق الكمومي.