உயர்நிலைப் பள்ளியில் நாம் இயற்பியல் படிக்கப் பழகிவிட்டோம். இருப்பினும், அனைவருக்கும் பழக்கமில்லாத ஒரு வகை இயற்பியல் உள்ளது. இது பற்றியது குவாண்டம் இயற்பியல். குவாண்டம் இயற்பியல் என்றால் என்ன என்று பலருக்குத் தெரியாது. இது நம்மைச் சுற்றியுள்ள பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிய நமது சிந்தனையில் புரட்சியை ஏற்படுத்தக்கூடிய மிகவும் விவாதிக்கப்பட்ட மற்றும் கவர்ச்சிகரமான தலைப்பு. இது பொருளின் நடத்தையை விவரிக்கும் இயற்பியல் கோட்பாடு மற்றும் அன்றாட வாழ்வில் பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது.
எனவே, குவாண்டம் இயற்பியல் என்றால் என்ன, அதன் பண்புகள் என்ன என்பதை இந்தக் கட்டுரையில் சொல்லப் போகிறோம்.
குவாண்டம் இயற்பியல் என்றால் என்ன
குவாண்டம் இயற்பியல் குவாண்டம் அல்லது இயந்திரக் கோட்பாடு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. ஏனெனில் இது ஒரு இயந்திரக் கோட்பாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது நீளங்களின் அளவு மற்றும் அணு மற்றும் துணை அணு ஆற்றலின் நிகழ்வுகளில் கவனம் செலுத்துகிறது, இது இப்போது வழக்கற்றுப் போனதாகக் கருதப்படும் முந்தைய கோட்பாடுகளுக்கு புதிய வாழ்க்கையை அளிக்கிறது.
கிளாசிக்கல் இயற்பியலுக்கும் குவாண்டம் இயற்பியலுக்கும் என்ன வித்தியாசம்? பிந்தையது கதிர்வீச்சு மற்றும் பொருளை இரட்டை நிகழ்வுகளாக விவரிக்கிறது: அலைகள் மற்றும் துகள்கள். எனவே, அலை-துகள் இரட்டைத்தன்மையை இந்த இயக்கவியலின் பண்புகளில் ஒன்றாகக் கருதலாம். அலைகள் மற்றும் துகள்களுக்கு இடையிலான உறவு இரண்டு கொள்கைகளின் மூலம் ஆய்வு செய்யப்பட்டு உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது:
- நிரப்பு கொள்கை
- ஹைசன்பெர்க்கின் நிச்சயமற்ற கொள்கை (பிந்தையது முந்தையதை முறைப்படுத்துகிறது).
சார்பியல் கோட்பாட்டின் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் கிளாசிக்கல் இயற்பியலின் பிறப்புக்குப் பிறகு, நாம் நிச்சயமாக உறுதியாக இருக்க முடியும். இந்த நுண்ணறிவு ஒரு புதிய சகாப்தத்தை, நவீன இயற்பியலை உருவாக்கியது. குவாண்டம் இயக்கவியலை முழுமையாகப் படிக்க, இயற்பியலின் பல்வேறு துறைகளுக்கு இடையே ஒரு ஒருங்கிணைப்பு தேவை:
- அணு இயற்பியல்
- உடல் துகள்கள்
- பொருளின் இயற்பியல்
- அணு இயற்பியல்
மூல
கிளாசிக்கல் இயற்பியல் XNUMX ஆம் நூற்றாண்டின் பிற்பகுதியில் நுண்ணிய அளவில் பொருளைப் படிக்க முடியவில்லை. அணு அளவீட்டுக்கு அப்பாற்பட்டது என்று கூறலாம். எனவே, சோதனை யதார்த்தத்தைப் படிப்பது சாத்தியமில்லை, குறிப்பாக ஒளி மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் தொடர்பான நிகழ்வுகள். ஆனால் மக்கள் எப்போதும் மேலும் செல்ல விரும்புகிறார்கள், மேலும் அவரது உள்ளார்ந்த ஆர்வம் அவரை மேலும் ஆராயத் தூண்டுகிறது.
XNUMX ஆம் நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில், அணு அளவிலிருந்து வெளிவந்த கண்டுபிடிப்புகள் பழைய அனுமானங்களை சவால் செய்தன. குவாண்டம் கோட்பாடு XNUMX ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் கல்வியாளர் மேக்ஸ் பிளாங்க் என்பவரால் உருவாக்கப்பட்டது. அடிப்படைக் கருத்து என்னவென்றால், சில இயற்பியல் அமைப்புகளின் நுண்ணிய அளவு மற்றும் அளவு ஆகியவை இடைவிடாமல் ஆனால் விவேகமாக மாறக்கூடும்.
இந்த ஆய்வுகள் மற்றும் ஆராய்ச்சிகள் இந்த முடிவுகளை எட்டுவதை சாத்தியமாக்கியது:
- 1803: மூலக்கூறுகளின் ஒரு அங்கமாக அணுக்களை அங்கீகரித்தல்
- 1860: கால அட்டவணை அணுக்களை இரசாயன பண்புகளால் வகைப்படுத்துகிறது
- 1874: எலக்ட்ரான் மற்றும் நியூக்ளியஸ் கண்டுபிடிப்பு
- 1887: புற ஊதா கதிர்வீச்சு பற்றிய ஆய்வுகள்
கடைசி தேதியானது முக்கியப் பிரிக்கும் கோட்டைக் குறிக்கலாம். வாசலுக்குக் கீழே உள்ள கதிர்வீச்சு அதிர்வெண்களுக்கு, மின்காந்த கதிர்வீச்சுக்கும் பொருளுக்கும் இடையிலான தொடர்பு நிகழ்வு (ஒளிமின்னழுத்த விளைவு) மறைந்துவிடும். ஒளிமின்னழுத்த விளைவு காரணமாக, எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் மின்காந்த கதிர்வீச்சின் அதிர்வெண்ணுக்கு விகிதாசாரமாகும். சில நிகழ்வுகளை விளக்க மேக்ஸ்வெல்லின் அலைக் கோட்பாடு போதுமானதாக இல்லை.
குவாண்டம் கோட்பாடு
குவாண்டம் இயற்பியலின் பிறப்பிற்கு பங்களித்த காரணிகளை சுருக்கமாகக் கூற, குவாண்டம் இயக்கவியலின் வரலாற்றைக் கண்டறியப் பயன்படுத்தப்படும் கண்டுபிடிப்புகள் மற்றும் அறிவுடன் தொடர்புடைய முக்கியமான தேதிகளை பட்டியலிடலாம்:
- 1900: பிளாங்க் ஐஆற்றல் அளவிடப்படுகிறது, உறிஞ்சப்படுகிறது மற்றும் வெளியேற்றப்படுகிறது என்ற கருத்தை இது அறிமுகப்படுத்துகிறது.
- 1905: ஐன்ஸ்டீன் ஒளிமின்னழுத்த விளைவை நிரூபிக்கிறது (மின்காந்த புலத்தின் ஆற்றல் ஒளியின் குவாண்டா (ஃபோட்டான்கள்) மூலம் கடத்தப்படுகிறது
- 1913: போர் எலக்ட்ரானின் சுற்றுப்பாதை இயக்கத்தை அளவிடுகிறது.
- 1915: சோமர்ஃபெல்ட் புதிய விதிகளை அறிமுகப்படுத்துகிறது, அளவீட்டு முறைகளை பொதுமைப்படுத்துகிறது.
ஆனால் 1924 ஆம் ஆண்டிலிருந்தே குவாண்டம் கோட்பாடு, இப்போது நமக்குத் தெரிந்தபடி, அடித்தளத்தை அமைத்தது. இந்த நாளில், லூயிஸ் டி ப்ரோகி பொருள் அலைகளின் கோட்பாட்டை உருவாக்கினார். அடுத்த ஆண்டு, ஹெய்ன்ஸ்பர்க் பொறுப்பேற்றார், மேட்ரிக்ஸ் இயக்கவியலை உருவாக்கினார், பின்னர் 1927 ஆம் ஆண்டில் டிராக் சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாட்டை முன்மொழிந்தார். 1982 ஆம் ஆண்டு வரை, பெல்லின் சமத்துவமின்மையின் மீறல் குறித்த விசாரணையை ஓர்சே இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் ஆப்டிக்ஸ் முடித்தபோது, இந்த கண்டுபிடிப்புகள் ஒன்றன் பின் ஒன்றாக தொடர்ந்தன. .
குவாண்டம் இயற்பியலின் கோட்பாடுகள்
மிகவும் கவர்ச்சிகரமான கண்டுபிடிப்புகளில் நாம் காண்கிறோம்:
- அலை-துகள் இருமை
- நிரப்புதலின் கொள்கை
- நிச்சயமற்ற ஆரம்பம்
அலை-துகள் இருமை
முன்பு, கிளாசிக்கல் இயற்பியல் மட்டுமே இருந்தது. இது இரண்டு சட்டக் குழுக்களாகப் பிரிக்கப்பட்டது:
- நியூட்டனின் விதிகள்
- மேக்ஸ்வெல்லின் சட்டங்கள்
சட்டங்களின் முதல் தொகுப்பு இயந்திரப் பொருட்களின் இயக்கம் மற்றும் இயக்கவியலை விவரிக்கிறது, இரண்டாவது சட்டங்கள் மின்காந்த புலங்களின் ஒரு பகுதியாக இருக்கும் பாடங்களுக்கு இடையிலான போக்குகள் மற்றும் இணைப்புகளை விவரிக்கிறது: ஒளி மற்றும் ரேடியோ அலைகள், எடுத்துக்காட்டாக.
சில சோதனைகள் ஒளியை ஒரு அலையாகக் கருதலாம் என்று காட்டுகின்றன. ஆனால் அவை உறுதி செய்யப்படவில்லை. மறுபுறம், ஒளி ஒரு துகள் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது (ஐன்ஸ்டீன் மற்றும் பிளாங்கிலிருந்து) எனவே, அது ஃபோட்டான்களால் ஆனது என்ற கருத்து மேலும் மேலும் சட்டபூர்வமானது. போருக்கு நன்றி, பொருள் மற்றும் கதிர்வீச்சின் தன்மை:
- அதை அலையாக ஆக்குங்கள்
- அதை உடலாக ஆக்குங்கள்
ஒரு கண்ணோட்டத்தில் அல்லது மற்றொரு கண்ணோட்டத்தில் சிந்திக்க முடியாது, ஆனால் ஒரு நிரப்பு கண்ணோட்டத்தில். போரின் நிரப்பு கொள்கை இந்த விஷயத்தை மட்டுமே வலியுறுத்துகிறது, அதாவது, அணு அளவில் நிகழும் நிகழ்வுகள் அலைகள் மற்றும் துகள்களின் இரட்டை பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன.
ஹெய்ன்சன்பெர்க் நிச்சயமற்ற கொள்கை
1927 இல் நாம் முன்பே குறிப்பிட்டது போல, வேகம் மற்றும் நிலை போன்ற சில ஜோடி உடல் அளவுகள் என்று ஹெய்ன்சன்பெர்க் காட்டினார். பிழை இல்லாமல் ஒரே நேரத்தில் பதிவு செய்ய முடியாது. துல்லியமானது இரண்டு அளவீடுகளில் ஒன்றைப் பாதிக்கலாம், ஆனால் இரண்டும் ஒரே நேரத்தில் அல்ல, ஏனெனில் வேகம் போன்ற நிகழ்வுகள் மற்ற அளவீட்டு முடிவைப் பாதிக்கும் மற்றும் அளவீட்டை செல்லாததாக்கும்.
எலக்ட்ரானைக் கண்டுபிடிக்க, ஒரு ஃபோட்டானை ஒளிரச் செய்வது அவசியம். ஃபோட்டானின் அலைநீளம் குறைவாக இருப்பதால், எலக்ட்ரான் நிலையின் துல்லியமான அளவீடு. குவாண்டம் இயற்பியலில், ஃபோட்டான்களின் குறைந்த அலை அதிர்வெண் எலக்ட்ரான்கள் உறிஞ்சுவதை விட அதிக ஆற்றலையும் வேகத்தையும் கொண்டுள்ளது. அதே நேரத்தில், இந்த அளவீடுகளை தீர்மானிக்க முடியாது.
இந்தத் தகவலின் மூலம் குவாண்டம் இயற்பியல் என்றால் என்ன, அதன் பண்புகள் என்ன என்பதைப் பற்றி மேலும் அறியலாம் என்று நம்புகிறேன்.