Kuantum

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Gezinti kısmına atla Arama kısmına atla
Bir atom modeli.
Bir atom modeli tasviri.

Fizikte, bir kuantum, bir etkileşime dahil olan herhangi bir fiziksel varlığın (fiziksel özellik) minimum miktarıdır. Fiziksel özellik "nicemlenmiş" edilebileceği temel kavramı "bir hipotez olarak adlandırılır niceleme".[1] Bu, fiziksel özelliğin büyüklüğünün yalnızca bir kuantumun tam sayı katlarından oluşan ayrık değerleri alabileceği anlamına gelmektedir.

Örneğin, bir foton, tek bir kuantum ışıktır (veya başka herhangi bir elektromanyetik radyasyon biçimidir). Benzer şekilde, bir atom içinde bağlı bir elektronun enerjisi nicelleştirilebilir ve yalnızca belirli ayrık değerlerde var olabilmektedir. (Atomlar ve madde genel olarak kararlıdır. Çünkü elektronlar bir atom içinde yalnızca ayrı enerji seviyelerinde var olabilir. Kuantumlama, kuantum mekaniğinin çok daha geniş fiziğinin temellerinden biridir. Enerjinin kuantizasyonu ve enerji ile maddenin nasıl etkileşime girdiği üzerindeki etkisi ( kuantum elektrodinamiği ), doğayı anlamak ve tanımlamak için temel çerçevenin bir parçasıdır.

Etimoloji ve keşif[değiştir | kaynağı değiştir]

Kuantum kelimesi, Latince sorgulayıcı kuantus sıfatının nötr tekildir, "ne kadar" anlamına gelir. "Elektrik kuantumunun" (elektronlar) kısaltması olan nötr çoğul "Quanta", Hermann von Helmholtz'un elektrik alanında kullandığı için hermann von Helmholtz'a itibar eden Philipp Lenard'ın fotoelektrik etki üzerine 1902 tarihli bir makalesinde kullanıldı. Bununla birlikte, kuantum kelimesi genel olarak 1900'den[2] önce iyi biliniyordu, örneğin kuantum EA Poe'nun Nefes Kaybında kullanılıyordu. Kuantum satis teriminde olduğu gibi, genellikle doktorlar tarafından kullanılmıştır. Hem Helmholtz hem de Julius von Mayer fizikçilerin yanı sıra doktorlardı. Helmholtz, Mayer'in çalışmasında yazısında ısıya atıfta bulunarak kuantumu kullandı ve kuantum kelimesi, Mayer'in 24 Temmuz 1841 tarihli mektubunda[3] termodinamiğin birinci yasasının formülasyonunda bulunabilir.

1901'de Max Planck "madde ve elektrik miktarı",[4] gaz ve ısı anlamında kuantum kullandı. [5] 1905'te, Planck'ın çalışmasına ve Lenard'ın (sonuçlarını elektriğin kuantumu terimini kullanarak açıklayan) deneysel çalışmasına yanıt olarak, Albert Einstein, radyasyonun uzamsal olarak yerelleştirilmiş paketlerde var olduğunu ve buna "ışık miktarı" ("Lichtquanta") adını verdiğini öne sürdü.).[6]

Radyasyonun nicelendirilmesi kavramı, 1900 yılında, kara cisim radyasyonu olarak bilinen ısıtılmış nesnelerden radyasyon emisyonunu anlamaya çalışan Max Planck tarafından keşfedildi. Enerjinin yalnızca küçük, farklı, ayrı paketlerde ("demetler" veya "enerji öğeleri" olarak adlandırdığı) emilebileceğini veya serbest bırakılabileceğini varsayarak,[7] Planck, ısıtıldığında renk değiştiren bazı nesnelerin hesabını verdi. [8] Planck, 14 Aralık 1900'de bulgularını Alman Fizik Derneği'ne bildirdi ve siyah cisim radyasyonu üzerine yaptığı araştırmanın bir parçası olarak ilk kez kuantizasyon fikrini tanıttı. [9] Planck, deneylerinin bir sonucu olarak, Planck sabiti olarak bilinen h'nin sayısal değerini çıkardı ve elektrik yükü birimi için daha kesin değerler ve bir köstebek içindeki gerçek molekül sayısı olan Avogadro – Loschmidt sayısı, Alman Fizik Derneği. Teorisi onaylandıktan sonra Planck, 1918'deki keşfi için Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Kuantizasyon (niceleme)[değiştir | kaynağı değiştir]

Kuantizasyon ilk olarak Elektromanyetik radyasyon da keşfedilirken, enerjinin sadece fotonlarla sınırlı olmayan temel bir yönünü tanımlar.[10] Teoriyi deneyle uzlaştırmaya çalışırken, Max Planck elektromanyetik enerjinin ayrı paketler veya kuantumlar halinde emildiğini veya yayıldığını varsaydı.[11]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ Wiener, N. (1966). Differential Space, Quantum Systems, and Prediction. Cambridge: The Massachusetts Institute of Technology Press
  2. ^ E. Cobham Brewer 1810–1897. Dictionary of Phrase and Fable. 1898.
  3. ^ "Heimatseite von Robert J. Mayer" (Almanca). Weltreich der Physik, GNT-Verlag. 1991. 9 Şubat 1998 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  4. ^ Planck (1901). "Ueber die Elementarquanta der Materie und der Elektricität" (PDF). Annalen der Physik (Almanca). 309 (3): 564-566. doi:10.1002/andp.19013090311. 
  5. ^ Planck (1883). "Ueber das thermodynamische Gleichgewicht von Gasgemengen". Annalen der Physik (Almanca). 255 (6): 358-378. doi:10.1002/andp.18832550612. 
  6. ^ Einstein (1905). "Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt" (PDF). Annalen der Physik (Almanca). 17 (6): 132-148. doi:10.1002/andp.19053220607. . A partial English translation is available from Wikisource.
  7. ^ Max Planck (1901). "Ueber das Gesetz der Energieverteilung im Normalspectrum (On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum)". Annalen der Physik. 309 (3): 553. doi:10.1002/andp.19013090310. 18 Nisan 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  8. ^ Brown, T., LeMay, H., Bursten, B. (2008). Chemistry: The Central Science Upper Saddle River, NJ: Pearson Education 0-13-600617-5
  9. ^ Klein (1961). "Max Planck and the beginnings of the quantum theory". Archive for History of Exact Sciences. 1 (5): 459-479. doi:10.1007/BF00327765. 
  10. ^ Melville, K. (2005, February 11). Real-World Quantum Effects Demonstrated
  11. ^ Modern Applied Physics-Tippens third edition; McGraw-Hill.

Kaynaklar[değiştir | kaynağı değiştir]

  • B. Hoffmann, Kuantumun Garip Hikayesi, Pelican 1963.
  • Lucretius, Evrenin Doğası Üzerine, çev. Latince'den RE Latham, Penguin Books Ltd., Harmondsworth 1951.
  • J. Mehra ve H. Rechenberg, The Historical Development of Quantum Theory, Cilt 1, Bölüm 1, Springer-Verlag New York Inc., New York 1982.
  • M. Planck, A Survey of Physical Theory, çev. R. Jones ve DH Williams, Methuen & Co., Ltd., Londra 1925 (Dover baskıları 1960 ve 1993) Nobel dersi dahil.
  • Rodney, Brooks (2011) Fields of Color: Einstein'dan kaçan teori . Allegra Baskı ve Görüntüleme.