تحقیق در مورد چگونه نسبیت و کوانتوم سازگار می شوند

اختصاصی از حامی فایل تحقیق در مورد چگونه نسبیت و کوانتوم سازگار می شوند دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تحقیق در مورد چگونه نسبیت و کوانتوم سازگار می شوند

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحه65

 چگونه نسبیت و کوانتوم سازگار می شوند؟ مقدمه

 از اوائل قرن بیستم دو نظریه ی بزرگ نسبیت و مکانیک کوانتوم، برای پاسخگویی به مشکلاتی که فیزیک کلاسیک با آنها دست بگریبان بود، پا به عرصه وجود نهادند. جالب این است که هر دو نظریه تقریباً همزمان مطرح شدند و سیر تکاملی خود را طی کردند. نخست نسبیت خاص  در سال 1905 تنها در محدوده ی دستگاه های لخت بکار گرفته شد و در سال 1915 تحت عنوان نسبیت عام به دستگاه های شتابدار تسری یافت. مکانیک کوانتوم قدیم در سال 1900 با طرح کوانتومی بودن انرژی اظهار شد و در دهه ی 1920 سیر تکاملی خود را پیمود

 همواره این سئوال مطرح بود  که آیا این دو نظریه بزرگ را می توان با یکدیگر ترکیب کرد؟

دیراک توانست نسبیت خاص و مکانیک کوانتوم را بصورت مکانیک کوانتوم نسبیتی با هم ادغام کند. به دنبال آن سئوال این بود که چگونه می توان مکانیک کوانتوم و نسبیت عام را با هم ترکیب کرد؟

نظریه نسبیت عام اینشتین نظریه‌ای در باره جرم‌های آسمانی بزرگ مثل ستارگان، سیارات و کهکشان‌هاست که برای توضیح گرانش در این سطوح بسیار خوب است

مکانیک کوانتومی نظریه‌ای است که نیروهای طبیعت را مانند پیام‌هایی می‌داند که بین فرمیون‌ها (ذرات ماده) رد و بدل می‌شوند. مکانیک کوانتومی در توضیح اشیاء، در سطوح بسیار ریز خیلی موفق بوده بوده است

هاوکینگ می گوید " یک راه برای ترکیب این دو نظریه بزرگ قرن بیستم در یک نظریه واحد آن است که گرانش را همانطور که در مورد نیروهای دیگر با موفقیت به آن عمل می‌کنیم، مانند پیام ذرات در نظر بگیریم. یک راه دیگر بازنگری نظریه نسبیت عام اینشتین در پرتو نظریه عدم قطعیت است

با آنکه نسبیت و مکانیک کوانوتم هر دو با در توجیه پدیده های حوزه ی خود، از توانایی خوبی برخوردارند، اما تسری برخی مفاهیم از مکانیک کلاسیک به فیزیک مدرن مانع از ترکیب این دو نظریه بزرگ هستند. بهمین دلیل نظریه سی. پی. اچ. تصریح می کند که  مکانیک کلاسیک، مکانیک کوانتوم و نسبیت را بایستی تواما و همزمان مورد بررسی مجدد قرار داد. علاوه بر آن چنین بررسی مجددی تا زمانیکه نظریه هیگز نیز مورد توجه قرار نگیرد راه به جایی نخواهد برد. بهمین دلیل باید از مشکلات مکانیک کلاسیک شروع کنیم و ببینیم که آیا این مشکلات در نسبیت و مکانیک کوانتوم بر طرف شده یا نه؟

مشکلات قوانین نیوتن

 هنگامیکه نیوتن قوانین حرکت و قانون جهانی جاذبه را ارائه کرد، این قوانین از نظر منطقی با اشکالات جدی همراه بود. قانون دوم نیوتن تا سرعتهای نامتناهی را پیشگویی می کرد که با تجربه سازگار نیست. قانون دوم به صورت

 F=ma       

ارائه شده است که طبق آن نیروی وارد شده به جسم می تواند تا بی نهایت سرعت آن افزایش دهد. این امر با مشاهدات تجربی قابل تطبیق نیست. مشکل بعدی کنش از راه دور بود. یعنی اثر نیروی جاذبه با سرعت نامتناهی منتقل می شد. تاثیر از راه دور همواره مورد انتقاد قرار قرار داشت.

اما مهمترین مشکل قوانین نیوتن در قانون جهانی جاذبه وی بود و خود نیوتن نیز متوجه آن شده بود.   

نیوتن دریافت که بر اثر قانون جاذبه او، ستارکان باید یکدیگر را جذب کنند و بنابراین اصلاً به نظر نمی رسد که ساکن باشند. نیوتن در سال 1692 طی نامه ای به ریچارد بنتلی نوشت "که اکر تعداد ستارگان جهان بینهایت نباشد، و این ستارگان در ناحیه ای از فضا پراکنده باشند، همگی به یکدیگر برخورد خواهند کرد. اما اکر تعداد نامحدودی ستاره در فضای بیکران به طور کمابش یکسان پراکنده باشند، نقطه مرکزی در کار نخواهد بود تا همه بسوی آن کشیده شوند و بنابراین جهان در هم نخواهد ریخت."

 این برداشت نیز با یک اشکال اساسی مواجه شد. بنظر سیلیجر طبق نظریه نیوتن تعداد خطوط نیرو که از بینهایت آمده و به یک جسم می رسد با جرم آن جسم متناسب است. حال اکر جهان نامتناهی باشد و همه ی اجسام با جسم مزبور در کنش متقابل باشند، شدت جاذبه وارد بر آن بینهایت خواهد شد.

 مشکل بعدی قانون جاذبه نیوتن این است که طبق این قانون یک جسم به طور نامحدود می تواند سایر اجسام را جذب کرده و رشد کند، یعنی جرم یک جسم می تواند تا بینهایت افزایش یابد. این نیز با تجربه تطبیق نمی کند، زیرا وجود جسمی با جرم بینهایت مشاهده نشده است.

مشکل بعدی قوانین نیوتن در مورد دستکاه مرجع مطلق بود. همچنان که می دانیم حرکت یک جسم نسبی است، وقتی سخن از جسم در حال حرکت است، نخست باید دید نسبت به چه جسمی یا در واقع در کدام چارچوب در حرکت است. دستگاه های مقایسه ای در فیزیک دارای اهمیت بسیاری هستند. قوانین نیوتن نسبت به دستگاه مطلق مطرح شده بود. یعنی در جهان یک چارچوب مرجع مطلق وجود داشت که حرکت همه اجسام نسبت به آن قابل سنجش بود. در واقع همه ی اجسام در این چارچوب مطلق که آن را "اتر" می نامیدند در حرکت بودند. یعنی ناظر می توانست از حرکت نسبی دو جسم سخن صحبت کند یا  می توانست حرکت مطلق آن را مورد توجه قرار دهد.

 براین اساس مایکلسون تصمیم داشت سر

اشتراک بگذارید:

 

پرداخت و دانلود

مبلغ قابل پرداخت 3,400 تومان

ایمیل موبایل

عملیات پرداخت با همکاری بانک

انجام می شود

کدتخفیف:

 

فایل هایی که پس از پرداخت می توانید دانلود کنید

نام فایلحجم فایل84_714559_1165.zip144.8k

تحقیق در مورد نظریه کوانتوم

اختصاصی از حامی فایل تحقیق در مورد نظریه کوانتوم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:9

 فهرست مطالب

مقدمه

درآمد

هرکسی از نظریه کوانتوم شوکه نشود آن را نفهمیده است. نیاز بوهر

طبیعت و عدم قطعیت

پیامدهای فیزیک کوانتومی

Copenhagen interpretation

حاشیه ای فلسفی بر مکانیک کوانتومی

مقدمه
     جی . رابرت . اوپنهایمر در کتاب علم و فرزانگی در رابطه با سرگذشت کوانتوم چنین می گوید : « شاید هرگز تمامی تاریخ این حادثه روایت نشود . برای عرضه کردن آن هنری به آن اندازه توانا لازم است که برای روایت کردن سرگذشت اودیپوس یا کرامول ضرورت داشته است ، ولی این حادثه در قلمروی چندان دور از تجربه های روزانه ی ما صورت پذیرفته است که کم تر احتمال آن می رود که شاعر یا مورخی از آن با خبر شود . »
این داستان ، سرگذشت انقلابی پر تلاطم است ؛ سرگذشت فروپاشی و انقراض فیزیکی از خود راضی است که سالیان دراز بر حوزه ای محدود فرمان رانده بود و سرگذشت دوران فطرتی است که نابودی اش را از پیش تناقضات درونی اش رقم زده بودند ، و سرانجام سرگذشت ظهور توفان آسای نظامی از هفت آب گذشته یعنی مکانیک کوانتومی است .

درآمد
در آزمایشگاهی کاملاً تاریک ، ماشینی الکتریکی قرار گرفته است و روی آن دو کره ی فلزی سوار شده است . این همان ماشین متعارف ایجاد جرقه های الکتریکی است که زائده ای کوچک هم بر آن اضافه شده است .دو صفحه ی فلزی با میله های رسانای باریکی به این کره ها متصل شده اند .
در روی میز دیگر ، حلقه ی ساده ی تقریباً از سیمی سخت و محکم بر پایه ای عایق سوار شده است . از نظر آزمایشگر شکاف کوچکی که در این حلقه است چزء اصلی دستگاه به شمار می آید . اگر درست حدس زده باشد ، در همین جا ست که راز از پرده بیرون خواهد افتاد .
همه چیز آماده است ، آزمایشگر کلیدی را وصل می کند تا جرقه ها با سر و صدا بین دو کره رد و بدل شوند . او از جرقه ها روی بر می گرداند و مدتی منتظر می ماند تا چشمش به تاریکی عادت کند . آیا این که او می بیند شکاف حلقه از فروغ ضعیفی پر شده است حقیقت دارد یا تصوری بیش نیست ؟ پاسخ دادن به این پرسش آسان نیست . ممکن است فقط بازتاب نوری باشد . به آرامی پیچی را که دو سر حلقه را به هم نزدیک می کند می چرخاند . با باریک تر شدن شکاف ، فروغ درخشان تر می شود . باز هم دوسر حلقه را به هم نزدیک تر می کند تا سرانجام تقریباً با هم تماس پیدا می کنند . حال دیگر تردیدی باقی نمانده است .
به همین سادگی بود که آدمی برای نخستین بار زیرکانه به وجود سیگنال رادیویی پی برد .
این واقعه در سال 1887 روی داد و آزمایشگر ، یک فیزیکدان برجسته ی آلمانی بود به نام هاینریش هرتز .
ارزش اقتصادی این کشف بی اندازه بود . پس چرا انسان قابلی چون هرتز امتیاز های بهره برداری از آن را برای مارکونی واگذاشت ؟
چیزی که هرتز را به انجام آزمایش های دوران سازش واداشت ، به هیچ روی فکر ابداع چیزی عملی چون تلگراف رادیویی ( تلگراف بی سیم ) نبود . شاید تلگراف رادیویی هم مهم ترین حاصل این آزمایش ها به شمار نمی رفت . هرتز سدی را می شکست که مدتی مدید دانشمندان را از پیشرفت بازداشته بود : آزمون درستی نظریه ای ریاضی که به نور ، الکتریسیته و مغناطیس مربوط می شد و سه سال پیش تر از سوی جیمز کلرک ماکسول ، فیزیکدان اسکاتلندی ، مطرح شده بود . و ستایش این آزمایش از سوی همگان به دلیل این بود که هرتز توانسته بود این واقعیت را به طریق تجربی اثبات کند . اما مقدر بود که این پدیده ی ظاهراً پیش پا افتاده و بی اهمیت ، در دست اینشتین نقش خطیری در انقلاب کوانتومی بازی کند .
     برای آن که ارزش کار ماکسول و هرتز و تمامی سرگذشت کوانتوم را بفهمیم ، باید نخست نگاهی کوتاه به بعضی از نظریه هایی بپردازیم که آدمی درباره ی نور پرداخته است . گرچه در دوران معاصر ، دانشمندان یهودی برجسته ای وجود داشته اند ، ولی حکمای عبرانی باستان مایه ی چندانی در پژوهش علمی از خود نشان ندادند . ایشان با ادای این گفته که  " و خدا گفت نور باشد ؛ و نور شد " ،

از کنار مسئله ی نور به سرعت گذشتند تا به مسائل مهم تری بپردازند . نور در نزد آن ها چیزی بیش از ضد تاریکی ، و شرطی برای توانایی دیدن نبود .